TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Umum
Beton sangat banyak dipakai secara luas sebagai bahan bangunan. Beton merupakan ikatan dari material-material pembentuk beton, yaitu terdiri dari campuran agregat (kasar dan halus) semen, air dengan perbandingan tertentu dan dapat pula ditambah dengan bahan campuran tertentu apabila dianggap perlu. Bahan air dan semen disatukan akan membentuk pasta semen yang berfungsi sebagai bahan pengikat, sedangkan agregat halus dan agregat kasar sebagai bahan pengisi.
Menurut Edward G. Nawy (1985) mendefinisikan beton sebagai sekumpulan interaksi mekanis dan kimiawis dari material pembentuknya. Dengan demikian, masing – masing komponen tersebut perlu dipelajari sebelum mempelajari beton secara keseluruhan. Perencana dapat mengembangkan pemilihan material yang layak komposisinya sehingga diperoleh beton yang efisien, memenuhi kekuatan batas yang disyaratkan oleh perencana dan memenuhi persyaratan serviceability yang dapat diartikan sebagai pelayanan yang handal dengan memenuhi kriteria ekonomi.
Disamping kualitas bahan penyusunnya, kualitas dalam pelaksanaannya menjadi hal penting untuk diperhatikan. Adapun hal – hal yang mempengaruhi kualitas beton adalah sebagai berikut :
a. Kualitas semen
b. Proporsi semen terhadap air dalam campurannya c. Kekuatan dan kebersihan agregat
d. Interaksi atau adesi antara pasta semen dan agregat
e. Pencampuran yang cukup dari bahan–bahan pembentuk beton f. Penempatan yang benar, penyelesaian pada beton segar
g. Perawatan pada temperatur yang tidak lebih dari 50oF pada saat beton hendak mencapai kekuatannya.
h. Kandungan klorida tidak melebihi 0,15% dalam beton tidak terlindungi dan 1% untuk beton terlindungi.
Dengan memperhatikan kualitas dari bahan penyusun dan pelaksanaannya, maka kualitas dari beton yang diinginkan pun dapat tercapai.
Sebagai bahan konstruksi beton mempunyai kelebihan dan kekurangan. Menurut (Asroni, 2010) Kelebihan beton antara lain :
1. Harganya relatif murah.
2. Mampu memikul beban yang berat.
Kekurangan beton antara lain :
1. Beton mempunyai kuat tarik yang rendah, sehingga mudah retak. Oleh karena itu perlu diberi baja tulangan, atau tulangan kasa (meshes).
2. Beton sulit untuk dapat kedap air secara sempurna, sehingga selalu dapat dimasuki air, dan air yang membawa kandungan garam dapat merusak beton.
3. Bentuk yang telah dibuat sulit diubah.
4. Pelaksanaan pekerjaan membutuhkan ketelitian yang tinggi.
2.2 Beton segar (Fresh Concrete)
Beton segar yang baik ialah beton segar yang dapat diaduk, diangkut, dituang, dipadatkan, tidak ada kecendrungan untuk terjadi segregasi (pemisahan kerikil dari adukan) maupunbleeding(pemisahan air dan semen dari adukan). Hal ini karena segregasi maupun bleeding mengakibatkan beton yang diperoleh akan jelek. (Nugraha, 2007)
Tiga hal penting yang perlu diketahui dari sifat-sifat beton segar, yaitu : kemudahan pengerjaan (workabilitas), pemisahan kerikil (segregation), pemisahan air (bleeding).
2.2.1 Kemudahan Pengerjaan (Workability)
Sifat ini merupakan ukuran dari tingkat kemudahan atau kesulitan adukan untuk diaduk, diangkut, dituang, dan dipadatkan.
Semakin banyak air yang dipakai makin mudah beton segar itu dikerjakan (namun jumlahnya tetap diperhatikan agar tidak terjadi segregasi)
2. Kandungan semen.
Penambahan semen ke dalam campuran juga memudahkan cara pengerjaan adukan betonnya, karena pasti diikuti dengan penambahan air campuran untuk memperoleh nilai f.a.s (faktor air semen) tetap.
3. Gradasi campuran pasir dan kerikil.
Bila campuran pasir dan kerikil mengikuti gradasi yang telah disarankan oleh peraturan maka adukan beton akan mudah dikerjakan. Gradasi adalah distribusi ukuran dari agregat berdasarkan hasil persentase berat yang lolos pada setiap ukuran saringan dari analisa saringan.
4. Bentuk butiran agregat kasar
Agregat berbentuk bulat-bulat lebih mudah untuk dikerjakan. 5. Cara pemadatan dan alat pemadat.
Bila cara pemadatan dilakukan dengan alat getar maka diperlukan tingkat kelecakan yang berbeda, sehingga diperlukan jumlah air yang lebih sedikit daripada jika dipadatkan dengan tangan.
Konsistensi/kelecakan adukan beton dapat diperiksa dengan pengujian
Ada tiga jenis
nisslumpyaituslumpsejati (slumpsesungguhny uh, seperti yang ditunjukkan Gambar 2.2. Slump
unan umum dan seragam tanpa adukan beton
slump ini dengan mengukur penurunan minim ser, terjadi bila separuh puncak kerucut adukan
awah pada bidang miring, pengambilan nilai sl
gan mengukur penurunan minimum dan penur ut.Slumpruntuh, terjadi pada kerucut adukan be
adukan beton yang terlalu cair, pengambilan enurunan minimum dari puncak kerucut.
(b) (
enis-jenisslumpadukan beton (a)slumpsebena geser, (c)slumpruntuh. (Abrams (1919)
2.2.2 Pemisahan Kerikil (Segregation)
Kecenderungan agregat kasar untuk lepas dari campuran beton dinamakan segregasi. Hal ini akan menyebabkan sarang kerikil, yang pada akhirnya akan menyebabkan keropos pada beton. Segregasi ini disebabkan oleh beberapa hal, antara lain :
1. Campuran kurus atau kurang semen. 2. Terlalu banyak air.
3. Besar ukuran agregat maksimum lebih dari 40 mm.
4. Permukaan butir agregat kasar, semakin kasar permukaan butir agregat semakin mudah terjadi segregasi.
Untuk mengurangi kecenderungan segregasi maka diusahakan air yang diberikan sedikit mungkin, adukan beton jangan dijatuhkan dengan ketinggian yang terlalu besar dan cara pengangkutan, penuangan maupun pemadatan harus mengikuti cara-cara yang betul.
2.2.3 Pemisahan Air (Bleeding)
Kecenderungan air untuk naik kepermukaan beton yang baru dipadatkan dinamakan bleeding. Air yang naik ini membawa semen dan butir-butir pasir halus, yang pada saat beton mengeras akan membentuk selaput (laitence).
2.3 Beton Keras (Hardened Concrete)
Perilaku mekanik beton keras merupakan kemampuan beton di dalam memikul beban pada struktur bangunan. Kinerja beton keras yang baik ditunjukkan oleh kuat tekan beton yang tinggi, kuat tarik yang lebih baik, perilaku yang lebih daktail, kekedapan air dan udara, ketahanan terhadap sulfat dn klorida, penyusutan rendah dan keawetan jangka panjang.
2.3.1 Kuat Tekan Beton
Kekuatan tekan adalah kemampuan beton untuk menerima gaya tekan persatuan luas. Kuat tekan beton mengidentifikasikan mutu dari sebuah struktur. Semakin tinggi tingkat kekuatan struktur yang dikehendaki, semakin tinggi pula mutu beton yang dihasilkan. Kuat tekan beton umur 28 hari berkisar antara 10-65 MPa. Untuk struktur beton bertulang pada umumnya menggunakan beton dengan kekuatan berkisar 17-30 MPa, sedangkan untuk beton prategang berkisar 30-45 MPa. Untuk keadaan dan keperluan struktur khusus, beton ready mix sanggup mencapai nilai kuat tekan 62 MPa dan untuk memproduksi beton kuat tinggi tersebut umumnya dilaksanakan dengan pengawasan ketat dalam laboratorium (Dipohusodo, 1994).
Beberapa faktor seperti ukuran dan bentuk agregat, jumlah pemakaian semen, jumlah pemakaian air, proporsi campuran beton, perawatan beton (curing), usia beton ukuran dan bentuk sampel, dapat mempengaruhi kekuatan tekan beton. Kekuatan tekan benda uji beton dihitung dengan rumus :
dengan : fc’ : kekuatan tekan (kg/cm2)
P : beban tekan (kg)
A : luas permukaan benda uji (cm2)
Standar deviasi dihitung berdasrakan rumus :
=
( )...
(2.2)
dengan: S : deviasi standar (kg/cm2)
σ’b : Kekuatan masing–masing benda uji (kg/cm2)
σ’bm: Kekuatan Beton rata–rata ( kg/cm2)
N :Jumlah Total Benda Uji hasil pemeriksaan
Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan tekan beton yaitu : 1. Faktor air semen dan kepadatan
Semakin rendah nilai faktor air semen semakin tinggi kuat tekan betonnya, namun kenyataannya pada suatu nilai faktor air semen tertentu semakin rendah nilai faktor air semen kuat tekan betonnya semakin rendah pula, hal ini karena jika faktor air semen terlalu rendah adukan beton sulit dipadatkan. Dengan demikian ada suatu nilai faktor air semen tertentu (optimum) yang menghasilkan kuat tekan beton maksimum. Abrams (1919) meneliti hubungan antara faktor air semen dengan kekuatan beton pada umur 28 hari dengan uji silinder yang dapat dilihat pada Gambar 2.2.
dilakukan dengan ca
cara pemadatan dengan alat getar (vibrator
ia tambahan (chemical admixture) yang besifa gga lebih mudah dipadatkan.
Umur / Waktu (Hari)
ubungan antara faktor air semen dengan kekuata asa perkembangannya (Tri Mulyono, 2003)
ekan beton akan bertambah dengan naikny t tekan ditentukan pada waktu beton mencapa kan naik secara cepat (linear) sampai umur 28 ha
dak terlalu signifikan (Gambar 2.4). Umumnya pa pai 65% dan pada umur 14 hari mencapai 88%
.
2.1Perkiraan Kuat tekan beton pada berbagai um
Gambar 2.4
3. Jenis semen
Semen Portland tertentu yang telah di semen yang digunaka tersebut mempunyai l pada Gambar 2.5
Gambar 2.5Perkem
2.4 Hubungan antara umur beton dan kuat tekan be (Istimawan, 1999)
tland yang dipakai untuk struktur harus mem h ditetapkan agar dapat berfungsi secara efektif akan ada 5 jenis yaitu : I, II, III, IV, V. Je ai laju kenaikan kekuatan yang berbeda sebaga
embangan kekuatan tekan mortar untuk berbaga semen (Tri Mulyono, 2003)
kan beton
empunyai kualitas ktif. Jenis Portland Jenis-jenis semen agai mana tampak
4. Jumlah semen tertentu mempunyai kuat tekan tertinggi sebag Pada jumlah semen yang terlalu sedikit berarti dukan beton sulit dipadatkan yang mengakiba mun jika jumlah semen berlebihan berarti j
a beton mengandung banyak pori yang menga h. Jika nilai slump sama (fas berubah), beton denga
k mempunyai kuat tekan lebih tinggi.
garuh jumlah semen terhadap kuat tekan beton pa semen sama (Kardiyono, 1998)
berpengaruh terhadap
dap bentuk kurva tegangan-regangan tekan yang terlihat pada Gambar 2.6. Akan tetapi bi
a besar, pengaruh tersebut tidak tampak karen us memerlukan air lebih sedikit, berarti fas n tekan beton lebih tinggi.
2.7Pengaruh jenis agregat terhadap kuat tekan be (Mindess, 1981)
kaian ukuran butir agregat lebih besar memerluka ti pori-pori betonnya juga sedikit sehingga kuat a lekat antara permukaan agregat dan pastan
n betonnya menjadi rendah. Oleh karena itu pa urkan memakai agregat dengan ukuran besar but
2.3.2 Kuat Tarik Beton
Kekuatan tarik relatif rendah untuk beton normal berkisar antara 9%-15% dari kuat tekan. Penggujian kuat tarik beton dilakukan melalui pengujian split cylinder. Nilai pendekatan yang diperoleh Dipohusodo (1994) dari hasil pengujian berulang kali mencapai kekuatan 0,50-0,60 kali√fc’, sehingga untuk beton normal digunakan nilai 0,57 √fc’. Pengujian tersebut menggunakan benda uji silinder beton berdiameter 150 mm dan panjang 300 mm, diletakkan pada arah memanjang di atas alat penguji kemudian beban tekan diberikan merata arah tegak dari atas pada seluruh panjang silinder. Apabila kuat tarik terlampaui, benda uji terbelah menjadi dua bagian dari ujung ke ujung. Tegangan tarik yang timbul sewaktu benda uji terbelah disebut sebagai spilt cylinder strength. Menurut SNI 03-2491-2002 besarnya tegangan tarik beton (tegangan rekah beton) dapat dihitung dengan rumus:
L D
π Ρ
2
Fct = ...
(2.3)
di mana : Fct : Tegangan rekah beton (kg/cm) P :Beban maksimum (kg)
L : Panjang silinder (cm) D : Diameter (cm)
2.4 Bahan Penyusun Beton
2.4.1 Semen
menjadi pasta semen. Jika ditambah agregat halus, pasta semen akan menjadi mortar, sedangkan jika digabungkan dengan agregat kasar akan menjadi campuran beton segar yang setelah mengeras akan menjadi beton keras (hardened concrete). Fungsi semen ialah untuk mengikat butir-butir agregat hingga membentuk suatu massa padat dan mengisi rongga-rongga udara di antara butiran agregat. Adapun sifat-sifat fisik semen yaitu :
a. Kehalusan Butir
Kehalusan semen mempengaruhi waktu pengerasan pada semen. Secara umum, semen berbutir halus meningkatkan kohesi pada beton segar dan dapat mengurangi bleeding (kelebihan air yang bersama dengan semen bergerak ke permukaan adukan beton segar), akan tetapi menambah kecendrungan beton untuk menyusut lebih banyak dan mempermudah terjadinya retak susut.
b. Waktu ikatan
Waktu ikatan adalah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai sutu tahap dimana pasta semen cukup kaku untuk menahan tekanan. Waktu tersebut terhitung sejak air tercampur dengan semen. Waktu dari pencampuran semen dengan air sampai saat kehilangan sifat keplastisannya disebut waktu ikat awal, dan pada waktu sampai pastanya menjadi massa yang keras disebut waktu ikat akhir. Pada semen portrland biasanya batasan waktu ikaran semen adalah :
Waktu ikatan awal yang cukup awal diperlukan untuk pekerjaan beton, yaitu waktu transportasi, penuanga, pemadatan, dan perataan permukaan. c. Panas hidrasi
Silikat dan aluminat pada semen bereaksi dengan air menjadi media perekat yang memadat lalu membentuk massa yang keras. Reaksi membentuk media perekat ini disebut hidrasi.
d. Pengembangan volume(lechathelier)
Pengembangan semen dapat menyebabkan kerusakan dari suatu beon, karena itu pengembangan beton dibatasi sebesar ± 0,8 % (A.M Neville, 1995). Akibat perbesaran volume tersebut , ruang antar partikel terdesak dan akan timnul retak–retak.
2.4.1.1 Semen Portland
Semen Portland adalah suatu bahan pengikat hidrolis (hydraulic binder) yang dihasilkan dengan menghaluskan klinker yang terdiri dari silikat –silikat kalsium yang bersifat hidraulis, yang umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-sama dengan bahan utamanya.
2.4.1.2 Jenis–Jenis Semen Portland
a. Tipe I, semen portland yang dalam penggunaannya tidak memerlukan persyaratan khusus seperti jenis-jenis lainnya. Digunakan untuk bangunan-bangunan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus. Jenis ini paling banyak diproduksi karena digunakan untuk hampir semua jenis konstruksi.
b. Tipe II, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidras dengan tingkat sedang. Digunakan untuk konstruksi bangunan dan beton yang terus-menerus berhubungan dengan air kotor atau air tanah atau untuk pondasi yang tertahan di dalam tanah yang mengandung air agresif (garam-garam sulfat).
c. Tipe III, semen portland yang memerlukan kekuatan awal yang tinggi. Kekuatan 28 hari umumnya dapat dicapai dalam 1 minggu. Semen jenis ini umum dipakai ketika acuan harus dibongkar secepat mungkin atau ketika struktur harus dapat cepat dipakai.
d. Tipe IV, semen portland yang penggunaannya diperlukan panas hidrasi yang rendah. Digunakan untuk pekerjaan-pekarjaan dimana kecepatan dan jumlah panas yang timbul harus minimum. Misalnya pada bangunan seperti bendungan gravitasi yang besar.
2.4.1.3 Bahan Dasar Semen Portland
Semen portland yang dijual di pasaran umumnya terbuat dari 4 bahan, sebagai berikut:
1. Batu kapur (limestone) / kapur (chalk) : yang mengandung CaCO3 2. Pasir silika / tanah liat : yang mengandung SiO2& Al2O3 3. Pasir / kerak besi : yang mengandung Fe2O3
4. Gypsum : yang mengandung CaSO4.H2O
2.4.1.4 Senyawa Utama Dalam Semen Portland
Tabel 2.2Komposisi senyawa kimia portland semen
Oksida Persen
Kapur, CaO 60 - 65
Silika, SiO2 17 - 25 Alumina, Al2O3 3 - 8
Besi, Fe2O3 0.5 - 6 Magnesia MgO 0.5 - 4
Sulfur, SO3 1 - 2
Soda / Potash, Na2O + K2O 0.5 - 1
Walaupun demikian pada dasarnya ada 4 unsur paling penting yang menyusun semen portland, yaitu :
a. Trikalsium Silikat (3CaO.SiO2) yang disingkat menjadi C3S. b. Dikalsium Silikat (2CaO.SiO2) yang disingkat menjadi C2S. c. Trikalsium Aluminat (3CaO.Al2O3) yang disingkat menjadi C3A.
Senyawa tersebut menjadi kristal-kristal yang paling mengikat/mengunci ketika menjadi klinker. Komposisi C3S dan C2S adalah 70% - 80% dari berat semen dan merupakan bagian yang paling dominan memberikan sifat semen (Cokrodimuldjo, 1992). Semen dan air saling bereaksi, persenyawaan ini dinamakan proses hidrasi, dan hasilnya dinamakan hidrasi semen.
2.2.1.5 Sifat-Sifat Semen Portland
Sifat-sifat semen portland yang penting antara lain : 1. Kehalusan butiran (fineness)
Kehalusan butir semen mempengaruhi proses hidrasi. Waktu pengikatan (setting time) menjadi semakin lama jika butir semen lebih kasar. Semakin halus butiran semen, proses hidrasinya semakin cepat, sehingga kekuatan awal tinggi dan kekuatan akhir akan berkurang. Kehalusan butiran semen yang tinggi dapat mengurangi terjadinya bleeding atau naiknya air kepermukaan, tetapi menambah kecendrungan beton untuk menyusut lebih banyak dan mempermudah terjadinya retak susut. Menurut ASTM, butiran semen yang lewat ayakan no.200 harus lebih dari 78%.
2. Waktu pengikatan
a. Waktu ikat awal (initial setting time), yaitu waktu dari pencampuran semen dengan air menjadi pasta semen hingga hilangnya sifat keplastisan.
b. Waktu ikat akhir (final setting time), yaitu waktu antara terbentuknya pasta semen hingga beton mengeras.
Pada semen portland initial setting time berkisar 1.0-2.0 jam, tetapi tidak boleh kurang dari 1.0 jam, sedangkan final setting time tidak boleh lebih dari 8.0 jam. Untuk kasus-kasus tertentu, diperlukan initial setting time
lebih dari 2.0 jam agar waktu terjadinya ikata awal lebih panjang. Waktu yang panjang ini diperlukan untuk transportasi (hauling), penuangan (dumping/pouring), pemadatan (vibrating), dan perataan permukaan. 3. Panas hidrasi
Panas hidrasi adalah panas yang terjadi pada saat semen bereaksi dengan air, dinyatakan dalam kalori/gram. Jumlah panas yang dibentuk antara lain bergantung pada jenis semen yang dipakai dan kehalusan butiran semen. Dalam pelaksanaan, perkembangan panas ini dapat mengakibatkan masalah yakni timbulnya retakan pada saat pendinginan. Pada beberapa struktur beton, terutama pada struktur beton mutu tinggi, retakan ini tidak diinginkan. Oleh karena itu, perlu dilakukan pendinginan melalui perawatan (curing) pada saat pelaksanaan.
4. Perubahan volume (kekalan)
Pengembangan volume dapat menyebabkan kerusakan dari suatu beton, karena itu pengembangan beton dibatasi 0.8%. Pengembangan semen ini disebabkan karena adanya CaO bebas, yang tidak sempat bereaksi denganoksida-oksida lain. Selanjutnya CaO ini akan bereaksi dengan air membentuk Ca(OH)2 dan pada saat kristalisasi volumenya akan membesar. Akibat pembesaran volume tersebut, ruang antar partikel terdesak dan akan timbul retak-retak.
2.4.2 Agregat
Kandungan agregat dalam campuran beton biasanya sangat tinggi yaitu sekitar 60%-70% dari berat campuran beton. Walaupun fungsinya hanya sebagai pengisi, tetapi karena komposisinya yang cukup besar, agregat inipun menjadi penting. (Tri Mulyono, 2003)
Agregat yang digunakan dalam campuran beton dapat berupa agregat alam atau agregat buatan. Dalam pembuatan beton, agregat dapat dibedakan berdasarkan ukurannya, yaitu agregat halus dan agregat kasar.
a. Agregat Halus
Agregat halus merupakan pengisi yang berupa pasir. Ukurannya bervariasi antara ukuran No. 4 dan No. 100 saringan standar amerika. Agregat halus yang baik harus bebas bahan organik, lempung, partikel yang lebih kecil dari saringan No. 100 atau bahan–bahan lain yang dapat merusak campuran beton.
Pasir Halus : 2,2 < FM < 2,6
Pasir Sedang : 2,6 < FM < 2,9
Pasir Kasar : 2,9 < FM < 3,2
2. Susunan gradasi harus memenuhi syarat seperti tabel berikut: Tabel 2.3Susunan Gradasi untuk Agregat Halus
Ukuran Lubang Ayakan Persen Lolos Kumulatif 3/8 in (9,5 mm)
3. Kadar lumpur atau bagian yang lebih kecil dari 70 mikron (0,074 mm atau No. 200) dalam persen berat maksimum,
• Untuk beton yang mengalami abrasi sebesar 3,0% • Untuk beton jenis lainnya sebesar 5%
4. Kadar gumpalan tanah liat dan partikel yang mudah dirapikan maksimum 3% 5. Kadar arang dan lignit
• Bila tampak permukaan beton dipandang penting (beton akan diekspos),
maksimum 0,5%.
• Beton jenis lainnya, maksimum 1,0%.
• Warna lebih tua timbul karena sedikit adanya arang lignit atau yang
sejenisnya
• Ketika diuji dengan uji perbandingan kuat tekan beton yang dibuat dengan
pasir standard silika hasilnya menunjukkan nilai lebih besar dari 95%. 7. Tidak boleh bersifat reaktif terhadap alkali jika dipakai untuk beton yang
berhubungan dengan basah dan lembab atau yang berhubungan dengan bahan yang bersifat reaktif terhadap alkali semen, dimana penggunaan semen yang mengandung natrium oksida tidak lebih dari 0,6%
8. Kekekalan jika diuji dengan natrium sulfat bagian yang hancur maksimum 10%, dan jika dipakai magnesium sulfat, maksimum 15%.
b. Agregat Kasar
Agregat kasar adalah batuan yang ukuran butirnya lebih besar dari 4.80 mm (British Standard) atau 4.75 mm (Standard ASTM). Sifat agregat kasar mempengaruhi kekuatan akhir beton keras dan daya tahannya terhadap disintegrasi beton, cuaca, dan efek –efek rusak lainnya. Agregat kasar mineral ini harus bersih dari bahan – bahan organik dan harus mempunyai ikatan yang baik dengan semen.
Adapun syarat–syarat agregat kasar berdasarkan ASTM adalah
3. Susunan gradasi harus memenuhi syarat tabel berikut.
Tabel 2.4Susunan Gradasi untuk Agregat Kasar
Ukuran Lubang Ayakan Persen Lolos Kumulatif 1 in (25 mm)
½ in (12,5 mm) No. 4 (5 mm) No. 8 (2,5 mm)
95-100 25-60
0-10 0-5
4. Kadar bahan atau partikel yang berpengaruh buruk pada beton (deleterious) adalah tidak lebih besar dari 3%.
5. Sifat fisika yang mencakup kekerasan agregat diuji dengan bejana Los Angelosdengan diameter 19,1 mm harus memiliki persentase 24% - 32% 6. Agregat kasar jika diuji dengan larutan garam sulfat (natrium sulfat, NaSO4)
bagiannya yang hancur maksimum 12% dan jika diuji dengan magnesium sulfat (MgSO4) bagiannya yang hancur maksimum 18%.
7. Kadar lumpur (butir yang lebih kecil dari 70 mikron) maksimum 1%.
Konsistensi/kelecakan adukan beton dapat diperiksa dengan pengujian
slump yang didasarkan pada ASTM C 143-74. Percobaan ini menggunakan corong baja yang berbentuk konus berlubang pada kedua ujungnya, yang disebut kerucut Abrams.
2.4.3 Air
mengandung senyawa – senyawa 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.
Air yang digunakan untuk pembuatan beton dipengaruhi oleh faktor – faktor berikut ini :
a. Ukuran agregat maksimum
Diameter membesar menjadikan kebutuhan air menurun (begitu pula jumlah mortar yang dibutuhkan menjadi lebih sedikit.
b. Bentuk butir
Butiran yang bulat menjadikan kebutuhan air menurun (batu pecah perlu lebih banyak air).
c. Gradasi agregat
Gradasi baik menjadikan kebutuhan air menurun untuk kelecakan yang sama. d. Kotoran dalam agregat
Makin banyak slit, tanah liat, dan lumpur maka kebutuhan air meningkat. e. Jumlah agregat halus (dibandingkan agregat kasar)
Agregat halus lebih sedikit maka kebutuhan air menurun.
Adapun syarat – syarat mutu air menurut British Standard (BS.3148-80) adalah sebagai berikut :
b. Konsentrasi NaCl atau garam dapur dalam air harus lebih kecil dari 2000 ppm (part per milion) dan kandungan sulfat dalam air harus lebih kecil dari 1250 ppm.
c. Air campuran asam tidak boleh melebihi pH 3,00.
d. Konsentrasi air dengan kandungan basa (Natrium hidroksida) harus lebih rendah dari 0,5% dari berat semen.
e. Kadar gula dalam air tidak boleh melebihi 0,2% dari berat semen.
f. Air yang mengandung minyak tidak boleh melebihi 2% dari berat semen.
2.4.4 Bahan Tambahan (Admixture)
Bahan tambah (admixture) adalah bahan-bahan yang ditambahkan ke dalam campuran beton pada saat atau selama percampuran berlangsung. Fungsi dari bahan ini adalah untuk mengubah sifat-sifat dari beton agar menjadi lebih cocok untuk pekerjaan tertentu, atau untuk menghemat biaya.
Istilah additive dan admixture dapat didengar dan dijumpai pada pembicaraan sehari-hari. Arti additive dan admixture adalah sama yaitu “bahan tambahan”. Hanya saja material additive, merupakan bahan tambahan yang
ditambahkan pada saat proses pembuatan semen di pabrik, sedangkan admixture bahan tambahan yang ditambahkan pada saat pelaksanaan pembuatan beton di lapangan.
dalam beton atau mortar yang ditambahkan sebelum atau selama pengadukan berlangsung. Bahan tambah digunakan untuk memodifikasi sifat dan karakteristik dari beton misalnya untuk dapat dengan mudah dikerjakan, mempercepat pengerasan, menambah kuat tekan, penghematan, atau untuk tujuan lain seperti penghematan energi.
Bahan tambah biasanya diberikan dalam jumlah yang relatif sedikit, dan harus dengan pengawasan yang ketat agar tidak berlebihan yang justru akan dapat memperburuk sifat beton.
Di Indonesia bahan tambah telah banyak dipergunakan. Manfaat dari penggunaan bahan tambah ini perlu dibuktikan dengan menggunakan bahan agregat dan jenis semen yang sama dengan bahan yang akan dipakai di lapangan. Untuk bahan tambah yang merupakan bahan tambah kimia harus memenuhi syarat yang diberikan dalam ASTM C.494, “Standard Spesification for Chemical
Admixture for Concrete”.
Untuk memudahkan pengenalan dan pemilihan admixture (Paul Nugraha, 2007), perlu diketahui terlebih dahulu kategori dan penggolongannya, yaitu :
1. Air entraining Agent (ASTM C 260), yaitu bahan tambah yang ditujukanuntuk membentuk gelembung-gelembung udara berdiameter 1 mm atau lebih kecil didalam beton atau mortar selama pencampuran, dengan maksud mempermudah pengerjaan beton pada saat pengecoran dan menambah ketahanan awal pada beton.
(memperlambat atau mempercepat), mereduksi kebutuhan air, menambah kemudahan pengerjaan beton, meningkatkan nilaislumpdan sebagainya. 3. Mineral admixture (bahan tambah mineral), merupakan bahan tambah
yang dimaksudkan untuk memperbaiki kinerja beton. Pada saat ini, bahan tambah mineral ini lebih banyak digunakan untuk memperbaiki kinerja tekan beton, sehingga bahan ini cendrung bersifat penyemenan.
Keuntungananny antara lain : memperbaiki kinerja workability, mempertinggi kuat tekan dan keawetan beton, mengurangi porositas dan daya serap air dalam beton. Beberapa bahan tambah mineral ini adalah pozzolan, fly ash, slang,dansilica fume.
4. Miscellanous admixture (bahan tambah lain), yaitu bahan tambah yang tidak termasuk dalam ketiga kategori diatas seperti bahan tambah jenis polimer (polypropylene, fiber mash, serat bambu, serat kelapa dan lainnya), bahan pencegah pengaratan dan bahan tambahan untuk perekat (bonding agent).
2.2.4.1 Alasan Penggunaan Bahan Tambahan
Keuntungan penggunaan bahan tambah pada sifat beton (Tri Mulyono, 2003), antara lain :
a. Pada beton segar (fresh concrete)
Memperkecil faktor air semen
Mengurangi penggunaan air.
Mengurangi penggunaan semen.
Memudahkan dalam pengecoran.
Memudahkanfinishing.
b. Pada beton keras (hardened concrete)
Meningkatkan mutu beton
Kedap terhadap air (low permeability).
Meningkatkan ketahanan beton (durability).
Berat jenis beton meningkat.
2.2.4.2 Perhatian Penting dalam Penggunaan Bahan Tambahan
a. Mempergunakan bahan tambahan sesuai dengan spesifikasi ASTM (American Society for Testing and Materials) dan ACI (American Concrete International).
Parameter yang ditinjau adalah :
Pengaruh pentingnya bahan tambahan pada penampilan beton.
Pengaruh samping (side effect) yang diakibatkan oleh bahan tambahan. Banyak bahan tambahan mengubah lebih dari satu sifat beton, sehingga kadang-kadang merugikan.
Sifat-sifat fisik bahan tambahan.
Konsentrasi dari komposisi bahan yang aktif, yaitu ada tidaknya komposisi bahan yang merusak seperti klorida, sulfat, sulfide, phosfat, juga nitrat dan amoniak dalam bahan tambahan.
Bahaya yang terjadi terhadap pemakai bahan tambahan.
Kondisi penyimpanan dan batas umur kelayakan bahan tambahan.
Persiapan dan prosedur pencampuran bahan tambahan pada beton segar.
Jumlah dosis bahan tambahan yang dianjurkan tergantung dari kondisi struktural dan akibatnya bila dosis berlebihan.
Efek bahan tambah sangat nyata untuk mengubah karakteristik beton misalnya FAS, tipe dan gradasi agregat, tipe dan lama pengadukan. b. Mengikuti petunjuk yang berhubungan dengan dosis pada brosur dan
melakukan pengujian untuk mengontrol pengaruh yang didapat.
interaksi pengaruh bahan tambahan pada beton, khususnya interaksi pengaruh bahan tambahan pada semen sulit diprediksi. Sehingga diperlukan percobaan pendahuluan untuk menentukan pengaruhnya terhadap beton secara keseluruhan.
2.2.4.3 Jenis Bahan Tambah Lainnya
a) Abu Kulit Gabah (Rice Husk Ash)
Kulit gabah dari penggilingan padi dapat digunakan sebagi bahan bakar dalam proses produksi. Kulit gabah terdiri dari 75% bahan mudah terbakar dan 25% berat akan berubah menjadi abu. Abu ini dikenal dengan dengan Rice Husk Ash(RHA) yang mempunyai kandungan silika reaktif sekitar 85–90%.
Untuk membuat abu kulit gabah menjadi silika reaktif yang dapat digunakan sebagai material pozzolan dalam beton maka diperlukan kontrol pembakaran yang baik. Temperatur pembakaran tidak boleh melebihi 800°C sehingga dapat dihasilkan RHA yang terdiri dari silika yang tidak terkristalisasi. Jika kulit gabah ini terbakar hingga suhu lebih dari 850°C maka akan menghasilkan abu yang sudah terkristalisasi menjadi arang dan tidak reaktif lagi sehingga tidak mempunyai sifat pozzolan.
b) Limbah Karet
Cacahan karet ban merupakan salah satu bahan tambah ataupun pengganti pada agregat yang akhir –akhir ini mulai diteliti dampak penggunaannya terhadap campuran pada beton. Penggunaan cacahan karet ban ini dapat diperlakukan sebagai pengganti agregat kasar ataupun halus tergantung pada besar butiran cacahan karet yang digunakan.
Dampak tahap awal yang diharapkan dari penggunaan cacahan karet ban ini adalah didapatnya nilai perilaku mekanik beton yang setara ataupun mendekati dengan beton normal. Sehingga didapat penghematan agregat dalam campuran beton tersebut.
c) Bahan serat
Selain limbah dan industri metal, bahan serat (fiber) dapat pula meningkatkan kinerja beton, yang dikenal dengan beton berserat. Disini serat berfungsi sebagai tulangan mikro yang melindungi beton dari keretakan, meningkatkan kuat tarik dan lentur secara tak langsung. Serat juga meningkatkan kekuatan tekan dan daktilitas beton, meningkatkan kekedapan beton, serta meningkatkan daya tahan beton terhadap beban bertulang dan beban kejut. Sistem tulangan mikro yang terbuat dari serat-serat ini bekerja berdasarkan prinsip-prinsip mekanis, yaitu berdasar pada ikatan (bond) anatar serat dan beton, bukan secara kimiawi..Oleh karenanya, material komposit beron berserat akan menjadi bahan yang tak mudah retak.
panjang. Beberapa jenis bahan serat yang dapat dipergunakan dalam beton, antara lain serat alami (rami, abaca), serat sintetis (polyproplene. polyester), nylon), serat baja, danfiber glass.
Meningkatkan kuat tarik dan lentur, meningkatkan daktilitas dan kemampuan menyerap energi saat berdeformasi, mengurangi retak akibat susut beton, meningkatkan ketahanan fatigue (beban berulang) dan meningkatkan ketahanan impact (beban tumbukan) merupakan beberapa keunggulan beton berserat.
2.4.5 Abu Boiler Pabrik Kelapa Sawit (PKS)
Abu kerak boiler ini adalah abu yang telah mengalami proses penggilingan dari kerak pada proses pembakaran cangkang dan serat buah pada suhu 700 –
800oC pada dapur tungku boiler. Abu kerak boiler cangkang kelapa sawit merupakan biomass dengan kandungan silika (SiO
Proses terjadin dan limbah padat. Prosesnya sendiri terdiri da
wit dimasukkan dalam lori dengan kapasitas sa wit masuk ke rebusan sebanyak 10 (sepuluh) lama 60 menit. Setelah direbus lalu diangkat da ntingan untuk memisahkan buah sawit denga
eluar ke pembuangan dan buah sawitnya di hapan–II.
ng terpisah dari tandanan masuk ke prose
g biji dengan biji sawit. Kulit / dagin
CPO. Melalui proses penyaringan CPO, a
kadar air. Kadar air itulah yang menjadi lim
dibuang (dialirkan) ke kolam pembuangan limbah. Kolam limbah cair
ada beberapa tahapan kolam, yaitu ; tahapan kolam pertama adalah
tempat limbah cair langsung dari pabrik. Limbah cair dari kolam-I dialirkan
ke kolam-II, dari kolam ke-II ke kolam-III, lalu dari kolam-III ke kolam-IV.
Setelah limbah cair sampai ke kolam-IV (kolam terakhir) limbah cair
tersebut sudah netral dan dapat berfungsi sebagai pupuk cair
dimanfaatkan untuk menyiram bibit sawit atau pohon sawit.
Biji sawit di masukkan ke mesin pemecah akan menghasilkan inti biji sawit
(bungkil) dan cangkang biji. Inti biji sawi (bungkil) dikirim ke pabrik permintaan.
Sebagian cangkang dengan sampahnya masuk ke ruang pembakaran (dapur boiler
dengan suhu sekitar 700oC-800oC) untuk bahan bakar pabrik. Hasil
pembakarannya inilah menghasilkan limbah padatan berupa abu boiler.
Biasanya limbah abu boiler sering digunakan untuk penimbun jalan disekitar jalan
perkebunan. Namun dibalik itu, ternyata limbah ini memiliki manfaat juga untuk
campuran dalam beton. Kandungan oksida dalam abu boiler seperti SiO2, Al2O3,CaO dan lainnya sama seperti kandungan oksida pada semen yang dimana jika abu boiler digunakan dalam campuran beton akan menghasilkan beton yang kuat tanpa harus menghilangkan sifat asli dari beton normalnya.
Tabel 2.5 Komposisi Kimia Abu Boiler (Laboratorium Kimia Analitik Fakultas MIPA USU)
Parameter Satuan Hasil Uji Metode Uji
K2O % 2,12 SNI 02.2803.2000
MgO % 2,23 AAS
Fe2O3 % 0,66 SNI 02.2804.2005
SiO2 % 40,61 SNI 02.2804.2005
2.4.6 Abu Terbang (
SiO2 % 40,61 SNI 02.2804.2005
bang (Fly Ash)
g merupakan limbah padat hasil dari proses da PLTU yang kemudian terbawa keluar di tangkap dengan mengunakan elektrostatic pr
limbah dari pembakaran batu bara, yang 3.(PP No. 85 tahun 1999 tentang Pengelolaan racun).
Gambar 2.9Fly Ash
merupakan residu mineral dalam butir halus n batu bara yang dihaluskan pada suatu pusa terdiri dari bahan inorganik yang terdapat di da alami fusi selama pembakarannya. Bahan ini m gas-gas buangan dan dikumpulkan mengguna
rena partikel-partikel ini memadat selama tersuspe n, partikel-partikel fly ash umumnya berbentuk
Fe2O3 % 0,66 SNI 02.2804.2005
SiO2 % 40,61 SNI 02.2804.2005
partikel fly ash yang terkumpul pada presipitator elektrostatik biasanya berukuran silt (0.074 – 0.005 mm). Bahan ini terutama terdiri dari silikon dioksida (SiO2), aluminium oksida (Al2O3) dan besi oksida (Fe2O3).
Faktor-faktor utama yang mempengaruhi dalam kandungan mineral
fly ash (abu terbang)dari batu bara adalah: • Komposisi kimia batu bara
• Proses pembakaran batu bara
• Bahan tambahan yang digunakan termasuk bahan tambahan minyak untuk
stabilisasi nyala api dan bahan tambahan untuk pengendalian korosi.
2.4.6.1 Pembagian KelasFly Ash
ASTM C.618 mendefinisikan dua kelasfly ash, yaitu: 1. Kelas C
2. Kelas F
Kelas C
Berikut adalah karakteristik darifly ashKelas C :
a. Dihasilkan dari pembakaran lignit muda dan batubara sub-bituminus
b. Konsentrasi yang lebih tinggi dari alkali dan sulfat
c. Berisi lebih dari 20% kapur
d. Tidak memerlukan aktivator
e. Tidak memerlukan entrainer udara
f. Tidak untuk digunakan dalam kondisi sulfat tinggi
Kelas F
Berikut adalah karakteristik darifly ashKelas C :
a. Dihasilkan dari pembakaran lebih keras, lebih tua dan antrasit batubara bituminous.
b. Mengandung kurang dari 20% kapur
c. Membutuhkan penyemenan agen seperti PC, kapur cepat, kapur
d. Digunakan dalam kondisi paparan sulfat tinggi
e. Penambahan entrainer udara yang dibutuhkan
f. Digunakan untuk beton struktural
g. Berguna dalam kadar abu terbang tinggi campuran beton
Berdasarkan ASTM C.618, ada beberapa persyaratan mengenai fly ash, yaitu :
− Kehilangan Ignition (LOI) <4%
− 75% abu harus memiliki kehalusan 45 pM atau kurang
Perbedaan utama diantara dua jenis fly ash ini adalah jumlah Kalsium,Silika, Alumina dan kadar besi, sifat kimia dari fly ash tersebut sangat dipengaruhi oleh kandungan kimia dari batubara dibakar (yaitu, antrasit, bituminous, dan lignit).
Tabel 2.6 Komposisi Kimiafly ash(Wikipedia, 2004)
Component Bituminous Subbituminous Lignite
SiO2(%) 20-60 40-60 15-45
Fe2O3(%) 10-40 4-10 4-15
CaO (%) 1-12 5-30 15-40
LOI (%) 0-15 0-3 0-5
Tabel 2.7 Komposisi Kimiafly ash(ACI 232.2R-96, 2002)
Bituminous Subbituminous Northern Lignite Southern Lignite
SiO2, percent 45,9 31,3 44,6 52,9
Al2O3, percent 24,2 22,5 15,5 17,9
Fe2O3, percent 4,7 5,0 7,7 9,0
CaO, percent 3,7 28,0 20,9 9,6
SO3, percent 0,4 2,3 1,5 0,9
MgO, percent 0,0 4,3 6,1 1,7
Alkalies, * percent 0,2 1,6 0,9 0,6
LOI, percent 3 0,3 0,4 0,4
Air Permeability finess, m2/kg
403 393 329 256
45 um sieve retention, percent
18,2 17,0 21,6 23,8
Density, Mg/m3 2,28 2,70 2,54 2,43
Senyawa-senyawa penyusun abu terbang sebenarnya sangat ditentukan oleh mineral-mineral pengotor bawaan yang terdapat pada batu bara itu sendiri yang disebut dengan inherent mineral matter. Mineral pengotor yang terdapat dalam batu bara dapat diklasifikasikan menjadi dua yaitu :
1. Syngenetic atau disebut dengan mineral matter : pada dasarnya mineral-mineral ini terendapkan di tempat tersebut bersamaan dengan saat proses pembentukan paet.
Bahan bangunan abu terbang dapat digunakan sebagai bahan baik
untuk pembuatan agregat buatan dalam campuran beton, bahan tambahan pavingblok,
mortar, batako, bahan tambah beton aspal, beton ringan dan sebagainya. Sebagai bahan
tambah beton, abu terbang dinilai dapat meningkatkan kualitas beton dalam hal
kekuatan, kekedapan air, ketahanan terhadap sulfat dan kemudahan dalam pengerjaan
(workability) beton (Sofwan Hadi, 2000). Penggunaan abu terbang juga dapat
mengurangi penggunaan semen dan sekaligus sebagai bentuk pemanfaatan limbah yang
akan membantu menjaga kelestarian lingkungan.
Abu terbang sepertinya cukup baik untuk digunakan sebagai bahan ikatkarena
bahan penyusun utamanya adalah silikon dioksida (SiO2), alumunium (Al2O3) dan
Ferrum oksida (Fe2O3). Oksida-oksida tersebut dapat bereaksi dengan kapur bebas yang
dilepaskan semen ketika bereaksi dengan air. Clarence (1966: 24) menjelaskan dengan
pemakaian abu terbang sebesar 20 –30% terhadap berat semen maka jumlah semen
akan berkurang secarasignifikan dan dapat menambah kuat tekan beton. Pengurangan
jumlah semenakan menurunkan biaya material sehingga efisiensi dapat ditingkatkan.
Sistem pembakaran batubara umumnya terbagi 2 yakni sistem unggun
terfluidakan (fluidized bed system) dan unggun tetap (fixed bed system atau grate
system). Disamping itu terdapat system ke-3 yaknispouted bed systematau yang dikenal
dengan unggun pancar.
a. Fluidized bed system
sebagai medium pemanas dipanaskan terlebih dahulu. Pemanasan biasanya dilakukan dengan minyak bakar. Setelah temperatur pasir mencapai temperature bakar batubara (300oC) maka diumpankanlah batubara. Sistem ini menghasilkan abu terbang dan abu yang turun di bawah alat. Abu-abu tersebut disebut dengan fly ash dan bottom ash. Teknologi fluidized bed biasanya digunakan di PLTU (Pembangkit Listruk Tenaga Uap). Komposisifly ash
dan bottom ash yang terbentuk dalam perbandingan berat adalah : (80-90%) berbanding (10-20%).
b. Fixed bed systematauGrate system
Fixed bed system atau Grate system adalah teknik pembakaran dimana batubara berada di atas conveyor yang berjalan atau grate. Sistem ini kurang efisien karena batubara yang terbakar kurang sempurna atau dengan perkataan lain masih ada karbon yang tersisa. Ash yang terbentuk terutama bottom ash
masih memiliki kandungan kalori sekitar 3000 kkal/kg. Di China, bottom ash digunakan sebagai bahan bakar untuk kerajinan besi (pandai besi). Teknologi Fixed bed system banyak digunakan pada industri tekstil sebagai pembangkit uap (steam generator). Komposisi fly ash dan bottom ash yang terbentuk dalam perbandingan berat adalah : (15-25%) berbanding (75-25%). (Koesnadi, 2008).
2.4.6.2 DampakFly Ashterhadap Lingkungan
Adapun dampakyang ditimbulkan darifly ash, yaitu:
Fly ash (abu terbang/abu layang) dimanfaatkan sebagai adsorben limbah
sasirangan dan logam berat berbahaya, bahan pembuat beton, bahan pembuatrefaktori
cor tahan panas. Hal itu didasari oleh strukturfly ashyang berpori dan luas permukaan
yang besar, sehingga dengan sedikit perlakuan dan modifikasi manjadikan fly ash
sebagai bahan yang cukup potensial untuk berbagai keperluan sehingga dapat
menghemat biaya dan tanpa disadari dapat mengurangi pencemeran lingkungan akibat
fly ashitu sendiri. Bagi industri yang menggunakan bahan bakar batu bara, seperti PLTU
dapat memanfaatkanfly ashsebagai sumber ekonomi sampingan.
2. Dampak Negatif Apabila fly ash lingkungan dan manusi Berbahaya dan Beracun)
2.4.6.3 Kandungan Bahan Berbahaya dalamFly Ash
Fly ash (abu terbang/abu layang) dimanfaatkan sebagai adsorben limbah
sasirangan dan logam berat berbahaya, bahan pembuat beton, bahan pembuatrefaktori
cor tahan panas. Hal itu didasari oleh strukturfly ashyang berpori dan luas permukaan
yang besar, sehingga dengan sedikit perlakuan dan modifikasi manjadikan fly ash
sebagai bahan yang cukup potensial untuk berbagai keperluan sehingga dapat
menghemat biaya dan tanpa disadari dapat mengurangi pencemeran lingkungan akibat
fly ashitu sendiri. Bagi industri yang menggunakan bahan bakar batu bara, seperti PLTU
dapat memanfaatkanfly ashsebagai sumber ekonomi sampingan.
ash didiamkan dan tidak diolah maka akan be nusia, karena fly ashmerupakan salah satu lim acun).
Tabel 2.8 Waktu paparanfly ash
2.4.6.3 Kandungan Bahan Berbahaya dalamFly Ash
Fly ash (abu terbang/abu layang) dimanfaatkan sebagai adsorben limbah
sasirangan dan logam berat berbahaya, bahan pembuat beton, bahan pembuatrefaktori
cor tahan panas. Hal itu didasari oleh strukturfly ashyang berpori dan luas permukaan
yang besar, sehingga dengan sedikit perlakuan dan modifikasi manjadikan fly ash
sebagai bahan yang cukup potensial untuk berbagai keperluan sehingga dapat
menghemat biaya dan tanpa disadari dapat mengurangi pencemeran lingkungan akibat
fly ashitu sendiri. Bagi industri yang menggunakan bahan bakar batu bara, seperti PLTU
dapat memanfaatkanfly ashsebagai sumber ekonomi sampingan.
n berdampak pada limbah B3 (Bahan
Fly ash terdiri atas senyawa silicate glass yang mengandung silika (Si), alumina (Al), ferrum (fe), dan kalsium (Ca). Selain itu fly ash jugan mengandung logam berat yang berbahaya bagi makhluk hidup dan lingkungannya.
Logam berat adalah unsur logam dengan berat jenis lebih besar dari 5 gram/cm3 dan bersifat toksik (Sutamihardja dkk, 1982). Dikatakan toksik karena sulit terdegradasi sehingga dalam perairan dapat terakumulasi dalam organisme seperti ikan, karang dan lain-lain. Logam berat ini banyak dihasilkan dari limbah industri seperti industri pelapisan logam dan industri tekstil.
Sedikitnya terdapat 80 jenis dari 109 unsur kimia di muka bumi ini yang telah teridentifikasi sebagai jenis logam berat. Berdasarkan sudut pandang toksikologi, logam berat ini dapat dibagi dalam dua jenis, yaitu:
1. Jenis pertama adalah logam berat esensial, di mana keberadaannya dalam
jumlah tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme hidup, namun dalam jumlah
yang berlebihan dapat menimbulkan efek racun. Contoh logam berat ini adalah
Zn, Cu, Fe, Co, Mn dan lain sebagainya.
2. Sedangkan jenis kedua adalah logam berat tidak esensial atau beracun, di mana
keberadaannya dalam tubuh masih belum diketahui manfaatnya atau bahkan
dapat bersifat racun, seperti Hg, Cd, Pb, Cr dan lain-lain.
di industri nonpangan dan paling banyak menimbulkan keracunan pada makhluk hidup. Pb adalah sejenis logam yang lunak dan berwarna cokelat kehitaman, serta mudah dimurnikan dari pertambangan. Dalam pertambangan, logam ini berbentuk sulfida logam (PbS), yang sering disebut galena. Senyawa ini banyak ditemukan dalam pertambangan di seluruh dunia dan merupakan satu unsur logam berat yang lebih tersebar luas dibanding kebanyakan logam toksik lainnya. Bahaya yang ditimbulkan oleh penggunaan Pb ini adalah sering menyebabkan keracunan. Menurut Darmono (1995), Pb mempunyai sifat bertitik lebur rendah, mudah dibentuk, mempunyai sifat kimia yang aktif, sehingga dapat digunakan untuk melapisi logam untuk mencegah perkaratan. Bila dicampur dengan logam lain, membentuk logam campuran yang lebih bagus daripada logam murninya, mempunyai kepadatan melebihi logam lain.
Tabel 4.6Hasil Analisa Timbal untukFly Ash
No. Parameter Satuan Hasil Metode
1 Timbal (Pb) mg/kg < 0,02 AAS
( Sumber: Balai Riset dan Standardisasi Industri Medan)
Tabel 4.7Hasil Analisa Timbal untuk Abu Boiler
No. Parameter Satuan Hasil Metode
1 Timbal (Pb) mg/kg 1,40 AAS
( Sumber: Balai Riset dan Standardisasi Industri Medan)
dan sebagai formulasi penyambung pipa yang mengakibatkan air untuk rumah tangga mempunyai banyak kemungkinan kontak dengan Pb (Saeni, 1997). Timbal dapat masuk ke dalam tubuh manusia melalui pernafasan, pemaparan maupun saluran pencernaan. Lebih kurang 90 % partikel timbal dalam asap atau debu halus di udara dihisap melalui saluran pernafasan. Penyerapan di usus mencapai 5 – 15 % pada orang dewasa. Pada anak-anak lebih tinggi yaitu 40 % dan akan
menjadi lebih tinggi lagi apabila si anak kekurangan kalsium, zat besi dan zinc dalam tubuhnya, sehingga bila makanan tercemar oleh logam tersebut, tubuh akan mengeluarkannya sebagian. Sisanya akan terakumulasi pada bagian tubuh tertentu seperti ginjal, hati, kuku, jaringan lemak, dan rambut.
2.4.6.4 PerkembanganFly Ashdi Dunia
Tiga puluh persen dari fly ash di AS didaur ulang untuk membuat beton. Karena sifat pozzolan nya, fly ash digunakan sebagai pengganti sebagian dari isi semen Portland concrete. Penggunaan fly ash sebagai bahan pozzolan diakui sedini tahun 1914, meskipun studi penting awal penggunaannya adalah pada tahun 1937 . Sebelum penggunaannya hilang ke Abad Kegelapan, struktur Romawi seperti saluran air atau Pantheon di Roma digunakan abu vulkanik (yang memiliki sifat yang mirip dengan fly ash) sebagai pozzolan dalam beton mereka. Sebagai pozzolans sangat meningkatkan kekuatan dan daya tahan beton, penggunaan ash merupakan faktor kunci dalam pelestarian mereka.
DampakFly Ashdi Lingkungan (Amerika)
Positif
a. Mengurangi emisi gas rumah hijau sebagai bahan pengganti semen
b. Untuk setiap satu ton semen yang diproduksi sekitar 6,5 juta BTU energi yang
dikonsumsi.
c. Mengganti bahwa 1 ton semen dengan fly ash akan menghemat listrik yang
cukup untuk menyalakan rumah Amerika rata-rata selama hampir satu bulan.
d. Untuk setiap satu ton semen yang diproduksi sekitar satu ton karbon dioksida
dilepaskan.
e. Mengurangi volume ruang TPA yang digunakan untuk pembuangan fly ash
f. Mengalihkan bahan dari wastestream
g. Mengurangi investasi energi dalam pengolahan bahan asli
h. Menghemat bahan asli
i. Mengurangi polusi
Negatif
a. Kemungkinan pencucian zat beracun di dalam tanah, air, atmosfer.
b. EPA telah membuktikan bahwa logam berat telah kehabisan dari fly ash ke
dalam air tanah dan akuifer bawah tanah di 39 lokasi di AS
c. Pecah besar kolam fly ash, bendungan, atau dinding retensi dapat menyebabkan
kerusakan lingkungan bencana ekosistem dan mencemari daerah yang luas
Beton struktural dibentuk oleh pengerasan campuran dari semen, air, agregat halus, agregat kasar (batu pecah atau kerikil) dan campuran tambahan lainnya. Untuk struktur beton bertulang, kuat tekan yang dipakai sebesar 17 –30 MPa. Sedangkan untuk beton prategangan digunakan beton dengan kuat tekan lebih tinggi, berkisar antara 30 – 45 MPa. Untuk keadaan dan keperluan khusus, beton ready-mix sanggup mencapai nilai kuat tekan 62 MPa dan untuk memproduksi beton dengan kuat tekan tinggi tersebut umumnya dilaksanakan dengan pengawasan ketat dalam laboratorium.
Kekuatan beton struktur yang didapat harus benar – benar memenuhi kekuatan beton yang direncanakan. Hal ini disebabkan penggunaannya mengarah pada komponen–komponen utama pada suatu bangunan, diantaranya slab, balok, kolom dan pondasi.
Menurut SNI 03 – 2847 – 2002, kuat tekan dari mutu suatu beton dapat memenuhi syarat adalah sebagai berikut :
a. Setiap nilai rata – rata dari tiga uji kuat tekan yang berurutan mempunyai nilai yang sama atau lebih besar dari mutu beton (f’c)
b. Tidak ada nilai uji kuat tekan yang dihitung sebagai nilai rata – rata dari dua hasil uji contoh silinder mempunyai nilai di bawah mutu beton (f’c)
melebihi dari 3,5 MPa.
2.4 Perawatan Beton (Curing)
Tujuan perawatan beton adalah memelihara beton dalam
kondisi tertentu pasca pembukaan bekisting (demoulding of form work)
telah direncanakan. Perawatan ini berupa pencegahan atau mengurangi
kehilangan/penguapan air dari dalam beton yang ternyata masih
diperlukan untuk kelanjutan proses hidrasi. Bila terjadi
kekurangan/kehilangan air maka proses hidrasi akan terganggu/terhenti
dan dapat mengakibatkan terjadinya penurunan perkembangan kekuatan
beton, terutama penurunan kuat tekan.
Fungsi utama dari perawatan beton adalah untuk menghindarkan
beton dari (Tri Mulyono, 2003):
1. Kehilangan air semen yang banyak pada saat-saat setting time
concrete
2. Kehilangan air akibat penguapan pada hari-hari pertama
3. Perbedaan suhu beton dengan lingkungan yang terlalu besar
Lama perawatan tergantung kepada jenis semen, kekuatan, cuaca,
rasio permukaan terekspos per volume, dan kondisi terekspos. Karena
proses perawatan merupakan proses untuk memperbaiki mutu, maka
semakin lama perawatan, semakin baik pula mutu betonnya.
Sehari setelah pengecoran merupakan saat yang terpenting untuk
periode sesudahnya. Oleh sebab itu diperlukan perawatan dengan air
sehingga untuk jangka panjang, kualitas beton, baik kekuatan maupun
kekedapan airnya, dapat lebih baik. Perawatan dengan cara membasahi
digunakan beton dengan kuat tekan lebih tinggi, berkisar antara 30-45 MPa. Untuk keadaaan dan keperluan struktur khusus, beton ready-mix sanggup mencapai nilai kuat tekan 62 MPa dan untuk memproduksi beton tingkat tinggi tersebut umumnya dilaksanakan dengan pengawasan ketat dalam laboratorium.
Nilai kuat tekan beton didapatkan melalui tata cara pengujian standard, menggunakan mesin uji dengan cara memberikan beban tekan bertingkat dengan kecepatan peningkatan beban tertentu atas benda uji silinder beton (diameter 150 mm dan tinggi 300 mm) sampai hancur. Tata cara pengujian yang umumnya dipakai adalah standard ASTM C39-86.
Di Indonesia, dengan mengingat berbagai pertimbangan teknis dan ekonomis, masih memperbolehkan menggunakan benda uji berbentuk kubus, umumnya bersisi 150 mm, sebagai alternatif dari bentuk silinder. Dengan demikian, penting untuk disadari adanya perbedaan hasil pengujian dari kedua bentuk benda uji sehubungan dengan gambaran kekuatan beton yang ingin diketahui. Merupakan hal yang sulit untuk dapat merumuskan secara tepat hubungan nilai kekuatan yang dihasilkan oleh kedua bentuk untuk berbagai kondisi beton maupun metode pengujiannya. Faktor –faktor kuat tekan beton dan luasan bidang kontak pada mesin uji berpengaruh lebih besar pada kekuatan bentuk kubus dibandingkan dengan bentuk silinder, sehingga diperlukan nilai korelasi rata – rata antara keduanya. Untuk beton normal, kuat tekan silinder ukuran 150 mm x 300 mm adalah 80% kuat kubus ukuran 150 mm x 150 mm,dan 83% kuat kubus 200 mm x 200 mm.
pengecoran. Umumnya, pada 7 hari kuat tekan beton mencapai 70% dan pada umur 14 hari 85-90% dari kuat tekan beton umur 28 hari. Pada kondisi pembebanan tekan tertentu beton menunjukkan suatu fenomena yang disebut rangkak (creep).
2.5.2 Kuat Tarik Beton
Konstruksi beton yang dipasang mendatar sering menerima beban tegak lurus sumbu bahannya dan sering mengalami rekahan (splitting). Hal ini terjadi karena daya dukung beton terhadap gaya lentur tergantung pada jarak dari garis berat beton, makin jauh dari garis berat makin kecil daya dukungnya.
Kekuatan tarik relatif rendah untuk beton normal berkisar antara 9%-15% dari kuat tekan. Penggujian kuat tarik beton dilakukan melalui pengujian split cilinder. Nilai pendekatan yang diperoleh Dipohusodo (1994) dari hasil pengujian berulang kali mencapai kekuatan 0,50-0,60 kali√fc’, sehingga untuk beton normal digunakan nilai 0,57 √fc’. Pengujian tersebut menggunakan benda uji silinder beton berdiameter 150 mm dan panjang 300 mm, diletakkan pada arah memanjang di atas alat penguji kemudian beban tekan diberikan merata arah tegak dari atas pada seluruh panjang silinder. Apabila kuat tarik terlampaui, benda uji terbelah menjadi dua bagian dari ujung ke ujung. Tegangan tarik yang timbul sewaktu benda uji terbelah disebut sebagai spilt cilinder strength. Menurut SNI 03-2491-2002 besarnya tegangan tarik beton (tegangan rekah beton) dapat dihitung dengan rumus:
L D
π Ρ
2
