PENGENALAN KARAKTERISTIK DAN PENGUJIAN
STRUKTUR BETON
DISUSUN OLEH :
1. Citra Idha Y H (L0A009020)
2. Galang W O (L0A009029)
3. Dolly Patrick S (L0A009039) 4. Anugrah Silvianti (L0A009045) 5. Aji Setiawan (L0A009047)
PROGRAM STUDI DIPLOMA III JURUSAN SIPIL FAKULTAS TEKNIK
A Konsep dan Definisi
Sebagai material yang sangat banyak digunakan, beton mendapat tempat khusus dalam dunia konstruksi, perkembangan inovasi teknologinya pun berjalan sangat cepat. Di dunia internasional sudah sejak lama ada kesepakatan dalam menyeragamkan peraturan yang menyangkut teknologi beton. Pada tahun 1953 CIB (Conseil International du Batiment) menetapkan prinsip-prinsip dasar perencanaan campuran matrik beton dan konstruksi penulangannya yang kemudian dilengkapi oleh CEB (Comite' Europe'en du Beton) pada tahun 1964, dan dilanjutkan oleh ISO (International Standardization Organization).
Perlu dikaji mengenai konsep dan definisi dari beton. Secera definitive beton adalah material utama yang digunakan dalam pembuatan bangunan. Beton terdiri dari pasta, agregat dan admixture. Dalam beberapa kajian kaitannya dengan konstruksi, beton merupakan sebuah bahan bangunan komposit yang terbuat dari kombinasi aggregat dan pengikat semen. Dapat dijelaskan bahwa beton memiliki bentuk paling umum, yaitu beton semen Portland, yang terdiri dari agregat mineral, sebagai contoh dapat disebutkan, seperti kerikil dan pasir, semen, serta 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 bata atau tembok blok. Nama lama untuk beton adalah batu cair.
Dalam perkembangannya banyak ditemukan beton baru hasil modifikasi, seperti beton ringan, beton semprot (eng: shotcrete), beton fiber, beton berkekuatan tinggi, beton berkekuatan sangat tinggi, beton mampat sendiri (eng: self compacted concrete) dan lain sebagainya.
B Teknik Pembuatan Beton
Dalam suatu proses pembuatan beton, yang perlu diperhatikan ada kekuatan, keekonomisan, dan durabilitas bahan dari beton tersebut. Durabilitas adalah daya tahan suatu bahan terhadap beban yang akan diterimanya. Pembuatan beton melalui proses perhitungan kadar air,jumlah semen dan jumlah agregat yang diperlukan. Setelah proses perhitungan, akan dilakukan proses pembuatan beton dengan bahan-bahan yang telah dihitung. Setelah beton terbentuk, dilakukanlah proses perawatan selama 28 hari. Pada hari ke 28, kualitas beton hanya memenuhi 70% dari kondisi normalnya. Pada proses perawatan beton diusahakan agar temperatur ruang perawatan jangan terlalu dingin, juga beton diusahakan jangan terlalu kering karena akan menyebabkan getas.
C Bahan-bahan Pembuatan Beton
Bahan-bahan pembuatan beton terdiri dari beberpa komponen, sebagai berikut :
a) Agregat
Agregat merupakan pengisi beton yang digunakan untuk membuat volume stabil. Selain itu, sifat mekanik dan fisik dari agregat sangat berpengaruh tehadap sifat-sifat beton yang dihasilkan, seperti kuat tekan, kekuatan, durabilitas, berat, dll. Kegunaan agregat pada beton adalah:
Menghasilkan beton yang murah;
Menimbulkan volume beton yang stabil;
Mencegah abrasi jika beton digunakan pada bangunan laut.
Agregat alami dapat diperoleh dari proses pelapukan dan abrasi serta pemecahan pada batuan induk yang lebih besar. Agregat yang baik untuk digunakan adalah agregat yang menyerupai bentuk kubus atau bundar, bersih, keras, kuat, bergradasi baik dan stabil secara kimiawi.
b) Admixture dan additif
Admixture atau zat tambahan lainnya adalah bahan yang tidak harus dipakai dalam pembuatan beton,karena dipakai hanya jika ingin mendapatkan suatu jenis beton yang membutuhkan bahan,selain semen dan agregat. Contoh-contoh zat admixture :
super-plasticizer : digunakan untuk mengurangi jumlah campuran air; pembentuk gelembung udara : meninggikan sifat kedap air;
D Persiapan dan Perencanaan Campuran Beton
Perbandingan air dengan semen (rasio W/C). faktor air semen berdasarkan perbandingan berat. Tabel di bawah ini menjelaskan nilai rasio W/C maksimum yang diizinkan untuk berbagai jenis struktur dan sifat lingkungan
Tabel Persiapan dan Perencanaan Campuran Beton.1 Rasio W/C Maksimum Yang Diizinkan Untuk Berbagai Jenis Struktur dan Sifat Lingkungan
Jenis Konstruksi
Struktur lantai beton di atas tanah
*Ratio W/C ditentukan berdasarkan persyaratan kekuatan tekan rencana beton
Tabel Persiapan dan Perencanaan Campuran Beton.2 Nilai Maksimum dan Minimum
Pelat, balok, kolom dan dinding 100 25
Perkerasan jalan 80 25
Pembetonan masal 50 25
Ukuran maksimum agregat kasar yang digunakan sesuai dengan ketentuan dengan ketentuan dalam kemudahan pelaksanaan pengecoran dan syarat monolit beton. Dalam tabel di bawah ini dijelaskan ukuran maksimum agregat maksimum yang boleh digunakan untuk pengecoran elemen struktur
Tabel Persiapan dan Perencanaan Campuran Beton.3 Ukuran Maksimum Agregat
Ukuran Maksimum Agregat
1. 1/5 lebih kecil atau sama dari ukuran terkecil dimensi struktur 2. 1/3 lebih kecil atau sama dari tebal pelat lantai
3. ¾ lebih kecil atau sama dari jarak bersih tulangan, berkas tulangan atau berkas kabel praktekan
Bagi perencanaan adukan, berat air rencana dan prosentase adanya udara yang terperangkap, ditetapkan berdasarkan pada besarnya slump rencana dan ukuran maksimum agregat kasar yang digunakan. Tabel di bawah ini menjelaskan penentuan jumlah berat air perlu bagi setiap m3 beton berdasarkan nilai slump rencana.
Tabel Persiapan dan Perencanaan Campuran Beton.4 Berat (Kg/m3) Beton Untuk Ukuran Agregat Berdasarkan Slump Rencana
SLUMP (mm)
Berat (kg/m3) beton untuk ukuran agregat berbeda
10 mm 12,5 mm 20 mm 25 mm 38 mm 50 mm 75 mm 150 mm
2,5-5 208 199 187 163 154 142 125
7,5-10 228 217 202 193 179 169 157 136
15-17 243 228 214 202 187 178 169
-Prosentase Udara (%) yang ada dalam unit beton
Mendapatkan volume rencana agregat kasar setiap m3 beton, digunakan nilai-nilai yang tercantum pada tabel di bawah ini. Menetapkan terlebih dahulu ukuran agregat kasar dan nilai modulus kehalusan agregat halus, maka dari tabel tersebut didapat prosentase volume agregat kasar/satuan volume beton. Prosentase volume berdasarkan kondisi agregat kering muka. Nilai dalam tabel mendapatkan nilai prosentase volume dengan tingkat kekenyalan umum. Untuk pekerjaan beton kurang kenyal, seperti bagi pekerjaan jalan, harga dalam tabel dapat dinaikan sebanyak 10%. Secara lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel berikut ini.
Tabel Persiapan dan Perencanaan Campuran Beton.5 Proses Volume Agregat Kasar / m3
Volume Beton Untuk Finess Moduli Agregat Halus (Pasir)
Ukuran Agregat Kasar (mm)
Proses Volume Agregat Kasar / m3 Volume Beton Untuk Finess
Moduli Agregat Halus (Pasir)
Karakteristik dan sifat beton sangat tergantung dari design campuran dan kwalitas bahan-bahan penyusunnya, setiap tahapan dalam proses produksi beton dilapangan memegang peranan penting dalam menghasilkan beton yang berkwalitas.
1. Penempatan dan penyimpanan material Pasir & Split
Kesalahan penempatan dan penyimpanan material, dapat menyebabkan menurunnya kwalitas beton. Penempatan pasir dan split(koral) harus sedemikian rupa jangan sampai tercampur oleh bahan-bahan lain. Penggunaan landasan untuk stok material sangat dianjurkan agar dapat mencegah terbawanya tanah saat pengambilan barang.
2. Semen
semen, mengakibatkan kwalitas semen menurun dan sebagian akan mengeras, berubah menjadi butiran butiran kasar.
3. Persiapan dan Proses Pencampuran
Untuk menghasilkan beton dengan kwalitas yang seragam, bahan- bahan penyusun beton harus disiapkan dan ditakar dengan teliti karena akan mempengaruhi homogenitas campuran, pencampuran dapat dilakukan dengan cara manual atau mekanis, pencampuran manual yaitu menggunakan tenaga manusia dengan peralatan cangkul dan skop, disarankan untuk pekerjaan volume beton yang besar sebaiknya dilakukan dengan cara mekanis. Pencampuran mekanis yaitu dengan cara mixer (mollen), utnuk mendapatkan campuran yang baik diperlukan minimal 50 kali putaran mixer atau tidak kurang dari 1 menit untuk volume pengecoran 1 m3.
Kekentalan adukan beton , harus disesuiakan dengan cara transportasi, cara pemadatan, jenis konstruksi yang bersangkutan dan kerapatan dari tulangan. Kekentalan tersebut bergantung pada berbagai hal. Jumlah dan jenis semen, nilai factor air semen, jenis dan susunan butir dari agregat serta bahan pembantu lain. Untuk mencegah penggunaan beton terlalu encer atau padat, ambil nilai slump minimum 5 cm dan maksimum 15 cm.
4. Pemadatan
Dilakukan sesaat setelah beton dituangkan, dengan tujuan untuk meminimalkan jumlah rongga yang terbentuk didalam beton sehingga beton mempunyai kekuatan yang tinggi. Dan menambah kekedapan air.
Perawatan beton.
lebih cepat dapat menggunakan bahan campuran yang dikususkan untuk mempercepat umur beton.
F
Kebutuhan Pengujian Struktur BetonDalam upaya pengujian terhadap struktur beton perlu beberapa pertimbangan terkait dengan dasar pengujian struktur beton, serta tahapan dalam pengujian struktur beton.
F.1 Dasar Pengujian Struktur Beton
Dasar-dasar pengujian struktur beton dilakukan berdasarkan pada beberapa pertimbangan, sebagai berikut :
1. Kesalahan perencanaan/pelaksanaan. Beberapa karakteristik kesalahan perencanaan dapat diuraikan, sebagai berikut :
a) Hasil pengamatan lapangan dimana terlihat adanya retak-retak atau lendutan yang berlebihan pada bagian-bagian struktur;
b) Sifat material yang diuji selama pelaksanaan pembangunan struktur, yang menunjukkan hasil-hasil yang tidak memenuhi syarat baik dari segi kekuatan maupun durabilitas (sifat kekedapan terhadap air yang disyaratkan untuk bangunan seperti kolam renang);
c) Hasil Perhitungan (dengan memakai kekuatan material yang aktual) yang menunjukkan adanya penurunan kapasitas kekuatan struktur atau komponen-komponen struktur.
2. Penurunan kinerja struktur eksisting yang diakibatkan oleh:
a) Adanya pelapukan material pada struktur karena usianya yang sudah tua, atau karena serangan zat-zat kimiawi tertentu yang merusak (seperti jenisjenis senyawa asam);
b) Adanya kerusakan pada struktur atau bagian-bagian struktur karena bencana kebakaran atau gempa atau karena struktur mengalami pembebanan tambahan akibat adanya ledakan disekitar struktur ataupun beban lainnya yang tidak direncanakan;
c) Rencana pembebanan tambahan pada struktur karena adanya : Perubahan fungsi / penggunaan struktur;
Penambahan tingkat (pengembangan struktur).
d) Syarat untuk proses jual beli atau asuransi suatu struktur bangunan. Untuk hal ini biasanya cukup dilakukan penyelidikan secara visual kecuali jika ada tanda-tanda yang mencurigakan pada struktur.
F.2 Tahapan dalam Pengujian Struktur
A. Tahapan Perencanaan
Tahapan ini mencakup pendefinisian masalah, pemilihan jenis test yang akan dilakukan yang tentunya sesuai dengan masalah yang dihadapi, penentuan banyaknya pengujian yang akan dilakukan, dalam pemilihan lokasi pengujian pada struktur/komponen struktur yang tentunya diharapkan dapat mewakili kondisi struktur yang sebenamya. Tahapan-tahapan yang umumnya lakukan pada tahap perencanaan ini dapat diuraikan sebagai berikut ini:
a) Penyelidikan visual.
Pengamatan Visual diperlukan sebagai tahapan awal untuk mendefinisikan permasalahan yang ada dilapangan. Dari pengamatan visual ini bisa didapatkan imformasi mengenai tingkat layanan (service ability) dari komponen struktur (seperti lendutan), baik tidaknya pengerjaan pada saat pembangunan struktur/ komponen struktur (misalnya ada bagian keropos dan "honeycombing" pada beton) material (misal pelapukan beton) maupun tingkat struktural (seperti retak-retak akibat lenturan pada struktur beton).
Untuk tahapan ini diperlukan adanya tenaga ahli yang terlatih yang dapat mendeteksi hal-hal yang tidak normal yang terjadi pada struktur dan dapat membedakan jenis-jenis kerusakan yang terjadi dan penyebabnya.
Sebagai contoh tenaga ahli tersebut harus mampu membedakan jenis-jenis retak yang mungkin terjadi pada struktur beton. Sementara itu jenis pengujian lain yang tersedia seperti pengambilan sample core dari struktur baton yang kemudian dilanjutkan dengan pengujian tekan dapat ssss ililloririasi yang lebih akurat mengenai kuat tekan beton. Jadi, tingkat keandalan hasil pengujian core tersebut tergolong tinggi. Namun, cara ini membutuhkan biaya yang sangat tinggi yang memerlukan waktu pengerjaan yang lebih lama. Selain itu, cara ini juga menimbulkan kerusakan pada struktur. Jadi bisa dilihat disini bahwa sebagai langkah awal dalam memilih jenis pengujian yang paling sesuai dengan situasi dan kondisi yang ada perlu disusun terlebih dahulu tingkat prioritas dari hal-hal yang akan dijadikan sebagai dasar pemilihan. Namun perlu diperhatikan, bahwa biasanya tingkat akurasi hasil pengukuran merupakan kriteria yang paling penting dalam pemilihan jenis pengujian.
mengkalibrasi, jumlah core yang diperlukan dapat diperkecil, sehingga kerusakan yang timbul pun dapat diminimkan.
Untuk dapat membedakan jenis-jenis retak tersebut beserta penyebabnya, perlu dilakukan penyelidikan yang mendalam mengenai pola retak yang terjadi. Dari penyelidikan tersebut bisa didapat dugaan-dugaan awal mengenai penyebab retak.
b) Pemilihan Jenis Pengujian.
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan jenis pengujian struktur, terdiri atas : Tingkat kerusakan struktur yang diizinkan terjadi.
Waktu penge~aan
Tingkat keandalan hasil pengujian Jenis permasalahan yang dihadapi.
Kemungkinan besar jenis pengujian yang tersedia tidak dapat memenuhi semua hal diatas secara optimal, sehingga diperlukan suatu kompromi.
Sebagai ilustrasi disampaikan disini bahwa metoda-metoda pengujian beton yang sifatnya tidak merusak (seperti ultrasonik dan hammer test yang dapat digunakan untuk mengetahui kuat tekan beton pad a struktur) biasanya merupakan bentuk pengujian yang sangat sederhana, cepat dan murah. Namun, tingkat kesulitan dalam mengkalibrasi hasil pengujian untuk proses interpretasi parameter kuat tekan tergolong tinggi. Disamping itu, jika kalibrasi ini tidak dilakukan secara baik dan benar, tingkat keandalan hasil pengujian dengan menggunakan alaI-alaI tersebut akan menjadi rendah.
c) Jumlah dan Lokasi Pengujian.
Penentuan jumlah mengujian yang dibutuhkan ditentukan oleh : Tingkat akurasi yang ditentukan (hubungannya dengan statistik). Tingkat kesulitan pengujian/pengambilan sample
Biaya yang dibutuhkan Tingkat kerusakan.
Sebagai contoh, untuk pengujian hammer, untuk mengetahui kuat tekan beton dengan tingkat akurasi yang tinggi, diperlukan pengujian minimal 10 titik didekitar lokasi yang diuji pada struktur atau komponen struktur beton.
B. Tahapan Pelaksanaan.
Pada tahap pelaksanaan pertu diperhatikan tingkat kesulitan dalam mencapai lokasi-lokasi yang telah ditentukan sebagai lokasi pengujian. Jika diperlukan, sistem perancah dapat digunakan, namun sistemnya harus direncanakan dan dipersiapkan dengan baik. Penanganan peralatan pengujian harus dilakukan dengan baik selama pelaksanaan.
Demikian juga dengan keselamatan tenaga pelaksana harus diperhatikan (tenaga pekerja perlu dilengkapi dengan peralatan keselamatan seperti "hard har. Tali pengikat dan lain-lain).
Perlu juga diperhatikan pada saat pelaksanaan, pengaruh gangguan yang mungkin timbul dari pengujian tersebut terhadap gedung gedung/strukturstruktur disekitar lokasi struktur yang akan diuji.
C. Tahapan Interpretasi
Tahap interpretasi dapat dibagi menjadi tiga tahapan yang berbeda : a) Peninjauan mengenai kekuatan bahan;
b) Kalibrasi;
c) Analisa / Perhitungan.
F.Sekam Padi
Sekam padi adalah limbah dari hasil penggilingan padi, karena bentuk
butir tidak begitu halus (± 3mm) dan bobotnya ringan, penyimpanan limbah
ini memerlukan tempat yang luas.
Kuat padi (sekam) merupakan salah satu bahan/material sisa dari proses
pengolahan padi yang sering dianggap sebagai limbah. Sekam pada umumnya
hanya digunakan sebagai bahan bakar utama atau tambahan pada industri
pembuatan batu bata, bahan dekorasi, media tumbuh bag tanaman hias, atau
bahkan di buang. Telah diketahui bahwa sekam padi mengandung banyak
Silika amorf apabila dibakar mencapai suhu 7000C dalam waktu sekitar 2 jam.
Oleh karen itu, kini mulai dikembangkan pemanfaatan abu sekam padi (sisa
pembakaran sekam padi) dalam berbagai bidang, salah satunya di bidang
hidroksida dalam pasta semen dapat berpengaruh pada peningkatan mutu
pembakaran mempunyai sifat pozzolan yang tinggi karena mengandung silika. Selama proses perubahan sekam padi menjadi abu, pembakaran
menghilangkan zat – zat organik dan meninggalkan sisa yang kaya akan silika.
Perlakuan panas pada sekam menghasilkan perubahan struktur yang
berpengaruh pada dua hal. Yaitu aktifitas pozzolan dan kehalusan butiran
abunya.
Komposisi kimia abu sekam padi adalah sebagai berikut :
Tabel 2.1 Komposisi kimia abu sekam padi
8 Na
2 0,78
9 K
2O 1
Dari tabel diatas, terlihat bahwa abu sekam padi mempunyai kandungan
silika hingga 94%. Komposisi silika yang cukup besar pada abu sekam padi,
membuat abu sekam padi menjadi bersifat pozzolan yang bila di campur
dengan semen mengahasilkan kekuatan tinggi.
Pozzolan
Pozzolan adalah bahan tambahan yang berasal dari alam atau buatan, yang
sebagian besar terdiri dari unsur – unsur silika dan alumina yang reaktif.
Pozzolan sendiri tidak mempunyai sifat semen. Tetapi dalam keadaan halus
bereaksi dengan kapur bebas dan air menjadi suatu massa padat yang tidak
larut dalam air. Pozzolan dapat ditambahkan pada campuran adukan beton atau
mortar (sampai pada batas tertentu dapat menggantikan semen), untuk
memperbaiki kelecakan (workability), membuat beton menjadi kedap air
(mengurangi permeabilitas) dan yang bersifat agresif. Penambahan pozzolan
juga dapat menambaha kuat tekan beton, kerana adanya reaksi peningkatan
kapur bebas (Ca(OH)2) oleh silikata atau aluminat menjadi tober morit
(3.CaO.2.SiO
2.3H2O).
Pozzolan dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu :
1. Pozzolan alam : yaitu bahan yang merupakan sedimentasi dari
abu atau lava gunung yang mengandung silikat aktif, yang bila dicampur
2. Pozzolan buatan : jenis ini banyak macamnya baik merupakan sisa
pembakaran dari tungku, maupun pemanfaatn limbah yang di olah menjadi abu
yan mengandung silika reaktif dengan proses pembakaran, seperti abu terbang
(Fly Ash), silika fume, dll.
Pemakian bahan pozzolan dalam beton, akan menghasilkan beton yang
lebih keap air. Silikat dalam jumlah tertentu dapat menggatikan semen dan
juga berperan sebagai pengisi antara partikel – partikel semen sehingga
adanya silikat maka porositas beton akan menjadi lebih kecil dan selanjutnya
kedapan beton akan menjadi bertambah sehingga permeabilitas semakin kecil. Pozzolan dapat dipakai sebagai bahan tambahan atau sebagai pengganti
semen pordland. Bila dipakai sebagai pengganti sebagian semen pordland
umumnya berkisar antara 5% sampai 35%.
Beton
Beton biasanya campuran dari empat komponen, yaitu semen, agregat,
halus, agregat kasar, dan air. Untuk mendapatkan tujuan – tujuan khusus atau
sifat – sifat tertentu, beton ditambah dengan satu atau lebih admixture sebagai
komponen kelima dalam campuran. Beton dalam berbagai variasi sifat
kekuatan dapat diperoleh dengan pengaturan yang sesuai dari perbandingan
jumlah material pembentuknya, semen – semen khusus (seperti semen – semen
kekuatan tinggi), agregat – agregat khusus ( seperti bermacam – macam
agregat ringan dan agregat berat ), metode – metode pemulihan khusus
(seperti metode pemulihan uap) memungkinkan untuk mendapatkan variasi
sifat – sifat beton yang lebih luas lagi.
Susunan beton secara umum, yaitu: 7-15% PC, 16-21% air, 25-30% pasir,
dan 31-50% kerikil. Kekuatan beton terletak pada perbandingan jumlah semen
kecil akan menambah kekuatan (compressive strength) beton. Kekuatan beton
ditentukan oleh perbandingan air semen, selama campuran cukup plastis,
dapat dikerjakan dan beton itu dipadatkan sempurna dengan agregat yang
baik.
Sifat beton yang meliputi: mudah diaduk, di salurkan, di cor, di padatkan
dan diselesaikan, tanpa menimbulkan pemisahan bahan susunan adukan dan
mutu beton yang disyaratkan oleh konstruksi tetap di penuhi.
Sifat – sifat tersebut untuk adukan beton dipengaruhi oleh:
1. Kekentalan
2. Mobilitas setelah aliran dimulai
3. Kohesi atau perlawanan terhadap pemisahan bahan – bahan
komponen
4. Sifat saling melekat (hubungannya dengan kohesi), berarti bahan –
bahan susunannya tidak akan mudah terpisah – pisah sehingga memudahkan
pengerjaan yang perlu dilakukan.
Sampai saat ini beton masih menjadi pilihan utama dalam pembuatan
struktur. Sifat – sifat dan karakteristik material penyusun beton akan
mempengaruhi kinerja beton yang dibuat. Kinerja beton ini harus disesuaikan
dengan kelas dan mutu beton yang dibuat. Sehingga dalam penggunaannya
dapat disesuaikan dengan bangunan ataupun konstruksi yang akan dibangun
untuk mendapatkan hasil yang memuaskan dan sesuai dengan dibutuhkan.
Tabel 2.2 Kelas dan Mutu Beton
III K>225 >225 Jembatan, Bangunan
tinggi, Terowongan
yang dimaksud adalah bahan yang menjadi mengeras dengan adanya air – yang
dinamakan semen hidraulik (Hydraulik cement). Semen semacam ini terutama
terdiri dari silikat (silicate) dan lime yang terbuat dari kapur dan tanah liat
(batu tulis) yang digerinda, dicampur, dibakar dalam pembakaran kapur (klin),
dan kemudian dihancurkan menjadi tepung. Semen semacam ini secara kimia
Semen hidrolik biasa digunakan dalam pembuatan beton bertulang yang
disebut dengan semen pordland.
Fungsi utama dari semen adalah untuk mengikat partikel agregat yang
terpisah sehingga menjadi satu kesatuan. Bahan dasar pembentuk semen
adalah:
a. 3CaO.SiO2 (tricalcium silikat) disingkat C3S (58% - 69%) b. 2CaO.SiO2 (dicalcium silikat) disingkat C2S (8% - 15%) c. 3CaO.Al2O3 (tricalcium aluminate) disingkat C3A (2% - 15%)
d. 4CaO.Al2O3.Fe2O3 (tetracalcium alummoferrit) disingakt C4AF (6%14%)
C
3S merupakan senyawa yang membuat sifat – sifat perekat, C3A adalah senyawa yang paling reaktif, sedangkan C
4F berfungsi sebagai katalisator yang menurunkan temperatur pembakaran dalam pembentukan calcium silicat.
Faktor semen sangatlah mempengaruhi karakteristik campuran mortar.
Kandungan semen hidraulis yang tinggi akan memberikan banyak keuntungan,
anatara lain dapat membuat campuran mortar menjadi lebih kuat, lebih kuat,
lebih tahan air, lebih cepat mengeras, dan juga memberikan rekatan yang baik.
Kerugiannya adalah dengan cepatnya campuran mortar mengeras, maka dapat
menyebabkan susut kering yang lebih tinggi pula. Mortar dengan kandungan
hidrulik rendah akan lebih lemah dan mudah dalam pergerakan.
Semen portland dibuat dari serbuk halus kristalan yang kompisisi
utamanya adalah kalsium dan alumunium silikat. Bahan baku utama dalam
pembuatan semen portland adalah sebagai berikut :
Kapur (CaO) – dari batu kapur (60 – 65%)
Silika (SiO
2) – dari lempung (17 – 25%)
Alumina (Al
2O3) – dari lempung (3% – 8%)
Agregat biasanya menepati 75% dari isi total beton, maka sifat – sifat dari
agregat ini mempunyai pengaruh yang besar perilaku dari beton yang sudah
mengeras. Sifat agregat bukan hanya mempengaruhi sifat beton, akan tetapi
juga mempengaruhi ketahanan (durbility, daya tahan kemunduran mutu akibat
siklus dari pembekuan pencarian). Agregat lebih murah dari pada semen, maka
logis mempergunakannya dengan presentase yang setinggi mungkin.
Agregat dapat diperoleh dari proses pelapukan dan abrasi atau pemecahan
massa batuan induk yang lebih besar. Oleh karena itu, sifat agregat tergantung
dari sifat bantuan induk. Sifat – sifat tersebut diantaranya, komposisi kimia
dan mineral, klasifikasi petrografik, berat jenis, kekerasan (hardness),
kekuatan, stabilitas fisika dan kimia, struktur pori, warna dan lain – lain.
Namun, ada juga sifat agregat yang tidak bergantung dari sifat batuan induk,
yaitu ukuran dan bentuk partikel, tekstur dan absorbsi permukaan.
Agregat di bagi menjadi dua bagian yaitu : 1. Agregat halus (pasir alami dan buatan)
2. Agregat kasar (kerikil, batu pecah, atau pecahan – pecahan dari
Bkast furnace)
PENGUJIAN Kuat Air
Air sangat diperlukan dalam pembuatan beton, beton tidak akan terbentuk
tanpa adanya air sebagai campurannya. Karena semen tidak akan bereaksi dan
menjadi pasta apabila tidak ada air. Air selalu diperlukan dalam campuran
beton, tidak saja untuk proses hidrasi semen, tapi juga mengubah semen
menjadi pasta sehingga beton menjadi lecak dan mudah di kerjakan terutama
pada saat penuangan beton dalam cetakan.
2. Kekuatan dari pasta pengerasan semen di tentukan oleh
perbandingan berat antara air dan faktor semen
3. Kandungan air yang tinggi menghalangi proses pengikatan dan
kandungan air yang rendah reaksi tidak selesai
Pengujian Kuat Tekan Beton
Dalam penggunaan abu sekam padi yang melebihi kadar tertentu maka
akan dihasilkan beton yang lebih acak atau mengandung kadar air yang terlalu
banyak. Kapur bebas dalam jangka panjang cenderung melemahkan beton,
karena dapat bereaksi dengan zat asam maupun zulfat yang ada di sekitar,
sehingga menimbulkan proses korosi pada beton.
Pengujian kuat tekan beton dilakukan untuk mengetahui tekan hancur dari
benda uji. Pengujian kuat tekan beton dilakukan dengan menggunakan alat
Universal Testing Machine.
Kuat tekan beton dapat diperoleh dengan menggunakan rumus:
... (1)
(sumber : RSNI, 2005)
Dimana : fc = Kuat tekan (Mpa)
P = Beban maksimum (N)
A = Luas bidang permukaan (m2)
Pengujian Penyerapan Air (Water Absorbtion)
Pada beton dengan campuran abu sekam padi melebihi 10% akan bersifat
penyerap air yang sangat tinggi, dengan demikian kekuatan beton akan
berkurang. Hal ini disebabkan karena jumlah penggunaan abu sekam padi
yang terlalu banyak akan menyebabkan beton menjadi lebih berongga.
Pemakaian pozzolan pada kadar tertentu dalam beton menghasilkan beton
lebih kedap air. Silika pada jumlah tertentu dapat menggantikan jumlah semen
dan juga berperan sebagai pengisi antara partikel – partikel semen sehingga
adanya silikat maka porositas beton menjadi bertambah sehingga penyerapan
air semakin kecil.
Uji penyerapan air dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui presentase
penyerapan air oleh benda uji. Uji penyerapan air (Water Absorbtion)
dilakukan dengan menggunakan benda uji bentuk silinder. Pengujian
penyerapan air dilakukan pada saat beton berumur 28 hari. Presentase penyerapan air dapat diperoleh dengan rumus :
Penyerapan air (%) =
... (2)
(Sumber : Van Vlack, lawrence, 1989)
Dimana : Mb = Massa basah dari benda uji (gram) Mk = Massa kering dari benda uji (gram)
Pengujian Porositas
Silikat yang merupakan kandungan terbesar dari abu sekam padi
mempunyai sifat pozzolan sehingga bila dicampur dengan kapur dan air akan
bereaksi membentu cementing agent atau disebut juga raksi pozzolamic.
Pengujian porositas dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui besarnya
porositas pada benda uji. Semakin besar porositas pada benda uji maka
semakin rendah kekuatannya. Pengujian porositas dilakukan pada saat beton
berumur 287 hari.
Porositas =
...(3)
(sumber : Anwar Dharma Sembiring)
Dimana : Mb = Massa benda uji dalam keadaan basah (gram) Mk = Massa benda uji dalam keadaan kering (gram) ρ = massa jenis air (1gr/cm3)
Vb = Volume benda uji (cm3)
Tabel 5.1 Komposisi Campuran untuk 1 m3 Beton
Mutu
Sumber : Laboratorium Konstruksi Beton Fakultas Teknik Universitas Islam Riau
Untuk kota Pekanbaru dari hasil analisis diperoleh harga satuan beton cor yang dipakai dalam analisis ini seperti yang tercantum dalam Tabel 5.2
Tabel 5.2 Daftar Harga Satuan Per Meter Kubik Beton Cor
K – 225 Rp247,287 Rp 180,245 Rp 427,532
K – 250 Rp251,749 Rp 180,245 Rp 431,994
K – 300 Rp261,722 Rp 180,245 Rp 441,967
K – 350 Rp270,184 Rp 180,245 Rp 450,429
K – 400 Rp279,427 Rp 180,245 Rp 459,672
Daftar harga satuan hasil analisis dapat dilihat dalam Tabel 5.3.
Tabel 5.3 Harga Satuan Komponen-Komponen Beton Bertulang
No Meterial + Upah H. Satuan (Rp) Satuan
1 baja tulangan U-24 10,643.94 per 1 kg
2 baja tulangan U-32 14,222.51 per 1 kg
3 baja tulangan U-39 15,082.89 per 1 kg
4 begisting per m3 beton 723,110.00 per 10 m2
Hasil analisis SAP 2000 berupa momen, gaya geser dan gaya normal dibutuhkan seperti yang tercantum dalam Tabel 5.4.
Tabel 5.4 Daftar Gaya Dalam dan Hasil SAP 2000
No Jenis
Balok Balok Utama 2 250 450 7.466373 -5.333
2 Balok dag 3 250 450 6.913995 3.552
3
Kolom
Kolom tengah 1 250 450 0.025336 -53.6757
4 Kolom tepi 1 250 450 -2.40683 -84.7671
5 Kolom tengah 2 250 450 0.101313 -32.7918
6 Kolom tepi 2 250 450 3.094312 -51.5572
7 Kolom tengah 3 250 450 0.009029 -12.1528
Analisis efisiensi biaya komponen struktur balok dapat dibagi atas efisiensi biaya beton dan efisiensi biaya baja per m3 beton bertulang seperti yang diuraikan pada Tabel 5.25.
Tabel 5.25 Analisis Efisiensi Biaya 1 m3 Beton pada Balok
Mutu
K-175 3,103.56 2,659.11 2,707.18 0.000%
K-225 3,118.32 -0.476% 2,673.87 -0.555% 2,721.94 -0.545%
K-250 3,135.13 -1.017% 2,690.67 -1.187% 2,738.75 -1.166%
K-300 3,146.24 -1.375% 2,701.78 -1.605% 2,749.85 -1.576%
K-350 3,134.16 -0.986% 2,689.71 -1.151% 2,737.78 -1.130%
K-400 3,173.41 -2.250% 2,728.95 -2.627% 2,777.02 -2.580%
Balok Dag
K-175 3,149,699.89 2,915,997.13 2,972,231.74 0.000%
K-225 3,164,462.44 -0.469% 2,930,759.67 -0.506% 2,682,649.48 9.743%
K-250 3,181,268.46 -1.002% 2,947,565.70 -1.083% 2,699,455.50 9.177%
K-300 3,192,375.46 -1.355% 2,958,672.70 -1.463% 2,710,562.50 8.804%
K-350 3,180,303.41 -0.972% 2,946,600.64 -1.050% 2,698,490.45 9.210%
K-400 3,219,544.36 -2.217% 2,985,841.59 -2.395% 2,737,731.39 7.890%
Efisiensi peningkatan penggunaan mutu baja dapat dilihat pada Tabel 5.26 berikut ini.
Tabel 5.26 Efisiensi dengan Peningkatan Mutu Baja
Mutu
K-175 3,103.56 0.00% 2,659.11 14.32% 2,707.18 12.77%
K-225 3,118.32 0.00% 2,673.87 14.25% 2,721.94 12.71%
K-250 3,135.13 0.00% 2,690.67 14.18% 2,738.75 12.64%
K-300 3,146.24 0.00% 2,701.78 14.13% 2,749.85 12.60%
K-350 3,134.16 0.00% 2,689.71 14.18% 2,737.78 12.65%
K-400 3,173.41 0.00% 2,728.95 14.01% 2,777.02 12.49%
Analisis efisiensi biaya 1 m3 beton bertulang terhadap peningkatan mutu beton pada pelat lantai dapat
dilihat pada tabel-tabel berikut ini.
Tabel 5.33 Efisiensi dengan Peningkatan Mutu Beton
Mutu
K-175 1,804.14 1,639.32 1,591.39 0.000%
K-225 1,818.90 -0.818% 1,654.08 -0.901% 1,606.15 -0.928%
K-250 1,835.70 -1.750% 1,670.89 -1.926% 1,622.96 -1.984%
K-300 1,846.81 -2.365% 1,682.00 -2.603% 1,634.06 -2.682%
K-350 1,834.74 -1.696% 1,669.93 -1.867% 1,621.99 -1.923%
K-400 1,873.98 -3.871% 1,709.17 -4.261% 1,661.23 -4.389%
Pelat lantai arah-y
K-175 538.34 431.51 381.62 0.000%
K-250 538.34 0.000% 431.51 0.000% 381.62 0.000%
K-300 538.34 0.000% 431.51 0.000% 381.62 0.000%
K-350 538.34 0.000% 431.51 0.000% 381.62 0.000%
K-400 538.34 0.000% 431.51 0.000% 381.62 0.000%
Tabel 5.34 Efisiensi dengan Peningkatan Mutu Baja
Mutu
K-175 1,804.14 0.00% 1,639.32 9.14% 1,591.39 11.79%
K-225 1,818.90 0.00% 1,654.08 9.06% 1,606.15 11.70%
K-250 1,835.70 0.00% 1,670.89 8.98% 1,622.96 11.59%
K-300 1,846.81 0.00% 1,682.00 8.92% 1,634.06 11.52%
K-350 1,834.74 0.00% 1,669.93 8.98% 1,621.99 11.60%
K-400 1,873.98 0.00% 1,709.17 8.79% 1,661.23 11.35%
Pelat lantai arah-y
K-175 538.34 0.00% 431.51 19.84% 381.62 29.11%
K-225 538.34 0.00% 431.51 19.84% 381.62 29.11%
Tabel 5. 34 Lanjutan
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
K-250 538.34 0.00% 431.51 19.84% 381.62 29.11%
K-300 538.34 0.00% 431.51 19.84% 381.62 29.11%
Besarnya pengaruh peningkatan mutu beton terhadap efisiensi biaya pada komponen struktur yang berunsur tekan dapat dilihat pada Tabel 5.43.
Tabel 5.5 Pengaruh Peningkatan Mutu Beton terhadap Efisiensi Biaya pada Komponen Stuktur Berunsur Tekan
Jenis Komponen Struktur
Efisiensi Biaya (%)
K-175 K-225 K-250 K-300 K-350 K-400
Kolom tengah Lantai. 1 0 11.92843 11.54148 23.55407 35.33359 34.43008
KolomTepi Lantai. 1 0 10.62493 21.20795 31.90785 42.40013 41.59536
Kolom tengah Lantai. 2 0 -0.45392 -0.97067 13.86546 14.23665 13.03008
KolomTepi Lantai. 2 0 -0.45392 -0.97067 13.86546 14.23665 13.03008
Kolom tengah Lantai. 3 0 -0.54665 -1.16897 7.053466 7.500489 6.047415
KolomTepi Lantai. 3 0 -0.54665 -1.16897 7.053466 7.500489 6.047415
Dari Tabel 5.43 dapat dilihat peningkaran mutu beton pada komponen struktur berunsur tekan yaitu balok dapat meningkatkan efisiensi biaya. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat Pada Gambar 5.5.
Gambar 5.5 Pengaruh Peningkatan Mutu Beton terhadap Efisiensi Biaya pada Komponen Stuktur Berunsur Tekan
Tabel 5.6 Pengaruh Peningkatan Mutu Baja terhadap Efisiensi
No. Jenis Komponen Struktur Efisiensi (%) U-32 U-39
1 Kolom tengah lantai 1 10.39246 8.383789
2 Kolom tepi lantai 1 8.922628 6.775625
3 Kolom tengah lantai 2 -1.98035 -4.10088
4 Kolom tepi lantai 2 -1.98035 -4.10088
5 Kolom tengah lantai 3 -1.76017 -3.64495
6 Kolom tepi lantai 3 -1.76017 -3.64495
7 Balok lantai 14.32083 12.77189
8 Balok dag 7.419842 5.634446
9 Pelat lantai 9.135314 11.79221
10 Pelat dag 6.341744 9.303607
Berdasarkan Tabel 5.44 dapat diketahui bahwa peningkatan mutu tulangan baja dapat meningkatkan efisiensi biaya komponen struktur pada komponen struktur yang berunsur tarik. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat Pada Gambar 5.6 dan Gambar 5.7.
Gambar 5.7 Pengaruh Peningkatan Mutu Baja dari U-24 ke U-39 terhadap Efisiensi Biaya
Untuk memprediksi hubungan mutu beton dengan efisiensi biaya diluar enam mutu beton yang dipergunakan, digunakan grafik persamaan regresi linear sederhana. Regresi linear untuk masing-masing komponen struktur yang dimabil dari persamaan regresi pada tabel 5.38, grafik hasil regresi dapat dilihat pada Gambar 5.8 .
Gambar 5.8 Grafik Persamaan Garis Hasil Korelasi Komponen Struktur
1. Persamaan garis regresi untuk komponen struktur unsur tekan adalah positif, artinya semakin besar peningkatan mutu beton maka efisiensi biayapun akan semakin besar. Efisiensi biaya terbesar untuk kolom seharusnya terjadi pada mutu beton K-400, karena pada mutu beton ini luas tulangan tulangan kolom telah dibatas minimum, yakni 1.230,88 mm2, dimana luas tulangan minimumnya
adalah 1.000 mm2(dapat dilihat pada Lampiran G.23).
2. Berbeda halnya dengan komponen struktur unsur tekan, komponen struktur unsur tarik mempunyai persamaan garis regresi yang negatif, artinya semakin besar peningkatan mutu beton maka efisensi biaya akan semakin kecil. Efisiensi biaya komponen struktur unsur tarik pada umumnya terjadi pada mutu beton yang rendah yaitu mutu beton K-175, karena pada komponen struktur unsur tarik seperti balok dan pelat, penambahan biaya akibat peningkatan mutu beton selalu lebih besar dibandingkan pengurangan biaya yang disebabkan oleh pengurangan tulangan baja.
Pengaruh kenaikan 1 % harga baja hanya terjadi efisiensi biaya struktur sebesar 0,071%, hal ini dapat dilihat pada grafik yang ditunjukkan oleh Gambar 5.12 dengan persamaan garis linear adalah Y= 0,02286x - 0,0004 dengan R2=0,9912
Gambar 5.12 Grafik Hubungan Kenaikan Harga Baja terhadap Besarnya Efisiensi
Gambar 5.13Pengaruh Kenaikan Harga Tulangan Baja terhadap Efisiensi Biaya
VI. kesimpulan
Analisis dilakukan untuk mengetahui pengaruh pemakaian mutu beton dan baja terhadap efisiensi biaya komponen struktur beton bertulang, untuk bangunan ruko di kota Pekanbaru dan sekitarnya ini. Dari blok ruko tiga pintu berlantai tiga yang dianalisis, dapat disimpulkan antara lain sebagai berikut ini. 1. Efisiensi biaya komponen struktur unsur tekan akibat peningkatan mutu beton, lebih besar
dibandingkan komponen struktur unsur tarik. Efisiensi biaya maksimum pada komponen struktur unsur tekan didapat pada mutu beton yang tinggi (efisiensi biaya maksimum sebesar 42,4% terjadi pada kolom tepi lantai satu dengan mutu baja U-24 dan mutu beton K-350). Sedangkan pada komponen struktur unsur tarik didapat pada mutu beton yang rendah (efisiensi maksimum sebesar 9,743% terjadi pada balok lantai mutu baja U-39 dan mutu beton K-225).
2. Efisiensi biaya komponen struktur ’unsur tekan’ beton bertulang maksimum akibat peningkatan setiap 1 Mpa mutu beton, adalah sebesar 2,2 %.
3. Efisiensi biaya komponen struktur unsur tarik akibat peningkatan mutu baja, lebih besar dibandingkan komponen struktur unsur tekan. Efisiensi biaya maksimum pada komponen struktur unsur tarik didapat pada mutu baja yang tinggi (efisiensi biaya maksimum sebesar 39,24% terjadi pada pelat dag dengan mutu baja U-39 dan pada semua mutu beton K-175 s/d K- 400). Sedangkan pada komponen struktur unsur tekan didapat pada mutu baja tinggi dan mutu beton yang rendah (efisiensi maksimum sebesar 21,36% terjadi pada kolom tepi lantai satu dengan mutu baja U-39 dan mutu beton K-225).
4. Pengaruh lonjatan harga baja ternyata tidak begitu mempengaruhi penambahan efisiensi biaya komponen struktur, lonjatan harga baja sampai 100% hanya terjadi penambahan efisiensi biaya komponen struktur beton bertulang sebesar 2,6%.
6. Dengan regresi linear, efisiensi biaya pada kolom mempunyai nilai positif, sedangkan pada balok dan pelat bernilai negatif. Berarti pada komponen struktur unsur tekan akan terjadi efisiensi yang semakin besar sehubungan dengan peningkatan mutu, sebaliknya pada komponen unsur tarik akan terjadi efisiensi biaya yang semakin kecil sehubungan dengan peningkatan mutu beton.
7. Dengan berbagai pertimbangan, kalau dikehendaki pemakaian satu jenis mutu baik mutu beton maupun mutu baja pada berbagai komponen struktur ruko tiga pintu berlantai tiga ini, didapat mutu optimum pada mutu beton K-350 dengan total biaya struktur sebesar Rp. 589.625.884,46 untuk mutu baja U-24, mutu beton K-350 dengan total biaya sebesar Rp. 532.052.421,45untuk mutu baja
U-32 dan mutu beton K-400 dengan total biaya sebesar Rp. 514.257.580,99 untuk mutu baja U-39.
KESIMPULAN
4.1 Kesimpulan
Dalam pemahaman teori maka dapat diambil kesimpulan :
1. Kuat tekan beton dengan menggunakan abu sekam padi, lebih tinggi
dari beton normal, dengan kadar komposisi abu sekam padi 5% - 10%.
2. Penggunaan abu sekam padi lebih dari 10% akan mengakibatkan
3. Abu sekam padi dapat dipergunakan sebagai campuran untuk
pengganti semen dalam pembuatan beton.
4. Pemanfaatan abu sekam padi pada pembuatan beton, akan
menghasilkan beton yang lebih kuat dan ekonomis.
DAFTAR PUSTAKA
Daryanto, 1994, Pengetahuan Teknik Bangunan, Penerbit Rineka Cipta,
Jakarta.
Gunawan, Margaret, (2000), Konstruksi Beton I, Penerbit Delta Teknik
I Made alit Karyawan Alin, Perbandingan Kuat Tekan dan Permeabilitas
Beton Yang Menggunakan Semen Portland Pozzolan dengan Yang
Menggunakan Semen Portland Tipe I, 2007.
Kadiyono, L.J, & Brook K.M, 1991, Bahan dan Praktek Beton,
Terjemahan Oleh Stephanus Hindarko, Erlangga, Jakarta.
S. Timosenko, 1990, Dasar – Dasar perhitungan kekuatan Bahan,
Terjemahan oleh Gulo D.H, Penerbit Restu Agung, Jakarta.
