commit to user
6 BAB II
KAJIAN PUSTAKA
A. Kajian teori dan hasil penelitian yang relevan.
1. Kajian teori
a. Beton
Beton adalah pencampuran dari pasir sebagai agregat halus, kerikil sebagai
agregat kasar dan semen (PC) sebagai bahan pengikat hidrolis bila dicampur
dengan air. “Beton adalah campuran antara semen Portland atau semen hidraulik
yang lain, agregat halus, agregat kasar dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan
yang membuat masa padat”. (SK SNI 03-2847-2002).
Beton adalah suatu bahan bahan bangunan dan konstruksi, yang
sifatsifatnya dapat ditentukan lebih dahulu dengan mengadakan perencanaan dan
pengawasan yang teliti terhadap bahan-bahan yang dipilih. Bahan-bahan pilihan
itu adalah, ikatan keras, yang ditimbulkan oleh reaksi kimia antara semen dan air,
serta agregat dimana semen yang mengeras itu beradhesi dengan baik maupun
kurang baik. Agregat itu berupa kerikil, batu pecah, sisa-sisa bahan mentah
tambang, agregat ringan buatan, pasir atau bahan sejenisnya. (L.J.Murdock,
1999:2)
Beton merupakan suatu bahan komposit (campuran) dari beberapa
material, yang bahan utamanya terdiri dari medium campuran antara semen,
agregat halus, agregat kasar, air serta bahan tambahan lain dengan perbandingan
tertentu. Karena beton merupakan komposit, maka kualitas beton sangat
tergantung darikualitas masing-masingmaterial pembentuk.(Tjokrodimulyo,1992).
Beton merupakan salah satu bahan konstruksi yang telah umum digunakan
untuk bangunan gedung, jembatan, jalan, dan lain-lain. Beton merupakan satu
kesatuan yang homogen. Beton terdiri dari campuran agregat halus dan agregat
kasar (pasir, kerikil, batu pecah, atau jenis agregat lain), dengan semen, yang
dipersatukan oleh air dalam perbandingan tertentu ( Wuryati S.& Candra R,
commit to user
7
Ketika semen dan air dicampur, partikel-partikel semen
cenderungberkumpul menjadi gumpalan yang dikenal sebagai gumpalan
semen.Penggumpalan mencegah pencampuran antara semen dan air yang
menghasilkankehilangan kemampuan kerja (loss of workability) dari campuran
betonsebagaimana hal tersebut mencegah campuran hidrasi yang sempurna. Ini
berartibahwa pengurangan kekuatan potensial penuh dari pasta semen akan
ditingaktkan. Pada beberapa kejadian dalam 28 hari perawatan hanya 50%
kandungan semensudah terhidrasi. (Smith dan Andreas, 1989).
Menurut SK SNI S-04-1989-F ( Spesifikasi Bahan Bangunan Bagian A),
agregat halus untuk bahan bangunan sebaiknya dipilih yang memenuhi
persyaratan sebagai berikut:
1) Butir-butir tajam, dankeras dengan indeks kekerasan 㑸2,2 %
2) Kekal, tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca (terik matahari dan hujan).
Jika diuji dengan larutan garam Natrium Sulfat bagian yang hancur maksmum
12 persen, jika dengan garam Magnesium Sulfat maksimum 18 persen.
3) Tidak mengandung lumpur ( butiran halus yang lewat ayakan 0,06 mm) lebih
dari 5 persen.
4) Tidak mengandung zat organic terlalu banyak, yang dibuktikan dengan
percobaan warna dengan larutan 3% NaOH, yaitu warna cairan diatas endapan
agregat halus tidak boleh gelap daripada warna standar atau pembanding.
5) Modulus halus butir antara 1,50 – 3,80 dan dengan variasi butir sesuai standar
gradasi.
6) Khusus untuk beton dengan tingkat keawaten tinggi, agregat halus harus tidak
reaktif terhadap alkali
7) Agregat halus dari laut atau pantai, boleh dipakai asalkan dengan petunjuk dari
lembaga pemeriksaan bahan – bahan yang diakui.
Menurut Nugraha dan Antoni (2007), kegunaan agregat halus adalah:
a. Mengisi ruang antara butir agregat kasar.
b. Memberikan kelecakan.
Jika agregat halus terlalu banyak:
commit to user
8
2. Kebutuhan air bertambah untuk slump (kelecakan) yang disyaratkan.
3. Adanya hubungan antara gradasi agregat halus dan pendarahan pada beton.
b. Beton Ringan
Menurut Neville dan Brooks (1987) beton ringan dapat dibagi menjadi tiga
kategori, yaitu :
1) Beton ringan struktur (Struktural Lightweight Concrete).
Beton ini memiliki kuat tekan minimum pada umur beton 28 hari tidak kurang
dari 17 MPa (2500 psi). Berat jenis beton ini tidak lebih dari 1840 kg/m3 dan
biasanya terletak antara 1400 kg/m3 – 1840 kg/m3.
2) Beton ringan untuk pasangan batu (Masonry Concrete).
Beton ini memiliki berat jenis antara 500 kg/m3 - 800 kg/m3 dan kuat tekan antara
7 MPa – 14 MPa (1000 psi – 2000 psi).
3) Beton ringan penahan panas (Insula ting Concrete).
Beton ini memiliki koefisien hantar panas kurang dari 0,3 J/m2s 8C/m dengan
berat jenis beton kurang dari 800 kg/m3 dan kuat tekan beton antara 0,7 MPa – 7
MPa (100 psi – 1000 psi).
Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk mendapatkan beton ringan
antara lain (Tjokrodimuljo, 1996).
1) Dengan membuat gelembung-gelembung gas/udara dalam adukan semen.
Dengan demikian akan terjadi banyak pori-pori udara di dalam betonnya. Bubuk
alumunium yang ditambahkan ke dalam semen akan menimbulkan
gelembung-gelembung udara.
2) Dengan menggunakan agregat ringan, misalnya tanah liat bakar, batu apung.
Dengan demikian beton yang dihasilkan akan lebih ringan daripada beton biasa.
3) Pembuatan beton dengan tanpa butir-butir agregat halus.
Dengan demikian beton ini disebut “ beton non pasir” dan hanya dibuat dari
semen dan agregat saja (butir maksimum agregat kasar sebesar 20 mm atau 10
commit to user
9 c. Sifat beton ringan
Beton ringan (Gambhir,1986) mempunyai sifat-sifat positif sebagai berikut:
1) Ringan, berat jenis beton biasa sekitar 2300 kg/m3, adapun berat jenis beton
ringan dari 300 kg/m3 sampai 1200 kg/m3. Beton yang sangat ringan biasanya
baik dipakai untuk bahan isolasi, adapun beton tidak begitu ringan dapat
digunakan untuk struktur ringan.
2) Tidak menghantarkan panas, beton ringan mempunyai nilai isolasi sebesar 3
sampai 6 kali bata dan sekitar 10 kali beton biasa. Dinding tembok tebal 200 mm
yang terbuat dari beton ringan dengan berat jenis 800 kg/m3 mempunyai tingkat
isolasi sama dengan dinding bata tebal 400 mm yang berta jenisnya 1600 kg/m3.
3) Tahan api, beton ringan mempunyai sifat yang baik sekali dalam menahan
kebakaran, sifatnya yang tidak baik dalam menghantarkan panas membuat beton
ringan itu amat baik untuk melindungi bagian struktur dari pengaruh api.
4) Mudah dikerjakan, beton ringan dapat dengan mudah digergaji, dipotong atau
dipaku, oleh karena itu beton ringan mudah dibuat, perbaikan setempat juga
mudah dilakukan tanpa merusak bagin lain yang tidak diperbaiki.
5) Keawetan, karena beton ringan biasanya bersifat tidak kedap air maka beton ini
tidak dapat mencegah terjadinya karat pada baja tulangannya sebagainya terjadi
pada beton biasa oleh karena itu maka baja tulangan yang dipakai perlu diberi
lapisan khusus untuk mencegah terjadinya korosi.
6) Harga murah karena beratnya ringan dan nilai banding antara kuat tekan dan berat
jenisnya kecil, pemakaian beton jenis ini akan membuat pemakaian baja tulangan
yang sedikit.
d. Styrofoam
Styrofoa m terbuat dari bahan utama polysterene yaitu bahan plastik yang
cukup kuat, yang disusun oleh erethylene dan benzene. Bahan ini diproses secara
injeksi ke dalam sebuah cetakan dengan tekanan tinggi dan dipanaskan pada suhu
tertentu dan waktu tertentu. Akhir abad 19, apoteker Jerman bernama Eduard
Simon menemukan senyawa polysterene. Ia mengisolasi bahan itu dari bahan
commit to user
10
menjadi bahan plastic polimer dan menjadi tonggak perkembangan styrofoa m
(Zainal Abidin, 2004: 1-2).
Mr. Cho dari Korea dalam Seminar Inovasi Bahan Bangunan di Semarang
16 Maret 2004, dimana ia membawakan makalah dengan judul Memperkenalkan
Styrofoa m Sebagai Bahan Bangunan Untuk Interior dan Exterior, Sistem
Wa terproofing Untuk Gedung, dan Penggunaan Breksi Batu Apung Pada
Campuran Beton, berpendapat bahwa,” Styrofoa m adalah hasil bahan olahan dari
polyester yang berupa butiran sintetik yang saling rekat yang mempunyai sifat
tidak bisa tenggelam dan mampu menahan suhu ruangan lebih lama.”
e. Beton Ringan Styrofoam
Sambodo.“Penggunaa n Styrofoa m untuk Beton Ringan denga n Kandungan Semen 350 kg/m3” (1999), meneliti penggunaan styrofoa m untuk beton ringan
dengan kandungan semen 350 kg/m3. Pengujian ini dilakukan untuk 3 buah
silinder setiap variasi adukan pada saat berumur 28 hari. Variasi styrofoa m yang
digunakan adalah 0 %, 20 %, 40 %, 60 %, 80 %, 100 % dari total pasir.
Persyaratan untuk beton ringan struktural yaitu mempunyai berat jenis
antara 1440-1840 kg/m3 dan kuat tekannya > 17 Mpa.
Taufiq Lilo A.S. dan AG.Tamrin. ”Ma teria l Beton Struktur Da ri Beton
Ringan Styrofoa m”(2006), meneliti tentang penggunaan styrofoam untuk
menggantikan sebagian dari agregat kasar dalam campuran adukan beton ringan
struktural dan didapatkan hasil bahwa beton ringan struktur dengan berat jenis
paling kecil dan masih memenuhi syarat kuat tekan beton ringan struktur adalah
1887.24 kg/m³ dengan kuat tekan 18.59 MPa pada variasi 20% styrofoa m
pengganti agregat kasar untuk kuat tekan rencana 20 MPa.
Ernawati Sri S. dan Taufiq Lilo A.S. “Penga ruh Fa ktor Bentuk Styrofoa m
Terhadap Kuat Teka n da n Berat Jenis Beton Ringan Struktura l” (2007), meneliti
tentang pengaruh faktor bentuk styrofoa m terhadap kuat tekan dan berat jenis
beton ringan struktural. Dan diperoleh hasil bahwa faktor bentuk styrofoa m tidak
commit to user
11
segitiga, segiempat maupun tak beraturan akan memberikan kuat tekan dan berat
jenis yang tidak jauh berbeda.
f. Abu Terbang (F lyash)
Flya shmerupakan pozolan, yaitu bahan alam atau buatan yang sebagian
besar terdiri dari unsur-unsur silikat dan aluminat yang reaktif (PUBI-1982).
Pozolan sendiri tidak memiliki sifat semen, tetapi dalam keadaan halus (lolos
ayakan 0,21 mm) bereaksi dengan air dan kapur padam pada suhu normal (24-27
ºC) menjadi suatu massa padat yang tidak larut dalam air.
Dalam SK SNI S-15-1990-F, Spesifikasi Abu Terbang Sebagai Bahan
Tambahan untuk Campuran Beton disebutkan ada 3 jenis abu terbang, yaitu :
1) Abu terbang kelas F, ialah abu terbang yang dihasilkan dari pembakaran batubara
jenis a nthra cite pada suhu 1560 ºC, abu terbang ini mempunyai sifat-sifat semen
dengan kadar kapur dibawah 10%.
2) Abu terbang kelas N, ialah hasil kalsinasi dari pozolan alam, misalnya diatomic,
shole, tuft dan batu apung.
3) Abu terbang kelas C,ialah abu terbang yang dihasilkan dari pembakaran lignite
atau batubara dengan kadar karbon sekitar 60%, abu terbang ini mempunyai
sifat-sifat semen dengan kadar kapur diatas 10%.
Komposisi kimia masing-masing jenis abu terbang sedikit berbeda
dengan komposisi kimia semen. Tabel 2.4 berikut ini menjelaskan komposisi
kimia abu terbang dan semen menurut Ratmaya Urip (2003).
commit to user
12
g. Bahan Penyusun Beton
Gambar pembuat beton disajikan pada gambar 1 berikut:
Unsur terurai: Matriks komposit:
Semen
(Sumber: Nugraha dan Antoni, 2007: 2)
Gambar2.1. Pembuat Beton
Bahan yang digunakan dalam pembuatan campuran beton pada
umumnya adalah:
1) Portland Cement (PC)
Semen portland ialah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara
menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silikat – silikat kalsium yang
bersifat hidrolis, dan gips sebagai bahan pembantu (Tjokrodimuljo,2004).
Menurut ASTM C-150,1985, semen portland didefinisikan sebagai
semen hidrolik yang dihasilkan dengan menggiling klinker yang terdiri dari
kalsium silikat hidrolik, yang umumnya mengandung satu atau lebih bentuk
kalsium sulfat sebagai bahan tambah yang digiling bersama – sama dengan bahan
utamanya.
Roosseno (1954) menyatakan semen terbentuk oleh 1,7 ukuran – berat
calcium – oxyde (CaO) dan 1 ukuran – berat campuran Siliciumoxyde (SiO컠) +
tanah tawas (aluinaarde) AlDO컠 + Ferrioxyde FeDO컠, perbandingan
�ir
r蒨�e r 蒨 r mempengaruhi kualitas semen.
Tjokrodimuljo (2004) menyatakan bahan dasar semen portland terdiri
commit to user
13
sebagaimana dapat dilihat dalam tabel 2.3. Oksida – oksida tersebut berinteraksi
satu sama lain untuk membentuk serangkaian produk yang lebih komplek selama
proses peleburan.
Tabel 2 . 2 . Susunan unsur semen portland
Oksida Persen (Sumber: Tjokrodimuljo, 2004: II – 2)
Terdapat empat senyawa penting dalam semen. Menurut Tjokrodimuljo
(2004), keempat senyawa tersebut adalah :
· Trikalsium silikat (C컠S) atau 3CaO.SiOD
· Dikalsium silikat (CDS) atau 2CaO.SiOD
· Trikalsium Aluminat (C컠A) atau 2CaO.AlDO컠
· Tetrakalsium aluminoferit (C娨AF) atau 4CaO.AlDO컠.FeDO컠
Menurut Tjokrodimuljo (2004 : II.8), sesuai dengan tujuan pemakaiannya, Semen Portland di Indonesia (Spesifikasi Bahan Bangunan Bagian A, Bahan
Bangunan Bukan Logam, SK SNI – S – 04 – 1989 – F), dibagi 5 jenis, yaitu :
(1) Jenis I
Semen Portland untuk kontruksi umum, yang tidak memerlukan persyaratan – persyratan khusus seperti yang disyaratkan pada jenis – jenis lain.
(2) Jenis II
Semen Portland untuk konstruksi yang agak tahan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang.
(3)Jenis III
Semen Portland untuk kontruksi dengan syarat kekuatan awal tinggi. (4) Jenis IV
Semen Portland kontruksi dengan syarat panas hidrasi rendah. (5) Jenis V
commit to user
14
Tabel 2 . 3. Reaksi hidrasi senyawa semen
Senyawa yang bereaksi Komponen yang dihasilkan
Trikalsium silikat + air
Gel Tobermorit + Kalsium Hidroksida
Dikalsium silikat + air Gel Tobermorit + Kalsium Hidroksida
Tetrakalsium Aluminoferrit + Air + Kalsium Hiroksida
Kalsium Aluminoferrit Hidrat
Tetrakalsium Aluminat + Air + Kalsium Hiroksida
Tetrakalsium Aluminat Hidrat
Tetrakalsium Aluminat + Air + Gypsum
Kalsium Monosulfoaluminate
(Sumber: Nugraha dan Antoni, 2007: 34)
Waktu pencampuran semen dan air sampai saat kehilangan
sifat keplastisannya disebut waktu ikatan awal, sedangkan waktu
sampai mencapai pastanya menjadi massa yang keras disebut waktu
ikatan akhir. Pada semen portland biasa, waktu ikatan awal tidak
boleh kurang dari 60 menit, dan waktu ikatan akhir tidak boleh kurang
dari 480 menit . Pengertian waktu ikatan awal merupakan hal penting
pada pekerjaan beton. Waktu ikatan awal yang cukup lama diperlukan
untuk memberi peluang pembuat beton mengerjakan proses
pembuatan beton, yaitu waktu untuk: pengadukan, transportasi,
penuangan, pemadatan, dan perataan permukaan. Proses ikatan ini
disertai perubahan temperatur. Temperatur naik dengan cepat dari
ikatan awal dan mencapai puncaknya pada waktu berakhirnya ikatan
akhir (Tjokrodimuljo, 2004).
2) Air
Murdock dan Brook (1986) berpendapat di dalam campuran
beton, air mempunyai dua buah fungsi, yang pertama untuk
memungkinkan reaksi kimia yang menyebakan pengikatan dan
berlangsungnya pengerasan, dan yang kedua, sebagai pelincir
commit to user
15
Untuk bereaksi dengan semen Portland, air yang diperlukan
hanya sekitar 25 – 30 persen saja dari berat semen, namun dalam
kenyataannya jika nilai faktor air semen (berat air dibagi berat semen)
kurang dari 0,35 adukan beton sulit dikerjakan, sehingga umumnya
nilai faktor air semen lebih dari 0,40 (berarti terdapat kelebihan air
yang tidak bereaksi dengan semen). Kelebihan air ini digunakan untuk
pelumas maka adukan beton makin mudah dikerjakan. Akan tetapi
perlu dicatat bahwa jumlah air untuk pelumas ini tidak boleh terlalu
banyak karena dapat mengakibatkan keropos sehingga kekuatannya
akan rendah (Tjokrodimuljo, 2004).
Air sebagai bahan bangunan sebaiknya memenuhi syarat
sebagai berikut (Standar SK SNI S-04-1989-F, Spesifikasi Bahan
Bangunan Bagian A):
(a) air harus bersih.
(b) tidak mengandung lumpur, minyak dan benda melayang lainnya, yang dapat dilihat secara visual. Benda – benda tersuspensi ini tidak boleh lebih dari 2 gram perliter. (c) tidak mengandung garam – garam yang dapat larut dan
dapat merusak beton (asam, zat organik, dan sebagainya) lebih dari 15 gram / liter.
(d) tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram / liter. Khusus untuk beton prategang kandungan klorida tidak boleh lebih dari 15 gram / liter.
(e) tidak mengandung senyawa sulfat (sebagai SO컠) lebih
dari 1 gram / liter.
3) Agregat
Agregat adalah butiran mineral yang berfungsi sebagai bahan
pengisi dalam campuran mortar atau beton. Agregat ini kira – kira
menempati sebanyak 70 % volume mortar atau beton. Walaupun
namanya hanya sebagai bahan pengisi, tetapi agregat sangat
berpengaruh terhadap sifat mortar/betonnya, sehingga pemilihan
agregat adalah suatu bagian penting dalam pembuatan
commit to user
16
Mengingat bahwa agregat menempati 70 – 75 % dari total
volume beton maka kualitas agregat sangat berpengaruh terhadap
kualitas beton. Dengan agregat yang baik, beton dapat dikerjakan
(worka ble), kuat, tahan lama (dura ble) dan ekonomis (Nugraha dan
Antoni, 2007).
Tabel 2 . 4. Pengaruh sifat agregat pada sifat beton
Sifat Agregat Pengaruh
pada
Sifat Beton
Bentuk, Tekstur, gradasi Beton cair Kelecakan,pengikatan dan pengerasan Sifat fisik,sifat kimia, mineral Beton keras Kekuatan, kekerasan,
ketahanan (Sumber: Nugraha dan Antoni, 2007: 44)
Sifat yang paling penting dari agregat ialah kekuatan hancur
dan ketahanan terhadap benturan, yang dapat mempengaruhi
ikatannya dengan pasta semen, porositas dan karakteristik
penyerapan air yang mempengaruhi daya tahan terhadap proses
pembekuan waktu musim dingin dan agresi kimia, serta ketahanan
terhadap penyusutan (Murdock dan Brook, 1986:27).
Agregat yang digunakan dalam campuran beton biasanya
berukuran lebih kecil dari 40 mm. Agregat yang ukurannya lebih
besar dari 40 mm digunakan untuk pekerjaan sipil lainnya
(Mulyono, 2003).
Berdasarkan ukuran butirannya, agregat dibagi menjadi dua,
yaitu agregat halus dan agregat kasar.
(a) Agregat kasar
Agregat kasar yaitu batuan yang ukuran butirannya
lebih besar dari 4,8 mm (4,75 mm). Agregat yang ukuran butirannya
lebih besar dari 4,8 mm, dibagi lagi menjadi dua: yang berdiameter
di antara 4,8 – 40 mm disebut kerikil beton, dan yang lebih dari 40
commit to user
17
Menurut SK SNI S-04-1989-F (Spesifikasi Bahan
Bangunan Bagian A), agregat kasar untuk bahan bangunan
sebaiknya dipilih yang memenuhi persyaratan sebagai berikut:
(1) Butir – butirnya keras dan tidak berpori. Indeks kekerasan
㑸 5 persen (diuji dengan goresan batang tembaga). Bila diuji dengan bejana Rudeloff atau Los Angeles seperti 2. 2. (2) Kekal, tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca (terik
matahari dan hujan). Jika diuji dengan larutan garam Natrium Sulfat bagian yang hancur maksimum 20 persen, jika dengan garam Magnesium Sulfat maksimum 18 persen. (3) Tidak mengandung lumpur (butiran halus yang lewat
ayakan 0,06 mm) lebih dari 1 persen.
(4) Tidak boleh mengandung zat – zat yang reaktif terhadap alkali.
(5) Butiran agregat yang pipih dan panjang tidak boleh lebih dari 20 persen.
(6) Modulus halus butir antara 6 – 7, 10 dan dengan variasi butir sesuai dengan standar gradasi.
(7) Ukuran butir maksimum tidak boleh melebihi dari: 1/5 jarak terkecil antara bidang – bidang samping cetakan, 1/3 tebal plat beton, ¾ jarak bersih antar tulangan atau berkas tulangan.
Tabel 2 . 5. Persyaratan kekerasan / kekuatan agregat kasar untuk beton normal
Kelas dan mutu beton
Bejana Rudeloff Maksimum bagian yang hancur, menembus ayakan 2
mm (persen)
commit to user
18
(b) Agregat halus
Menurut Mulyono (2003: 82), “Agregat halus ialah
agregat yang semua butirnya menembus ayakan berlubang 4,8
mm (SII.0052, 1980) atau 4,75 mm (ASTM C33, 1982) atau
5mm (BS.812, 1976)”.
Pasir alam terbentuk dari pecahan batu karena beberapa
sebab. Pasir dapat diperoleh dari dalam tanah, pada dasar sungai
atau tepi laut. Oleh karena itu pasir digolongkan menjadi 3
macam yaitu:
(1) Pasir galian
Pasir golongan ini diperoleh langsung dari permukaan
tanah atau dengan cara menggali terlebih dahulu. Pasir ini
biasanya tajam bersudut, berpori dan bebas dari
kandungan garam.
(2) Pasir sungai
Pasir ini diperoleh langsung dari dasar sungai yang pada
umumnya berbutir halus dan bulat – bulat akibat proses
gesekan.
(3) Pasir pantai
Pasir pantai adalah pasir yang diambil dari pintai,
butirannya halus dan bulat karena gesekan. Pasir ini
merupakan jenis pasir yang paling jelek dibandingkan
pasir galian dan pasir sungai. Apabila dibuat beton maka
harus dicuci terlebih dahulu dengan air tawar karena pasir
ini banyak mengandung garam – garaman. Garam –
garaman dalam pasir ini akan menyerap banyak
kandungan air di udara dan pasir ini selalu agak basah,
juga menyebabkan pengembangan volume pasir bila sudah
commit to user
19
h. Kuat Tekan Beton
Kekuatan beton adalah kemampuan beton untuk menerima gaya tekan
persatuan luas. Dalam beton terdapat tegangan tarik yang kecil, diasumsikan
bahwa semua tegangan tekan didukung oleh beton tersebut. Penentuan
kekuatan tekan dapat dilakukan dengan menggunakan alat uji tekan dan
benda uji berbentuk silinder dengan prosedur uji ASTM C-39 atau kubus
dengan prosedur BS-1881 Part 115;116 pada umur 28 hari (Mulyono,2003).
Menurut Tjokrodimuljo (2004: VIII-6), sifat utama dari beton adalah
sangat kuat jika menerima beban tekan, maka mutu beton pada umumnya
hanya ditinjau terhadap kuat tekan beton tersebut.
Berdasarkan kuat tekannya beton dapat dibagi menjadi beberapa
jenis:
Tabel 2 .6 . Beberapa jenis beton menurut kuat tekannya
Jenis beton Kuat Tekan (Mpa)
Beton sederhana (plain concrete) Sampai 10 MPa
Beton normal (beton biasa) 15 – 30 MPa
Beton pra tegang 30 – 40 MPa
Beton kuat tekan tinggi 40 – 80 MPa
Beton kuat tekan sangat tinggi >80 MPa
(Sumber: Tjokrodimuljo, 2004: VIII – 1)
Benda uji silinder ditekan dengan mesin uji tekan sampai pecah.
Beban tekan maksimum yang memecahkan itu dibagi dengan luas
penampang kubus atau luas penampang silinder diperoleh nilai kuat tekan
beton. Nilai kuat tekan dinyatakan dalam MPa. Dari hasil – hasil percobaan
diperoleh bahwa karena pengaruh bentuknya maka kuat tekan beton dengan
uji silinder menghasilkan kuat tekan sekitar 83% daripada dengan benda uji
kubus. Umumnya hasil uji contoh beton dengan bentuk silinder
mendapatkan hasil yang lebih seragam (perbedaan antar benda uji kecil)
commit to user
20
berada dengan standar tersebut, maka hasil uji kuat tekannya berbeda,
sehingga harus dikalikan dengan faktor pengali.
Pencatatan yang dilakukan saat pengujian kuat tekan adalah
besarnya beban P pada saat silinder beton hancur. Besarnya tegangan hancur
pada benda uji silinder digunakan rumus:
dimana: fc’ = kuat tekan beton benda uji silinder (MPa)
P = beban tekan max (N)
A = luas permukaan benda uji silinder (mm2)
Faktor – faktor yang mempengaruhi kuat tekan beton adalah :
1) Umur beton
Kuat tekan beton bertambah tinggi dengan bertambahnya
umur. Yang dimaksudkan umur disini dihitung sejak beton dicetak.
Laju kenaikan kuat tekan beton mula – mula cepat, lama – lama laju
kenaikan itu semakin lambat dan laju kenaikan tersebut menjadi relatif
sangat kecil setelah berumur 28 hari, sehingga secara umum dianggap
tidak naik lagi setelah berumur 28 hari.
Tabel 2.7. Rasio beton pada berbagai umur (PBI 1971,NI2)
Umur beton (hari) 3 7 14 21 28 90 365
Semen Portland Biasa 0,40 0,65 0,88 0,95 1,00 1,20 1,35
Semen Portland dengan kekuatan awal yang tinggi
0,55 0,75 0,90 0,95 1,00 1,15 1,20
(Sumber: Tjokrodimuljo, 2004: VIII-3)
Tabel 2.8. Rasio kuat tekan beton pada berbagai umur
Umur Beton (hari) 3 7 14 21 28 90
Kuat tekan beton (suhu sekitar 28°C)
0,49 0,68 0,84 0,93 1,00 1,27
(Sumber: Tjokrodimuljo, 2004: VIII-3) fc’=
튐 ...(N / mm
2
commit to user
21
2) Faktor air – semen
Faktor air – semen (f. a. s) ialah perbandingan berat antara air dan semen
portland didalam campuran adukan beton. Dalam praktek, nilai faktor air – semen
berkisar antara 0,40 dan 0,60. Hubungan antara faktor air – semen dan kuat tekan
beton secara umum dapat ditulis menurut Duff Abrams (1991, dalam shetty,
1997) sebagai berikut
Dengan : fc = kuat tekan beton
X = perbandingan volume antara air dan semen A,B = konstanta
Gambar 2.2. Pengaruh faktor air semen terhadap kuat tekan beton (Shetty, 1997)
(Sumber: Tjokrodimuljo, 2004: VIII-4)
3) Kepadatan beton
Kekuatan beton berkurang jika kepadatan beton berkurang. Beton yang
kurang padat berarti berisi rongga sehingga kuat tekannya berkurang
(Tjokrodimuljo, 2004).
4) Jumlah pasta semen
Pasta semen dalam beton berfungsi untuk merekatkan butir – butir agregat.
Pasta semen akan berfungsi secara maksimal jika seluruh pori antar butir – butir
agregat terisi penuh dengan pasta semen, seluruh permukaan butir agregat
terselimuti pasta semen. Jika pasta semen sedikit maka tidak cukup untuk mengisi
pori – pori antar butir agregat dan tidak seluruh permukaan butir agregat
Fc=
�Beton tidak padat
Beton padat
commit to user
22
terselimuti oleh pasta semen, sehingga rekatan antar butir kurang kuat, dan
berakibat kuat tekan beton lebih didominasi oleh pasta semen, bukan agregat.
Karena umumnya kuat tekan pasta semen lebih rendah daripada agregat, maka
jika terlalu banyak pasta semen kuat tekan beton menjadi lebih rendah.
Kuat tekan beton (Mpa)
.
Jumlah semen permeter kubik beton, kg
Gambar 2.3. Pengaruh jumlah semen terhadap kuat tekan beton
padafaktor air – semen sama (Tjokrodimuljo, 1993)
Sumber : (Tjokrodimuljo, 2004: VIII-5)
5) Jenis semen
Semen portland untuk pembuatan beton terdiri dari beberapa jenis,
sebagaimana dapat dilihat pada Bab II. Masing – masing jenis semen Portland
(termasuk Semen Portland Pozolan) mempunyai sifat tertentu. Misalnya cepat
mengeras, dan sebagainya, sehingga mempengaruhi pula terhadap kuat tekan
betonnya.
6) Sifat agregat
Beberapa sifat agregat yang mempengaruhi kekuatan beton, yaitu:
(a) Kekasaran permukaan, karena permukaan agregat yang kasar dan
tidak licin membuat rekatan antara permukaan agregat dan pasta semen lebih kuat
daripada permukaan agregat yang halus dan licin
250 35
30 20
300 350 400
commit to user
23
(b) Bentuk agregat, karaena bentuk agregat yang bersudut misalnya
pada batu pecah, membuat butir – butir agregat itu sendiri saling mengunci dan
sulit digeserkan, berbeda dengan batu kerikil yang bulat. Oleh karena itu maka
beton yang dibuat dari batu pecah lebih kuat daripada beton yang dibuat dari
kerikil.
Kuat tekan agregat, Karena sekitar 70 persen volume beton terisi oleh
agregat, sehingga kuat tekan beton didominasi oleh kuat tekan agregat. Jika
agregat yang dipakai mempunyai kuat tekan rendah akan diperoleh beton yang
kuat tekannya rendah pula.
i. Berat jenis beton
Berat jenis (dalil Archimides) ialah suatu ukuran untuk menentukan apakah
suatu benda tenggelam, melayang, ataukah mengapung bila dimasukkan ke dalam
air.
Bila berat jenis benda lebih besar dari berat jenis air, maka benda itu akan
tenggelam. Bila berat jenis benda lebih kecil dari berat jenis air, maka benda itu
akan terapung. Dan bila berat jenis benda sama dengan berat jenis air, maka benda
itu akan melayang.
Berat jenis adalah perbandingan relatif antara massa jenis sebuah zat dengan
massa jenis air murni. Air murni bermassa jenis 1 g/cm³ atau 1000 kg/m³. Berat
jenis tidak mempunyai satuan atau dimensi.(http://id.wikipedia.org/wiki/Berat_jenis).
Dalam hal struktural ada beberapa istilah mengenai berat jenis yang dipakai pada
agregat :
1) Berat Jenis Absolut, yaitu perbandingan antara berat suatu massa
yangmasif terhadap berat air murni pada volume yang sama.
2) Berat Jenis nyata, yaitu berat yang dibandingkan adalah
beratkeseluruhan agregat (termasuk volume pori yang tidak tembus
air).
3) Berat jenis pada kondisi kering permukaan (Saturated Surfa ce
commit to user
24
keringpermukaan (volume benda termasuk volume pori-pori yang
tidak tembus air).
4) Berat Jenis pada kondisi kering, yaitu berat yang dibandingkan
dalamkondisi kering (termasuk volume pori yang tembus ataupun
tidak tembus air)
b. Hasil Penelitian yang relevan
Suharwanto, Pengguna an Abu Terba ng (Flya sh) da la m Beton, Prosiding
Ma ga ng Intensif Beton,(2000). Menyatakan bahwa dalam proses hidrasi, air
dalam campuran beton segar akan mengikat Dikalsium Silikat (C2S) dan
Trikalsium Silikat (C3S) yang kemudian menjadi Kalsium Silikat hidrat gel
(3CaO.2SiO2.3H2O atau CSH) dan membebaskan Kalsium Hidroksida (Ca(OH)2).
Tambahan abu terbang yang mengandung silica (SiO2) akan bereaksi dengan
Ca(OH)2 yang dibebaskan dari proses hidrasi dan akan membentuk CSH kembali,
sehingga beton yang dibentuknya akan lebih padat dan kuat atau mutunya
bertambah. Reaksi ini sering disebut reaksi sekunder dan reaksi ini berjalan lebih
lambat dan berlaku lebih lama, sehingga mutu beton diatas umur 28 hari masih
dapat meningkat.
Ernawati S. Dan Anis R.Tinjauan Pena mba han Aditif Minera l Abu
Terba ng Terha da p Keta ha na n Beton Pa da Lingkungan Agresi Sulfa, (2009).
Menyatakan bahwa penambahan abu terbang kedalam adukan beton akan
meningkatkan kuat tekan beton. Pada penambahan abu terbang 20% dari berat
semen kuat tekan beton naik sebesar 23,39%. Untuk penambahan abu terbang
30% dan 40%, peningkatan kuat tekan beton masing-masing adalah 21,54 % dan
0,31%. Sedangkan persentase penambahan abu terbang yang optimum yaitu
sebesar 23,46%. Setelah tercapai nilai optimum, penambahan abu terbang ke
dalam adukan beton mengakibatkan nilai kuat tekannya menurun, akan tetapi
commit to user
25
B. Kerangka berpikir.
Beton merupakan bahan bangunan yang sering digunakan oleh masyarakat
sebagai pilihan utama satu konstruksi. Kuat tekan yang besar, menjadi satu alasan
masyarakat untuk memilih bahan ini. Namun, beton juga mengalami kekurangan
yaitu berat jenis yang relatif besar (2400 kg/m3). Hal ini menjadi salah satu
penghambat dalam sebuah konstruksi dan juga kurang bagus jika dipakai di
daerah dengan intensitas gempa yang cukup tinggi seperti Indonesia.
Styrofoa m atau Foa med Polysterene (FPS) yang ringan dan praktis ini
masuk dalam kategori jenis plastik. Styrofoa m dibuat dari monoer stirena melalui
polimerisasi suspensi pada tekanan dan suhu tertentu, selanjutnya dilakukan
pemanasan untuk pelunakkan resin dan menguapkan sisa bowling agen. Bahan
dasar yang digunakan adalah 90-95% polysterene dan 5-10% gas seperti n-butana
dan n-pentana. Jika bisa diasumsikan sebagai bahan substitusi pengganti agregat
kasar (split). Sehingga volume penggunaan agregat kasar rendah maka kuat tekan
beton menjadi rendah pula.
Kelemahan beton agregat styrofoa m ini, bisa dengan penambahan flya sh.
Fly-a sh adalah limbah pembakaran batu bara yang mempunyai sifat pozzola nic.
Dengan menambahkan flya sh pada campuran adukan beton dengan persentase
tertentu akan meningkatkan kuat tekan beton dan beton lebih kedap air. Selain itu
pemakaian flya sh juga mengurangi penggunaan jumlah semen dalam campuran
beton, yang pada akhirnya akan mengurangi biaya pembuatan beton. Fly-a sh
dapat mengisi rongga-rongga yang terbentuk dari hasil ikatan antara semen dan
air. Kondisi ini nantinya akan mampu memperbaiki kelemahan dari beton agregat
styrofoa m yang memiliki kuat tekan yang berkurang, sehingga kelemahan tersebut
dapat teratasi. Pada akhirnya akan diperoleh beton dengan berat jenis yang ringan
namun memiliki kuat tekan yang tinggi. Secara garis besar, kerangka berfikir
commit to user
26
Gambar 2.4. Paradigma ganda dengan dua variable
(Sumber : http://diditnote.blogspot.com/2013/05/pa ra digma -penelitia n.html) Keterangan :
X1 ; X2 = Variabel bebas
Y = Variabel terikat
Gambar berikut adalah paradigma ganda dengan 2 variabel independen
yaitu X1 dan X2. Untuk mencari besarnya hubungan antara X1 dengan Y; X2
dengan Ydapat menggunakan korelasi sederhana. Untuk mencari besarnya
hubungan antar X1 secara bersama sama dengan X2 dengan Y digunakan korelasi
ganda. Regresi sederhana dan ganda serta korelasi parsial dapat diterapkan dalam
paradigma ini.
commit to user
27 C. Hipotesis
Berdasarkan kajian teori dari kerangka berpikir maka dapat dirumuskan hipotesis
sebagai berikut :
1. Terdapat pengaruhpenambahan styrofoa m dan flya sh terhadap berat jenis beton
ringan struktural.
2. Terdapat pengaruh penambahan styrofoa m dan flya sh terhadap kuat tekan beton
