BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Tinjauan Umum
Kurnyawan (2015), menggunakan judul Pengaruh Abu Batu Sebagai Pengganti Pasir Untuk Pembuatan Beton. Membuat benda uji untuk mengetahui nilai kuat tekan pada beton normal dengan variasi abu batu sebagai pengganti pasir. Digunakan 18 buah benda uji berukuran diameter 150 mm dan tinggi 300 mm dengan kuat rencana, f'c = 20 MPa. Silinder-silinder tersebut ditinjau kuat tekan maksimumnya. Terdapat 6 jenis variasi beton yang akan diuji yaitu 0%, 20%, 40%, 60%, 80%, dan 100% abu batu sebagai pengganti pasir. Dari hasil penelitian yang dilakukan, untuk 0% abu batu menghasilkan fcr = 20,67 MPa, 20% abu batu menghasilkan fcr = 19,44 MPa, 40% abu batu menghasilkan fcr = 18,14% MPa, 60% abu batu menghasilkan fcr = 17,03 MPa, 80% abu batu menghasilkan fcr = 15,94 MPa dan untuk 100% abu batu menghasilkan fcr = 15,01 MPa.
B. Landasan Teori
Beton merupakan fungsi dari bahan penyusunnya yang terdiri dari bahan semen hidrolik (portland cement), agregat kasar, agregat halus, air dan bahan tambah (admixture atau additive). Untuk mengetahui dan mempelajari perilaku elemen gabungan (bahan-bahan penyusun beton), kita memerlukan pengetahuan mengenaikarakteristik masing-masing komponen. (Mulyono, 2004)
Kualitas atau mutu dari suatu beton sangat bergantung kepada komponen penyusun atau bahan dasar beton, bahan tambahan, cara pembuatan dan alat yang digunakan. Mutu beton digolongkan ke dalam 3 kelas mutu, yaitu beton kelas I, beton kelas II, dan beton kelas III. Beton kelas I : f’c = 7,4 Mpa (K-100), f’c = 9,8 Mpa (K125), f’c = 12,2 Mpa (K-150), digunakan untuk bukan pekerjaan struktur. Beton Kelas II : f’c = 14,5 Mpa (K-175), f’c = 16,9 Mpa (K-200), f’c = 19,3 Mpa (K-225), f’c = 21,7 Mpa (K-250), f’c = 24 Mpa (K-275) digunakankan untuk pekerjaan struktur seperti lantai, jalan, pondasi, sloof, kolom, dll. Beton Kelas III : f’c = 28,8 Mpa (K-325), f’c = 31,2 Mpa (K-350), adalah beton khusus, misalnya untuk balok dan lantai jembatan, landasan pesawat, dan lain-lain.
C. Sifat-Sifat Beton
pembuatan, perbandingan campuran, cara campuran, cara mengangkut, cara mencetak, cara memadatkan dan cara merawat akan mempengaruhi sifat-sifat beton.
Sifat-sifat beton yang diuraikan tidak selalu semua harus dimiliki oleh setiap konstruksi beton, dan sifat-sifat tersebut juga relatif ditinjau dari sudut pemakaian beton itu sendiri. Yang terpenting beton harus memiliki sifat-sifat yang sesuai dengan tujuan pemakaian beton. Misalnya suatu kolom bangunan, yang terpenting harus memiliki kuat tekan yang tinggi cukup kuat untuk menahan beban bangunan itu, ssedang sifat kerapatan air tidak untuk diperhatikan, sebaliknya ssuatu bak air harus memiliki sifat rapat air. (Dr. Mulyati dan Arman. A, 2014).
Untuk keperluan perancangan dan pelaksanaan struktur beton, maka pengetahuan tentang sifat beton setelah mengeras perlu diketahui, sifat-sifat tersebut antara lain:
1. Tahan Lama (Durrability)
a. Tahan terhadap pengaruh cuaca
Pengaruh cuaca yang dimaksud adalah pengaruh yang berupa hujan dan pembekuan pada musim dingin, serta pengembangan dan penyusutan yang diakibatkan oleh basah dan kering silih berganti. b. Tahan terhadap zat kimia
Daya perusak zat kimiawi oleh bahan-bahan seperti air laut, rawa-rawa, dan limbah, zat kimia hasil industri, buangan air kotor dari kota dan sebagainya perlu diperhatikan terhadap keawetan beton.
c. Tahan terhadap erosi
Beton dapat mengalami kikisan yang diakibatkan oleh adanya orang yang berjalan kaki dan gerakan lalu lintas diatasnya, gerakan ombak laut, atau oleh partikel yang terbawa oleh air laut atau angin laut. 2. Kuat Tekan
Kuat tekan ditentukan berdasarkan pembebanan maksimal benda uji silinder beton dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm dengan satuan Mpa (N/mm2).
3. Kuat Tarik
4. Modulus Elastisitas
Modulus elastisitas beton adalah perbandingan antara kuat tekan beton dengan regangan beton biasanya ditentukan pada 25% - 50% dari kuat tekan beton.
5. Rangkak (creep)
Merupakan salah satu sifat dimana beton mengalami defomasi teruss menerus menurut waktu dibawah beban yang dipikul.
6. Susut (shrinkage)
Merupakan perubahan volume yang tidak berhubungan dengan pembebanan.
7. Kemudahan Dikerjakan (workability)
Workability adalah bahwa bahan-bahan beton setelah diaduk bersama, menghasilkan adukan yang bersifat sedemikian rupa sehingga adukan mudah diangkut, dituang, dicetak, atau dipadatkan menurut tujuan pekerjaan tanpa terjadinya perubahan yang menimbulkan kesukaran atau penurunan mutu.
D. Bahan Pembuat Beton
mengalami proses kimia sehingga mengeras. Bahan-bahan tersebut antara lain :
1. Semen Portland
Semen yang digunakan untuk bahan beton adalah semen portland, yaitu berupa semen hidrolik yang berfungsi sebagai bahan perekat beton. Dengan jenis semen tersebut diperlukan air guna berlangsungnya reaksi kimia pada proses hidrasi. Pada proses hidrasi semen yang mengeras dan mengikat bahan penyusun beton sehingga membentuk massa padat (Tjokrodimuljo, 1995).
Semen portland dapat dibedakan dengan semen lainnya berdasarkan susunan kimianya maupun kehalusan butimya. Perbandingan bahan-bahan utama penyusun semen portland adalah kapur (CaO) sekitar 60%-65%, silika (SiO2) sekitar 20%-25%, dan oksida besi serta alumina (Fe2O3 dan Al2O3) sekitar 7%-12%. Sifat-sifat semen portland dapat dibedakan menjadi dua, yaitu sifat fisika dan sifat kimia. berikut ini adalah sifat-sifat Semen Portland :
a. Kehalusan Butir. b. Kepadatan (density). c. Konsistensi.
2. Agregat
Agregat terbagi atas agregat kasar dan agregat halus. Agregat halus umumnya terdiri dari pasir atau partikel-partikel yang lewat saringan 4 atau 5mm. sedangkan agregat kasar tidak dapat melewati saringan tersebut atau diameter butir lebih dari 5mm (Dipohusodo : 1999).
a. Agregat Halus
Agregat halus untuk beton dapat berupa pasir alam sebagai hasil desintegrasi alami dari batuan-batuan atau berupa pasir buatan yang dihasil oleh alat-alat pemecah batu. Adapun syarat-syarat dari agregat halus yang digunakan menurut SNI 03-1750-1990, antara lain :
1) Pasir terdiri dari butir-butir tajam dan keras. Bersifat kekal artinya tidak mudah lapuk oleh pengaruh cuaca, seperti terik matahari dan hujan.
2) Tidak mengandung lumpur lebih dari 5%. Lumpur adalah bagian- bagian yang bisa melewati ayakan 0,063 mm. Apabila kadar lumpur lebih dari 5%, maka harus dicuci. Khususnya pasir untuk bahan pembuat beton.
yangs sama tapi dicuci dalam larutan 3% NaOH yang kemudian dicuci dengan air hingga bersih pada umur yang sama.
b. Agregat Kasar
Agregat kasar dapat berupa kerikil hasil desintergrasi alami dari batuan-batuan atau berupa batu pecah yang diperoleh dari pemecahan batu dengan besar butir lebih dari 5 mm. Kerikil, dalam penggunaannya harus memenuhi syarat- syarat sebagai berikut:
1) Butir-butir keras yang tidak berpori serta bersifat kekal yang artinya tidak pecah karena pengaruh cuaca seperti sinar matahari dan hujan.
2) Tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1%, apabila melebihi maka harus dicuci lebih dahulu sebelum menggunakannya.
3) Tidak boleh mengandung zat yang dapat merusak batuan seperti zat–zat yang reaktif terhadap alkali. Agregat kasar yang
berbutir pipih hanya dapat digunakan apabila jumlahnya tidak melebihi 20% dari berat keseluruhan.
3. Pasir Giling
SiO2 di dalam Pasir giling, yang mana kandungan senyawa tersebut sama halnya dengan pasir.
4. Air
Air yang digunakan untuk membuat beton harus bersih, tidak boleh mengandung minyak, asam, alkali, garam, zat organik atau bahan-bahan lain yang bersifat merusak beton beton dan baja tulangan. Nilai banding berat air dan semen untuk suatu adukan beton disebut factor air semen (fas). Agar terjadi proses hidrasi yang sempurna dalam adukan beton, pada umumnya dipakai nilai factor air semen 0,40-0,60 tergantung mutu beton yang hendak dicapai (Dipohusodo : 1999).
Persyaratan air yang digunakan dalam campuran beton adalah sebagai berikut:
a. Air tidak boleh mengandung lumpur (benda-benda melayang lain) lebih dari 2 gram/liter.
b. Air tidak boleh mengandung garam-garam yang dapat merusak beton (asam, zat organik dan sebagainya) lebih dari 15 gram/liter.
c. Air tidak boleh mengandung Chlorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter. d. Air tidak boleh mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter.
E. Mix Design
1. Menentukan Kuat Tekan Beton Karakteristik Yang Disyaratkan (F’c) Pada Umur Tertentu.
Tabel 2.1 Notasi Kuat Tekan Beton
Notasi Bentuk Benda Uji Ukuran Umur
K Kubus 15x15x15 28 hari
F’C Silinder D 15 cm, Tinggi 30 cm 28 hari Sumber : SNI 03-2834-2000
Jika umur beton yang dikehendaki saat diuji belum mencapai 28 hari maka harus dikonversi sebagai berikut :
Tabel 2.2 Konversi Umur Uji Kuat Tekan Beton Umur Perbandingan Kuat Tekan Beton
3 0,46
7 0,70
14 0,88
21 0,96
28 1
Sumber : SNI 03-2834-2000 2. Menetapkan Deviasi Standar (SD)
Deviasi standar ditetapkan berdasarkan tingkat mutu pengendalian pelaksanaan pencampuran beton. semakin baik mutu pelaksanaan maka nilai deviasi standar semakin kecil.
Tabel 2.3 Asumsi Standar Deviasa Tingkat Pengendalian Mutu Pekerjaan
Deviasi Standar
(Mpa)
Memuaskan 2,8
Sangat Baik 3,5
Baik 4,2
Cukup 5,6
Jelek 7
Tanpa Kendali 8,4
3. Menghitung Nilai Tambah (M) M = k × SD
Keterangan :
M = Nilai tambah (Mpa). SD = Deviasi standar (Mpa).
k = tetapan statistik yang nilainya tergantung pada presentase hasil uji yang lebih rendah dari f’c. Dalam hal ini diambil 5%, sehingga nilai k = 1,64.
4. Menetapkan Kuat Tekan Rata-Rata (F’cr) f’cr = f’c + M
Keterangan :
f’cr = Kuat tekan rata-rata (Mpa).
f'c = Kuat tekan yang disyaratkan (Mpa). M = Nilai tambah (Mpa).
5. Penetapan Jenis Semen Portland
6. Penetapan Jenis Agregat
Jenis agregat kasar dan agregat halus ditetapkan, apakah berupa alami atau batu pecah.
7. Penetapan Faktor Air Semen (F.a.s)
Penetapan faktor air semen maksimum faktor air semen maksimum harus memenuhi SNI 03-1915-1992 tentang Spesifikasi Beton Tanah Sulfat dan SNI 03-2914-1994 tentang Spesifikasi Beton Bertulang Kedap Air.
Tabel 2.4 Kuat Tekan Beton (Mpa) Dengan Air Semen Dan Agregat Yang Biasa Dipakai Jenis Semen Jenis Agregat Kasar Umur 3 hari Umur 7 hari Umur 28 hari Umur 91 hari Bentuk Uji Semen tipe I Alami
Pecah 17 19 23 27 33 37 40 45 Silinder Semen tahan Sulfat Tipe II, V
Alami Pecah 20 25 28 32 40 45 48 54 Kubus
Semen Tipe III Alami Pecah 21 25 28 33 38 44 44 48 Silinder Sumber : SNI 03-2834-2000
Tabel 2.5 Penetapan F.A.S Maksimum Untuk Berbagai Pembetonan Dari Lingkungan Khusus
Jenis Pembetonan f.a.s max
1. Keadaan keliling non korosif. 0,6 2. Keadaan keliling non korosif oleh kondensasi. 0,52 3. Tidak terlindung dari hujan dan panas. 0,55 4. Terlindung dari hujan dan panas. 0,6 5. Mengalami keadaan basah dan kering
berganti-ganti.
0,55 Sumber : SNI 03-2834-2000
8. Penetapan Nilai Slump
Penetapan nilai slump dilakukan dengan memperhatikan pelaksanaan pembuatan, pengangkutan, penuangan, pemadatan maupun jenis strukturnya.
Tabel 2.6 Penetapan Nilai Slump Ukuran maks
kerikil (mm)
Jenis Batuan
Slump
0-10 10-30 30-60 60-80
10 Alami 150 180 205 225
Pecah 180 205 230 250
20 Alami 135 160 180 195
Pecah 170 190 210 255
40 Alami 115 140 160 175
Pecah 155 175 190 205 Sumber : SNI 03-2834-2000
9. Penetapan Besarnya Butir Agregat Maksimum
Besar Butir Agregat Maksimum tidak boleh melebihi :
a. Seperlima jarak terkecil antara bidang-bidang samping dari cetakan. b. Sepertiga dari tebal pelat.
10. Hitung Berat Semen Yang Diperlukan
Berat semen per m3 beton dihitung dengan membagi jumlah air (dari langkah 9) dengan f.a.s yang diperoleh pada (langkah 7).
11. Kebutuhan Semen Minimum
Tabel 2.7 Kebutuhan Semen Minimum
Jenis Pembetonan Semen min
1. Keadaan keliling non korosif 275
2. Keadaan keliling non korosif oleh kondensasi 325 3. Tidak terlindung dari hujan dan panas 325
4. terlindung dari hujan dan panas 275
5. Mengalami keadaan basah dan kering berganti-ganti 325 Sumber : SNI 03-2834-2000
12. Penyesuaian Kebutuhan Semen
Apabila kebutuhan semen yang diperoleh dari no 10 ternyata lebih sedikit dari kebutuhan minimum no 11 maka kebutuhan semen harus dipakai yang minimum nilainya lebih besar.
13. Penyesuaian Jumlah Air Atau F.A.S
Jika semen ada perubahan akibat langkah 12 maka nilai f.a.s berubah. Dalam hal ini dapat dilakukan dengan 2 cara :
a) Pertama, faktor air semen dihitung kembali dengan cara membagi jumlah air dengan jumlah semen minimum.
b) Kedua, jumlah air disesuaikan dengan mengalikan jumlah semen minimum dengan faktor air semen.
14. Penentuan Daerah Gradasi Agregat Halus
Berdasarkan gradasinya (hasil analisis ayakan) agregat halus yang akan dipakai diklasifikasikan menjadi 4 daerah. Penentuan daerah gradasi tersebut didasarkan atas grafik gradasi yang ada dalam tabel berikut :
Tabel 2.8 Batas Gradasi Pasir Lubang
Ayakan (mm)
Persen butir yang Lewat Ayakan Gradasi
No. 1
Gradasi No. 2
Gradasi No. 3
Gradasi No. 4
9,50 100 100 100 100
4,75 90-100 90-100 90-100 95-100
2,36 60-95 75-100 85-100 95-100
1,18 30-70 55-90 75-100 90-100
0,60 15-34 35-59 60-79 80-90
0,30 5-20 8-30 12-40 15-50
0,15 0-10 0-10 0-10 0-15
Sumber : SNI 03-2834-2000
15. Perbandingan Agregat Halus Dan Agregat Kasar
Nilai banding antara berat agregat halus dan agregat kasar diperlukan untuk memperoleh gradasi agregat campuran yang baik.
16. Berat Jenis Agregat Campuran
Berat jenis agregat campuran dapat dihitung dengan rumus
Bj campuran = P100 𝑋𝑏𝐽𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑡𝑎𝑙𝑢𝑠 + K100 𝑋𝑏𝐽 𝑎𝑔𝑟𝑒𝑔𝑎𝑡𝑘𝑎𝑠𝑎𝑟 Dengan :
Bj campuran = berat jenis agregat campuran kg/m3. Bj agr halus = berat jenis agregat halus kg/m3. Bj agr kasar = berat jenis agregat kasar kg/m3.
P = persentase agregat halus terhadap agregat kasar (%). K = persentase agregat kasar terhadap agregat halus (%). 17. Penentuan Berat Beton
Untuk menentukan berat beton dapat digunakan data berat jenis campuran dan kebutuhan air tiap m3, setelah itu kemudian data dimasukan dalam grafik berikut :
18. Menentukan Kebutuhan Pasir Dan Kerikil
Berat pasir + berat kerikil = berat beton – kebutuhan air – kebutuhan semen.
19. Menentukan Kebutuhan Pasir
Kebutuhan pasir = kebutuhan pasir dan kerikil x % berat pasir. 20. Menentukan Kebutuhan Kerikil
Kebutuhan kerikil = kebutuhan pasir dan kerikil – kebutuhan pasir.
F. Kuat Tekan Beton
Beton yang baik adalah besarnya beban per satuan luas, yang menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani dengan gaya tekan tertentu yang dihasilkan oleh mesin tekan. Kuat desak beton merupakan sifat terpenting dalam kualitas beton dibandingkan dengan sifat-sifat beton yang lain. Nilai kuat tekan beton seringkali menjadi parameter utama untuk mengenali kinerja beton, karena kuat tekan beton mengidentifikasi mutu dari sebuah struktur. Semakin tinggi tingkat kekuatan struktur yang dikehendaki, semakin tinggi pula mutu beton yang dihasilkan. Kuat tekan beton diwakili oleh tegangan maksimum fc’ dengan satuan kg/cm2 atau Mpa. Nilai kuat tekan beton umumnya relatif lebih tinggi dibandingkan dengan kuat tariknya, oleh karena itu untuk meninjau mutu beton biasanya secara kasar hanya ditinjau kuat tekannya saja (Tjokrodimujo, 1995).
𝑓′𝑐=
Keterangan :
f’c = kuat tekan beton (Mpa). P = beban tekan maksimum (N). A = luas permukaan benda uji (cm²).
