PENGARUH SUSUT TERKEKANG REPAIR MORTAR DENGAN BAHAN TAMBAH POLIMER TERHADAP KECENDERUNGAN DELAMINASI

(1)

commit to user

PENGARUH SUSUT TERKEKANG

REPAIR MORTAR

DENGAN BAHAN TAMBAH POLIMER TERHADAP

KECENDERUNGAN DELAMINASI

(The Effect of Restrained Shrinkage of Repair Mortar with Polymer Addictive on the Delamination Tendency)

SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

JONI SUGIYARTO

NIM. I 1105019

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

(2)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ii

HALAMAN PERSETUJUAN

PENGARUH SUSUT TERKEKANG

REPAIR MORTAR

The Effect of Restrained Shrinkage of Repair Mortar with Polymer Addictive on

the Delamination Tendency

SKRIPSI

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh :

JONI SUGIYARTO

NIM. I 1105019

Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Persetujuan:

Dosen Pembimbing I

S A Kristiawan, ST, MSc, Ph.D NIP. 19690501 199512 1 001

Dosen Pembimbing II

(3)

commit to user

iii

PENGARUH SUSUT TERKEKANG REPAIR MORTAR

The Effect of Restrained Shrinkage of Repair Mortar with Polymer

Addictive on the Delamination Tendency

SKRIPSI

Disusun Oleh :

JONI SUGIYARTO

NIM. I 1105019

Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada hari : Selasa, 19 Juli 2011

1. S A Kristiawan, ST.MSc.Ph.D __________________

NIP. 19690501 199512 1 001

2. Ir. Sunarmasto, MT __________________ NIP. 19560717 198703 1 003

3. Ir. A Mediyanto,MT __________________

NIP. 19620118 199512 1 001

4. Agus Setiya Budi,ST.MT __________________

NIP. 19700909 199802 1 001

Mengetahui,

a.n. Dekan Fakultas Teknik UNS Pembantu Dekan I

Kusno Adi Sambowo,ST.MSc.PhD NIP. 19691026 199503 1 002

Disahkan,

Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS

Ir. Bambang Santosa, MT NIP. 19590823 198601 1 001

Ketua Program Non Reguler Teknik Sipil Fakultas Teknik

UNS

(4)

commit to user

iv

MOTTO

Mangesti Luhur Ambangun Negoro

PERSEMBAHAN

Ibu,Ibuu,Ibuuu.. .

Bapak.

Adik.

(5)

commit to user

v

ABSTRAK

JONI SUGIYARTO, 2011. PENGARUH SUSUT TERKEKANG REPAIR

MORTAR DENGAN BAHAN TAMBAH POLIMER TERHADAP

KECENDERUNGAN DELAMINASI. Skripsi Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penggunaan polimer resin bening yang tidak lebih dari 6% berat semen sebagai bahan tambah pada repair mortar diharapkan dapat merubah sifat fleksibilitas pada repair mortar yang dapat mempengaruhi kecenderungan delaminasi akibat susut terkekang antara beton dengan mortar. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh proporsi campuran polimer terhadap besarnya susut (shrinkage) pada repair mortar bila dibandingkan dengan mortar tanpa polimer dan produk repair mortar Emacco Nanocrete terhadap terjadinya pengelupasan (delamination) pada mortar yang terjadi karena susut terkekang.

Metode penelitian yang dilakukan adalah melakukan pengamatan terhadap susut terkekang dan perubahan elevasi lapisan mortar pada kedua ujung benda uji.Pengamatan ini akan diperoleh data susut terkekang dan perubahan elevasi lapisan mortar kemudian dilakukan analisis sehingga dapat diketahui pengekangan susut pada repair mortar dan pengaruh susut terkekang terhadap kecenderungan delaminasi serta bagaimanakah pengaruh penambahan polimer terhadap susut dan perubahan elevasi.Variasi kadar polimer yang digunakan adalah 0%, 2%, 4%, dan 6% dari berat semen, dan Emacco Nanocrete.

Dari hasil pengamatan menunjukan nilai pengekangan mortar biasa,mortar dengan bahan tambah polimer 0%;2%;4%;6% dan emacco nanocrete secara beruntun adalah 10,2%;10,76%;10,79%;28.22%;43,82% dan 9,13%.Hal ini membuktikan bahwa mortar dengan tambah polimer mengalami pengekangan lebih besar daripada mortar tanpa polimer. Penambahan polimer dengan proporsi tertentu pada repair material dapat meningkatkan fleksibilitas pada repair mortar yang dapat mengurangi delaminasi pada mortar yang ditunjukan oleh perubahan elevasi dikedua ujung mortar menjadi kecil.

(6)

commit to user

vi

ABSTRACT

JONI SUGIYARTO, 2011. THE EFFECT OF RESTRAINED SHRINKAGE OF REPAIR MORTAR WITH POLYMER ADDICTIVE ON THE DELAMINATION TENDENCY. Thesis of Civil Engineering Department of Engineering Faculty of Surakarta Sebelas Maret University.

The use of polymer resin that is not more than 6% by weight of cement as an addictive to the repair mortar is expected to change the nature of the flexibility of the repair mortar that can affect the delamination tendency due to restrained shrinkage of concrete with mortar.The objective of research is to find out the effect of polymer mix proportion on the shrinkage in repair mortar compared with the mortar without polymer and repair mortar Emacco Nanocrete on the delamination tendency due to restrained shrinkage.

The research method employed was observation on the restrained shrinkage and the change of mortar layer elevation in both edges of speciment. From this observation the data on restrained shrinkage and the mortar layer elevation were then analyzed so that it can be determined the degree of restrained shrinkage in repair mortar and the effect of restrained shrinkage on the delamination as well as how the effect of polymer in shrinkage and the elevation change are. The variations of polymer levels used are 0%, 2%, 4%, and 6% of cement weight, and Emacco Nanocrete.

The result of observation shows that the values of conventional mortar shrinkage, mortar with polymer supplement 0%, 2%, 4%, 6% and emacco nanocrete are 10.2%, 10.76%, 10.79%, 28.22%, 43.82% and 9.13%, respectively. It proves that the mortar with polymer addition experiences larger restrain than the one without polymer. The polymer addition in certain proportion into repair mortar can incrase the flexibility of the repair mortar that can reduce the delamination on the mortar indicated by changes in elevation on both ends are small.

(7)

commit to user

vii

PENGANTAR

Puji Syukur penyusun panjatkan kehadirat Alloh SWT atas segala limpahan rahmat dan

hidayah-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Skripsi

ini disusun sebagai salah satu syarat yang harus ditempuh untuk memperoleh gelar

kesarjanaan S-1 di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

Penyusun menyadari sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai pihak maka

banyak kendala yang sulit untuk penyusun pecahkan hingga terselesaikannya

penyusunan skripsi ini. Dalam kesempatan ini penyusun ingin mengucapkan

terimakasih kepada :

1. Pimpinan Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta beserta Staf.

2. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta

beserta Staf.

3. Bapak S A Kristiawan, ST, MSc, Ph.D selaku Dosen Pembimbing I.

4. Bapak Ir. Sunarmasto, MT selaku Dosen Pembimbing II.

5. Tim Dosen Penguji Pendadaran.

6. Ibu Endah Safitri, ST, MT selaku Dosen Pembimbing Akademik.

7. Staf pengelola/laboran Laboratorium Bahan Bangunan dan Struktur Jurusan Teknik

Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

8. Teman-teman angkatan 2005, kakak-kakak senior dan semua pihak yang telah

membantu penyusun dalam menyelesaikan skripsi ini yang tidak dapat penyusun

sebutkan satu persatu.

Penyusun menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan, karena itu saran dan

kritik yang membangun akan penyusun terima dengan senang hati demi kesempurnaan

penelitian selanjutnya. Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi

semua pihak pada umumnya dan mahasiswa pada khususnya.

Surakarta, Juli 2011

(8)

commit to user

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL... i

HALAMAN PERSETUJUAN... ii

HALAMAN PENGESAHAN... iii

HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN... iv

ABSTRAK ...v

KATA PENGANTAR... vii

DAFTAR ISI... viii

DAFTAR GAMBAR... x

DAFTAR TABEL... xi

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL... xii

BAB 1 PENDAHULUAN...1

1.1. Latar Belakang ...1

1.2. Rumusan Masalah...4

1.3. Batasan Masalah ...4

1.4. Tujuan Penelitian ...4

1.5. Manfaat Penelitian ...5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA...6

2.1. Beton ...6

2.2. Sifat Utama Beton...8

2.3. Kerusakan-Kerusakan Beton ...11

2.3.1. Penyebab Kerusakan Beton ...12

2.3.2. Perbaikan Konstruksi Beton ...14

2.3.3. Metode Perbaikan Beton ...15

2.4. Metode Patch Repair...18

(9)

commit to user

ix

2.4.2. Modifier Polymer...22

2.5. Susut Terkekang...23

2.6. Retak (Crack) dan Pengelupasan Beton (Delamination)...25

BAB 3 METODE PENELITIAN...27

3.1. Umum ...27

3.2. Tahap-Tahap Penelitian di Laboratorium ...27

3.3. Benda Uji ...31

3.3.1. Jenis Benda Uji ...31

3.3.2. Alat-Alat yang Digunakan ...33

3.3.3. Pembuatan Benda Uji ...34

3.4. Prosedur Pengamatan Benda Uji ...36

BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN...39

4.1. Analisa Data...39

4.1.1. Pengamatan Susut Beton...39

4.1.2. Pengamatan Susut Terkekang ...40

4.1.3. Pengamatan Perubahan Elevasi Repair Material...42

4.2. Pembahasan ...50

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN...51

5.1. Kesimpulan ...51

5.2. Saran ...52

DAFTAR PUSTAKA...53

(10)

commit to user

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1. Bagan Alir Tahapan Penelitian ... 30

Gambar 3.2. Benda Uji Balok Beton ... 31

Gambar 3.3. Pemasangan Dial Gauge... 36

Gambar 4.1. Grafik Perubahan Susut Beton ...39

Gambar 4.2. Grafik Hubungan Susut Bebas dan Susut Terkekang Polymer 2% ...41

Gambar 4.3. Grafik Hubungan Antara Perubahan Elevasi dan Susut Terkekang Repair Mortar...43

Gambar 4.5. Grafik Rasio Perubahan Elevasi dan Susut Terkekang... 46

(11)

commit to user

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Macam Benda Uji ...32

Tabel 4.1. Data Susut Terkekang dan Susut Bebas...41

Tabel 4.2. Nilai Pengekangan Beton dan Repair Material...42

Tabel 4.3. Perubahan Elevasi Repair Material...43

Tabel 4.4. Rasio Perubahan Elevasi dan Susut Terkekang ...45

(12)

commit to user

xii

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL

MB = Mortar Biasa

MP = Mortar Polimer

G0 = Berat pasir sebelum dicuci (gr)

G1 = Berat pasir setelah dicuci (gr)

D = Pasir kondisi SSD (gr)

A = Pasir kering oven (gr)

B = Berat volumetric + Air (gr)

(13)

commit to user

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang Masalah

Beton adalah campuran dari beberapa material seperti semen, air, batu pecah,

pasir dan admixture.Dimana semen jika diaduk dengan air akan terbentuk adukan

pasta semen, sedangkan jika ditambah pasir menjadi mortar semen dan jika

ditambah lagi dengan batu pecah disebut beton. Admixture hanya sebagai bahan

tambah,selain unsur pokok beton yang ditambahkan dalam jumlah relatif sedikit

pada adukan beton sebelum, segera atau selama pengadukan beton. Tujuannya

untuk mengubah satu atau lebih sifat-sifat beton sewaktu masih dalam keadaan

beton segar atau setelah mengeras, misalnya mempercepat pengerasan, menambah

encer adukan, menambah kuat tekan, menambah daktilitas (mengurangi sifat

getas) dan sebagainya.

Beton merupakan bahan struktur yang sering digunakan dalam konstruksi karena

beton mempunyai beberapa kelebihan seperti mempunyai kuat tekan tinggi, bahan

mudah diperoleh, mudah dibentuk sesuai keinginan, lebih ekonomis dan mudah

pemeliharaannya serta mempunyai ketahanan (durability) yang baik terhadap

cuaca dan lingkungan. Beton juga mempunyai beberapa kekurangan seperti

kecenderungan untuk retak, mempunyai berat sendiri yang besar, kualitas beton

tergantung pada sifat bahan dan cara pelaksanaanya, mempunyai kekuatan tarik

rendah dan mengalami kesulitan dalam pembongkaran.

Berdasarkan kekurangan beton di atas dan pengaruh lingkungan yang disebabkan

oleh perubahan massa beton maupun karena pengaruh alam yang agresif dapat

menimbulkan kerusakan pada beton. Kerusakan-kerusakan beton yang timbul

antara lain seperti terjadinya keretakan beton, delaminasi, spalling (terlepasnya

(14)

commit to user

2

suatu konstruksi bangunan yang diakibatkan oleh kerusakan-kerusakan tersebut

sangat diperlukan karena bertujuan untuk mengembalikan daya dukung konstruksi

beton kepada kondisi yang direncanakan. Kerusakan atau perubahan yang terjadi

pada permukaan struktur dan massa struktur beton tidak serta merta merusak

konstruksi beton secara keseluruhan, beberapa metode dan bahan dapat dilakukan

untuk mengatasi kerusakan tersebut seperti metode penambalan (patching),

grouting, beton tembak (shotcrete) dan, coating sebagai bahan pelapis. Metode

dan bahan yang dipakai harus disesuaikan dengan kondisi kerusakan permukaan

yang terjadi sehingga daya dukung konstruksi dapat dikembalikan seperti semula

sesuai dengan yang direncanakan tanpa penambahan kapasitas.

Delaminasi merupakan jenis kerusakan beton yang berbentuk pengelupasan pada

tepi beton. Delaminasi sering terjadi pada struktur beton bertulang akibat dari

korosi. Perbaikan dari delaminasi adalah dengan penambalan (patching).

Penambalan (patching) dilaksanakan dengan menggunakan repair material. Akan

tetapi harga repair material sangat mahal maka perlu suatu inovasi baru untuk

menggantinya dengan material lain. Contoh repair material pengganti dengan

bahan tambah polymer.

Repair mortar merupakan campuran antara semen portland atau semen hidrolis

yang lain, agregat halus, dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang

membentuk masa padat. Sebagai bahan yang terbuat dari cement based (pengikat),

mortar mempunyai sifat dapat menyusut dan mengembang. Penyusutan yang

terjadi pada mortar harus diperhitungkan karena penyusutan ini dapat

menimbulkan retak apabila penyusutan tersebut terkekang. Salah satu bentuk

pengekangan yang menimbulkan retak terjadi pada pelapisan mortar diatas beton

lama (concrete overlay). Pengekangan pada concrete overlay berupa rekatan

perbatasan antara beton lama dan mortar. Beton lama mengalami penyusutan yang

sangat kecil, sehingga penyusutannya diabaikan. Sebaliknya lapisan mortar

mengalami penyusutan yang cukup besar. Efek yang terlihat akibat penyusutan

terkekang ini adalah timbulnya retak pada lapisan mortar dalam jangka waktu

(15)

commit to user

Pada concrete overlay akan timbul tegangan tarik pada mortar dan tegangan tekan

pada beton lama sebagai akibat adanya penyusutan pada mortar. Besarnya

tegangan tarik tergantung pada susut, rangkak, modulus elastisitas, umur dan

kualitas mortar. Jika perilaku susut pada mortar semakin besar, bertambahnya

tegangan tarik juga semakin besar. Susut (shrinkage) yang besar dan kekuatan

mortar yang kuat dapat menyebabkan retak pada lapisan mortar dibagian tengah

dan delaminasi yang dapat dilihat pada perubahan elevasi repair mortar pada

kedua ujung benda uji.

Dalam pembuatan repair mortar berbahan tambah polymer ini, perlu diperhatikan

nilai faktor air semennya. Hal ini penting, karena repair mortar harus memiliki

kekuatan yang nilainya minimal setara dengan kuat tekan beton yang akan

diperbaiki. Dari uji pendahuluan didapat bahwa untuk mencampur repair mortar

dengan faktor air semen 0.35 perlu ditambahkan pengencer untuk mempermudah

dalam pengadukan. Pengencer yang digunakan dalam repair material ini

menggunakan produk SIKA. Dalam pembuatan repair mortar juga diperlukan

pengeras untuk mempercepat pengerasan, karena semakin cepat pengerasan maka

semakin sesuai dengan tuntutan di lapangan.

Karakter beton ataupun mortar adalah mempunyai kuat tekan yang tinggi, kuat

tarik yang sedang dan ductilitty yang sangat rendah. Beton yang baik dalam dunia

konstruksi seharusnya mempunyai kuat tarik dan ductilitty (mudah dibentuk) yang

tinggi, akan tetapi sangat sulit meningkatkan kedua kekuatan tersebut tanpa suatu

perubahan.Penambahan polymer ke dalam beton ataupun mortar diharapkan dapat

meningkatkan ductilitty (mudah dibentuk), sehingga dapat mengurangi keretakan

(16)

commit to user

4

1.2.

Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang di atas, maka dapat diambil suatu rumusan

masalah sebagai berikut:

a. Seberapakah pengekangan susut pada repair material yang diaplikasikan untuk

menambal beton (patch repair).

b. Bagaimanakah pengaruh susut terkekang terhadap kecenderungan delaminasi

yang dapat dilihat pada perubahan elevasi repair mortar pada kedua ujung

benda uji.

1.3.

Batasan Masalah

Agar penelitian ini tidak terlalu luas tinjauannya dan tidak menyimpang dari

rumusan masalah di atas maka perlu adanya pembatasan masalah yang ditinjau,

tinjauan tersebut dibatasi oleh:

a. Penelitian ini menggunakan repair material yang dapat dibuat sendiri dengan

bahan dasar mortar dan bahan tambah berupa polymer Resin Bening

PT.BRATACO.

b. Penelitian ini meninjau susut repair material dan perubahan elevasi.

c. Penelitian tidak meninjau pengaruh reaksi kimia yang mungkin terjadi antara

beton induk dan repair material.

d. Penelitian ini dilakukan sampai umur beton ± 56 hari dan umur lapisan repair

mortar ± 15 hari.

1.4.

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah :

a. Untuk mengetahui pengekangan susut pada repair material yang

diaplikasikan untuk menambal beton (patch repair)

b. Untuk mengetahui pengaruh susut terkekang terhadap kecenderungan

delaminasi yang dapat dilihat pada perubahan elevasi repair mortar pada

(17)

commit to user

1.5.

Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini antara lain:

1. Manfaat Teoritis

a. Mengetahui hubungan antara susut terkekang komposit dengan susut

bebas mortar.

b. Mengetahui hubungan antara perubahan elevasi mortar pada tiap ujung

benda uji dengan susut terkekang komposit.

2. Manfaat Praktis

a. Menambah pengetahuan tentang metode perbaikan kerusakan beton.

b. Mengetahui besarnya kandungan polymer yang dapat ditambahkan untuk

(18)

commit to user

6

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1.

Beton

Sifat utama beton adalah kelecakan (workability), kohesif (cohesiveness),

keawetan (durability) dan kekuatan (strength). Kelecakan (workability) berarti

kemudahan agar beton tersebut mudah dalam pengerjaannya, atau jumlah energi

yang dibutuhkan untuk pemadatan tanpa terjadi segregasi. Kohesif (cohesiveness)

adalah kemampuan suatu campuran beton (material & pasta semen) menyatu

dalam keadaan plastis. Keawetan (durability) beton yaitu ketahanan beton

terhadap serangan bahan dan lingkungan yang agresif selama masa

penggunaannya, antara lain eksternal seperti cuaca (pembekuan dan pencairan,

variasi suhu dan kelembaban), reaksi kimia (garam unorganik dan asam),

pengausan (angin, air dan lain-lain) serta internal seperti reaksi alkali agregat,

perubahan volume. Kekuatan (strength) adalah beton sangat kuat untuk menerima

gaya tekan namun relatif lemah dalam menahan gaya tarik.

Delaminasi merupakan jenis kerusakan beton yang berbentuk pengelupasan pada

permukaan beton. Delaminasi sering terjadi pada struktur beton bertulang akibat

dari korosi. Perbaikan dari delaminasi adalah dengan penambalan (patching).

Penambalan (patching) dilaksanakan dengan menggunakan repair material.

Repair material harus mempunyai sifat yang seragam dengan beton agar dapat

menurunkan tingkat penyusutan sekaligus memiliki kuat tarik yang tinggi

sehingga dapat lebih tahan terhadap retak.

Beton adalah suatu campuran yang terdiri dari pasir, kerikil, batu pecah, atau

agregat-agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu pasta yang terbuat

dari semen dan air yang membentuk suatu massa mirip batuan. Terkadang, satu

(19)

commit to user

karaktersistik tertentu, seperti kemudahan pengerjaan (workability), durability,

dan waktu pengerasan ( Mc. Cormac,2000:1)

Beton adalah bahan gabungan yang terdiri dari agregat kasar dan halus yang

dicampur dengan air dan semen sebagai pengikat dan pengisi antara agregat kasar

dan halus, seringkali ditambahkan admixture atau additive bila diperlukan

(Subakti, 1994). Beton juga dapat didefinisikan sebagai bahan bangunan dan

konstruksi yang sifat-sifatnya dapat ditentukan terlebih dahulu dengan

mengadakan perencanaan dan pengawasan yang teliti terhadap bahan-bahan

pembentuknya (Samekto, 2001).

Berdasarkan sifat utama beton, secara sepintas beton tampak sederhana. Namun

kalau diamati dengan seksama beton sebagai material komposit mempunyai

banyak permasalahan. Campuran beton tidak dapat langsung menjadi benda yang

kaku, tetapi perlu proses hidrasi air dengan semen yamg memerlukan waktu.

Masing-masing unsur beton terdiri dari bahan yang kompleks. Semen, misalnya

terdiri dari banyak unsur. Agregat mempunyai ukuran, bentuk, kualitas

permukaan, berat jenis yang berbeda-beda. Sifat beton keras juga unik sebab dapat

bersifat elastis dan non-elastis. Pengikat beton adalah semen hidrolis dimana

reaksi semen dengan air sering mengakibatkan susut selama pengeringan,

sehingga beton mengalami keretakan atau justru pengelupasan (delamination).

(Paul Nugraha & Antoni, 2007 : 7)

Sejumlah struktur beton yang mengalami kerusakan sangat memerlukan adanya

perbaikan. Perbaikan tersebut diharapkan dapat mengurangi kerusakan pada

lapisan beton dan melindungi lapisan perbaikan dari lingkungan yang agresif, oleh

karena itu lapisan perbaikan beton harus menjadi lapisan yang efektif dan durable

(20)

commit to user

8

2.2.

Sifat Utama Beton

Macam-macam sifat utama yang dimiliki beton antara lain:

a. Kelecakan (workability)

Kelecakan (workability) adalah kemudahan agar beton tersebut mudah dalam

pengerjaannya, atau jumlah energi yg dibutuhkan untuk pemadatan tanpa

terjadi segregasi. Beton yang kering dan kaku akan sulit untuk dikerjakan,

dituang, dipadatkan dan dirapikan, sehingga bila mengeras akan cenderung

memiliki ketahanan dan kekuatan yang kurang baik dibandingkan beton

dengan workability yang baik. Kelecakan beton biasanya diukur dengan

pengujian slump. Terdapat tiga parameter pengukuran workabilitas beton:

1) Kompaktibilitas, yaitu kemampuan mengeluarkan udara dan pemadatan.

2) Mobilitas, yaitu kemudahan beton untuk mengalir ke bentuknya dan

membungkus tulangan.

3) Stabilitas, yaitu kemampuan beton untuk tetap stabil dan homogen selama

pencampuran, penggetaran tanpa terjadi pemisahan (segregation).

Faktor-faktor yang mempengaruhi kelecakan antara lain:

1) Faktor Air Semen (FAS)

Peningkatan jumlah air akan meningkatkan kelecakan (workability), tetapi

hal ini akan mereduksi kekuatan dan menimbulkan pemisahan

(segregation) dan berair (bleeding). Air harus cukup terserap pada

permukaan partikel dan akan mengisi ruang antar partikel. Partikel halus

akan membuat beton mencapai plastisitas. Jadi FAS sangat berkaitan

dengan gradasi agregat.

2) Proporsi Agregat

Faktor yang terpenting yaitu jumlah agregat dan perbandingan proporsi

agregat kasar dan agregat halus. Jumlah FAS yang konstan dan jumlah

aggregat/semen meningkat akan menurunkan workabilitas. Kekurangan

agregat halus menyebabkan campuran menjadi kasar, terjadi pemisahan

(21)

commit to user

3) Sifat-sifat Agregat

Pasir yang berbeda akan memiliki kelakuan yang berbeda, karena terdapat

perbedaan terhadap distribusi partikel. Bentuk dan tekstur, serta porositas

dari agregat juga mempengaruhi workabilitas, makin partikel mendekati

bentuk speris maka makin mudah dikerjakan.

4) Waktu dan Suhu

Peningkatan temperatur serta waktu pengiriman yang lama akan

menurunkan workabilitas karena kehilangan slump. Slump loss relatif

berkorelasi linier dengan kenaikan temperatur dan waktu.

b. Kohesif (cohesiveness)

Kekohesifan (cohesiveness) adalah kemampuan suatu campuran beton

menyatu dalam keadaan plastis. Faktor-faktor yang mempengaruhi

kekohesifan:

1) Gradasi agregat

Gradasi agregat berarti jangkauan sebaran ukuran agregat dari batu yang

besar sampai pasir yang kecil. Gradasi agregat yang baik memberikan

adukan yang lebih kohesif. Terlalu banyak agregat kasar akan

menghasilkan adukan yang jelek.

2) Kadar air

Adukan yang mengandung banyak air tidak akan menjadi kohesif bahkan

mungkin akan terpisah (segregation) dan berair (bleeding).

c. Keawetan (durability)

Keawetan beton yaitu ketahanan beton terhadap serangan bahan dan

lingkungan yang agresif selama masa penggunaannya, antara lain eksternal

yang dipengaruhi oleh cuaca (pembekuan dan pencairan, variasi suhu dan

kelembaban), reaksi kimia (garam unorganik dan asam), pengausan (angin, air

dan sebagainya) serta internal yang dipengaruhi oleh reaksi alkali agregat,

(22)

commit to user

10

Beton akan lebih awet bila kedap air dan tahan terhadap aus. Hal-hal yang

harus diperhatikan:

1) Lingkungan

2) Jenis & jumlah semen

3) W/C ratio

4) Pemadatan beton

5) Perawatan / curing beton

6) Pemakaian mineral & chemical admixture

7) Bentuk & ukuran dari elemen struktur

8) Tebal selimut tulangan beton

d. Kekuatan (strength)

Jenis-jenis kekuatan beton

1) Kekuatan tekan (compressive strength) yaitu kemampuan beton untuk

gaya tekan.

2) Kekuatan tarik (tensile strength) yaitu kemampuan beton dalam menerima

gaya tarik.

3) Kekuatan lentur (flexural strength) yaitu kemampuan beton menahan

kombinasi gaya dari gaya tekan dan gaya tarik.

Beton sangat kuat untuk menerima gaya tekan namun relatif lemah dalam

menahan gaya tarik. Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan beton:

1) Perbandingan air dan semen ( w/c ratio )

2) Perawatan / curing

3) Temperatur beton

Beton segar (fresh concrete) dengan suhu tinggi akan cenderung

mempunyai nilai kuat tekan akhir yang lebih rendah, meskipun pada umur

muda lebih tinggi kuat tekannya. Suhu beton segar normal yang bisa

diterima berkisar 30 s/d 35°C.

4) Berat jenis beton

Beton yang mempunyai berat jenis lebih berat akan cenderung mempunyai

(23)

commit to user

2.3.

Kerusakan-Kerusakan Beton

Macam-macam kerusakan yang sering terjadi pada beton antara lain:

a. Retak (crack)

Retak (crack) merupakan suatu kondisi dimana keadaan monolit dari suatu

struktur/penampang beton tidak monolit lagi, dimana mekanisme terjadinya

retak berdasarkan kapasitas kekuatan tarik dan kapasitas regangan tarik.

b. Pengelupasan (Spalling)

Pengelupasan beton (spalling) pada struktur adalah mengelupasnya selimut

beton baik besar maupun kecil sehingga tulangan pada beton terlihat yang

disebabkan oleh campuran beton yang kurang homogen dan juga faktor umur

beton. Kebakaran juga dapat menyebabkan spalling karena agregat yang

mengandung silika pecah, sehingga timbul pemuaian beton kemudian

permukaan beton menjadi lemah dan rapuh, hal ini apabila dibiarkan maka

tulangan akan berkarat/korosi yang akhirnya patah.

c. Patah

Patah yang terjadi pada beton biasanya dikarenakan struktur beton yang tidak

mampu untuk menahan beban. Kerusakan ini bisa terjadi karena pada saat

pembuatan campuran beton (mix design) kurang memperhatikan proporsi yang

digunakan, sebelum pembuatan campuran beton harus menghitung

beban-beban yang akan menimpa struktur beton tersebut agar patah pada beton tidak

terjadi.

d. Keropos

Keropos merupakan jenis kerusakan yang disebabkan salah satunya karena

umur beton yang terlalu lama. Jenis kerusakan ini juga bisa timbul karena

pengerjaan beton yang kurang baik, agregat terlalu kasar, kurangnya butiran

halus yang termasuk semen, faktor air semen tidak tepat, pemadatan yang

(24)

commit to user

12

yang tidak rapat. Kerusakan ini biasanya kurang diperhatikan karena

kerusakan terjadi pada bagian bangunan yang sulit dijangkau. Misalnya pada

bagian bawah jembatan. Untuk itu agar tidak terjadi keropos dini karena reaksi

kimia atau yang lain maka perlu diperhatikan pada saat pembuatan bangunan.

e. Delaminasi

Delaminasi merupakan jenis kerusakan beton yang berbentuk pengelupasan

pada permukaan beton. Delaminasi sering terjadi pada struktur beton

bertulang akibat dari korosi. Kerusakan ini bisa terjadi pada konstruksi

bangunan karena kegagalan pada pembuatan campuran, reaksi kimia,

kelebihan beban dan sebagainya, oleh karena itu perlu diperhitungkan agar

kerusakan ini tidak terjadi pada konstruksi bangunan.

2.3.1. Penyebab Kerusakan Beton

a. Kebakaran

Pada seluruh struktur beton hampir selalu terjadi kebakaran tetapi bila setiap

struktur beton diperhitungkan untuk kebakaran besar maka itu merupakan

sesuatu hal yang berlebihan. Penutup beton pada tulangan sudah cukup

menahan keruntuhan struktur yang terbakar. Kebakaran dapat menimbulkan

perbedaan temperatur yang besar pada struktur. Pada awalnya, bagian

permukaan sangat panas dan memuai, semakin masuk ke dalam beton maka

pemanasan dan pemuaian akan terhalang karena di dalam struktur beton akan

timbul tegangan tarik dan tegangan tekan yang besar. Beton yang tertahan

oleh tulangan akan retak sedangkan selimut beton akan terkelupas. Pada saat

kebakaran dipadamkan, permukaan luar cepat mendingin akibat semprotan air.

Perbaikan atau perubuhan struktur akan dipertimbangkan tergantung dari

(25)

commit to user

b. Korosi Tulangan

Korosi pada tulangan disebabkan oleh dua hal yaitu:

1) Pengkarbonatan (oksidasi beton dan karbondioksida)

Beton mengandung kadar alkali yang tinggi dengan pH (derajat keasaman)

12-13, karena pengaruh zat asam dan air awalnya timbul korosi tetapi

lapisan oksida menjadi sangat rapat karena pH yang tinggi di sekitar beton,

sehingga proses korosi berhenti. Pada beton dengan pH < 9 akan terbentuk

lapisan oksida yang kurang rapat pada baja, sehingga proses korosi terus

berlangsung. Zat asam arang (CO2) masuk dari udara ke dalam beton,

sehingga nilai pH turun. Kapur udara (Ca(OH)2) diikat dengan (CO2) dan

membentuk kalsium karbonat (CaCO3)

Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O (pengkarbonatan)

2) Klorida

Klorida dapat berasal dari air laut, bahan pembersih dan lain-lain.

Konsentrasi yang kritis dari klorida pada beton dapat menyebabkan korosi

tulangan dalam beton dengan pH > 9, tergantung pada kepadatan beton,

tetapi dapat juga dinyatakan sebagai 0,5 % Cl – berkaitan dengan berat

semen persatuan volume beton mengeras. Proses korosi akibat klorida

berbeda dengan akibat pengkarbonatan. Ion-ion klorida dapat mengambil

ion-ion besi dari lapisan oksida pelindung sehingga akan timbul korosi.

c. Pelarutan dan Penguraian Batuan Semen

Kerusakan struktur beton disebabkan oleh naiknya jumlah bahan-bahan

agresif di atmosfir yang mengakibatkan pelarutan batuan semen. Pelarutan

disebabkan oleh dua hal antara lain:

1) Pelarutan batuan semen oleh asam-asam

Asam-asam dapat merusak beton karena bersama-sama dengan kapur

udara yang terdapat pada beton dapat membentuk penggaraman (mudah

(26)

commit to user

14

2) Penguraian batuan semen oleh sulfat

Batuan semen dapat saling tertekan apabila beton bersinggungan dengan

air yang mengandung sulfat dan akan bereaksi dengan aluminat (C3A)

semen sehingga batuan semen akan saling menekan sampai ikatannya

terlepas.

2.3.2. Perbaikan Konstruksi Beton

Pemeliharaan dan perbaikan struktur beton setahap demi setahap berubah dari

pemeliharaan skala kecil sampai pemeliharaan keseluruhan aktifitas bangunan.

Berdasarkan analisis yang akurat maka penyebab kerusakan dapat dilakukan

perbaikan. Pada struktur beton khusus dapat diterapkan pemeliharaan dan

perbaikan yang berkaitan dengan pengamatan secara teknik perbaikan maupun

material yang dipakai.

Pemeliharaan beton yang baik sangat mempengaruhi keberhasilan dalam

perbaikan beton. Pemeliharaan beton dapat dilakukan dengan mencuci, menyikat,

menggosok atau menyinari dan diperlukan bahan pelarut untuk menghilangkan

lapisan cat lama ataupun lumut serta karat pada tulangan tak terlindung harus

dibersihkan juga. Alat yang digunakan untuk mengasarkan permukaan beton

antara lain:

a. Penyemprotan pasir

Penyemprotan pasir digunakan untuk pengasaran ringan permukaan beton dan

menghilangkan lapisan-lapisan yang lebih tebal.

b. Penyemprotan air bertekanan tinggi

Penyemprotan air bertekanan tinggi minimal digunakan sekitar 25-80 Mpa

digunakan untuk mengurangi gangguan di sekeliling pekerjaan.

c. Tekanan udara

Tekanan udara digunakan untuk menghilangkan bagian lepas dan bahan

karena bahan yang terlepas dan bagian-bagian beton yang beterbangan

merupakan beban dalam pekerjaan.

(27)

commit to user

Prinsip kerja busur nyala adalah dengan pemanasan tinggi dan cepat pada

permukaan beton yang dingin, sehingga muncul perbedaan suhu yang besar

dan bertekanan tinggi pada lapisan beton terluar yang berakibat lapisan terluar

beton seperti coating, cat, lumut, alga, minyak dan sebagainya terkelupas.

e. Alat-alat dengan tangan

Alat-alat digunakan dengan tangan yang digunakan untuk mengasarkan

permukaan beton antara lain bouchardeerhamer, gigi besi dan pahat. Alat-alat

ini digunakan untuk permukaan yang kecil.

Perbaikan konstruksi beton tersedia banyak material tergantung pada kerusakan

yang diserang, kualitas lapisan dasar yang dilindungi dan lokasi lingkungan

(kering, lembab, agresif). Pemilihan material biasanya dilakukan untuk

mengetahui kinerja dari material yang akan diaplikasikan agar sesuai dengan yang

dibutuhkan di lapangan. Adapun syarat-syarat sebagai repair material, yaitu:

a. Daya lekat yang kuat.

b. Modulus elastisitas yang mampu menahan overstressing.

c. Tidak mengurangi kekuatan beton.

d. Tidak susut.

2.3.3. Metode Perbaikan Beton

Penentuan metode dan material perbaikan umumnya tergantung pada jenis

kerusakan yang ada, disamping besar dan luasnya kerusakan yang terjadi,

lingkungan dimana setruktur berada, peralatan yang tersedia, seperti keterbatasan

ruang kerja, kemudahan pelaksanaan, waktu pelaksanaan dan biaya perbaikan.

Berdasarkan macam metode perbaikan beton:

a. Patching

Patching adalah metode perbaikan manual dengan melakukan penempelan

mortar secara manual pada area yang tidak terlalu luas dan tidak terlalu dalam

(kurang dari selimut beton). Pada saat pelaksanaan yang harus diperhatikan

adalah penekanan pada saat mortar ditempelkan, sehingga benar-benar

(28)

commit to user

16

mudah dikerjakan, tidak susut dan tidak jatuh setelah terpasang (lihat

maksimum ketebalan yang dapat dipasang tiap lapis), terutama untuk

pekerjaan perbaikan overhead. Umumnya yang dipakai adalah monomer

mortar, polymer mortar dan epoxy mortar.

b. Grouting

Grouting adalah metode perbaikan manual (gravitasi) atau menggunakan

pompa pada daerah perbaikan yang sulit (melebihi selimut beton). Pada saat

pelaksanaan yang perlu diperhatikan adalah bekisting yang terpasang harus

benar-benar kedap, agar tidak ada kebocoran spesi yang mengakibatkan

terjadinya keropos dan harus kuat agar mampu menahan tekanan dari bahan

grouting. Material yang dipakai adalah berbahan dasar semen dan epoxy.

c. Beton Tembak (Shot-crete)

Beton Tembak (Shot-crete) adalah metode perbaikan yang tidak memerlukan

bekisting seperti pengecoran pada umumnya yang digunakan untuk

memperbaiki kerusakan pada area yang sangat luas. Metode shotcrete terdiri

dari dry-mix dan wet-mix. Perbedaan kedua sistem ini adalah pada cara dan

tempat di mana air dimasukkan ke dalam campuran. Metode dry-mix adalah

campuran semen dan bahan tambahan dengan tekanan udara dihembuskan ke

kepala semprot air yang bertekanan rendah ditekankan ke dalam campuran.

Metode wet-mix adalah campuran semen dan bahan tambahan dialirkan

melalui pompa ke kepala semprot air yang bertekanan tinggi disemprotkan ke

lapisan dasar.Bahan tambahan digunakan untuk mempercepat pengeringan

(accelerator) dan mengurangi terjadinya banyaknya bahan yang terpantul dan

jatuh (rebound).

d. Grout Preplaced Aggregat (Beton Prepack)

Grout Preplaced Aggregat (Beton Prepack) adalah metode perbaikan beton

dengan cara menempatkan sejumlah agregat (umumnya 40% dari volume

kerusakan) ke dalam bekisting, setelah itu melakukan pemompaan bahan

(29)

commit to user

kerusakan pada area yang cukup dalam. Material yang digunakan adalah

polymer grout dengan flow cukup tinggi dan tidak susut.

e. Coating

Coating adalah metode perbaikan beton dengan cara melapisi permukaan

beton (mengoleskan atau menyemprotkan) menggunakan bahan yang bersifat

plastik dan cair. Lapisan ini digunakan untuk menyelimuti beton terhadap

lingkungan yang merusak beton.

f. Injeksi (injection)

Injeksi (injection) adalah metode perbaikan beton dengan memasukkan bahan

yang bersifat encer ke dalam celah atau retakan pada beton, kemudian

menyuntikkannya dengan tekanan, sampai lubang atau celah lain telah terisi

atau mengalir ke luar. Metode injeksi ini merupakan metode yang digunakan

untuk perbaikan beton yang terjadi retak-retak ringan. Material yang

digunakan adalah polymer mortar atau polyurethane sealant dan epoxy.

g. Overlay

Overlay adalah metode perbaikan kerusakan beton pada seluruh permukaan,

oleh karena itu sebelum dilakukannya metode ini perlu persiapan-persiapan

permukaan yang akan diperbaiki.

h. Jacketting

Jacketing adalah perlindungan beton terhadap kerusakan dengan

menggunakan bahan selubung yang berupa baja, karet dan beton komposit.

Pekerjaan jacketing bisa dilaksanakan untuk permukaan beton yang

mengalami pelapukan atau disintegrasi.

Metode dan bahan yang dipakai harus disesuaikan dengan kondisi kerusakan

permukaan yang terjadi sehingga daya dukung konstruksi dapat dikembalikan

sebagaimana semula sesuai dengan yang direncanakan tanpa penambahan

(30)

commit to user

18

2.4.

Metode

Patch Repair

Metode patch repair adalah metode perbaikan manual dengan melakukan

penempelan mortar secara manual dan harus memperhatikan penekanan pada saat

mortar ditempelkan, sehingga benar-benar didapatkan hasil yang padat.Permukaan

beton yang akan diperbaiki atau diperkuat perlu dipersiapkan dengan tujuan agar

terjadi ikatan yang baik, sehingga material perbaikan atau perkuatan dengan beton

lama menjadi satu kesatuan. Permukaan tersebut harus merupakan permukaan

yang kuat, padat, tidak keropos ataupun bagian lemah lainnya serta harus bersih

dari debu dan kotoran lainnya.

Persiapan-persiapan permukaan beton yang akan diperbaiki antara lain:

a. Erosion (pengikisan)

Erosion dilakukan untuk meratakan atau pengasaran permukaan beton.

Pengikisan dilakukan dengan menggunakan gerinda atau sejenisnya.

b. Impact (kejut)

Impact pada permukaan beton yang akan diperbaiki dilakukan untuk

mendapatkan nilai kuat tarik dan kuat tekan beton yang lebih baik.

c. Pulverization (menghancurkan permukaan beton)

Penghancuran ini dilakukan dengan cara menabrakan partikel kecil dengan

kecepatan yang tinggi ke permukaan beton.

d. Expansive pressure

Persiapan ini bisa dilakukan dengan dua cara yaitu steam dan water. Steam

dilakukan dengan temperatur sumber panas yang tinggi, sedangkan cara water

dilakukan menggunakan water jetting yang bekerja dengan tekanan yang

tinggi sama dengan cara steam.

Permukaan yang sudah dipersiapkan sangat tergantung pada material yang

digunakan. Untuk material berbahan dasar semen atau polymer, permukaan beton

harus dijenuhkan terlebih dahulu, tetapi bila material yang digunakan berbahan

dasar epoxy, maka permukaan beton harus dalam keadaan kering. Untuk

menghasilkan mutu dari material perbaikan, maka perbandingan campuran dari

(31)

commit to user

dasar epoxy. Bila menggunakan beton yang dapat memadat sendiri, perlu

diperhatikan jumlah air, flow dari beton serta dipastikan tidak terjadi bleeding dan

segregasi.

Syarat-syarat material patch repair, yaitu :

a. Daya lekat yang kuat.

Kelekatan antara repair material dengan beton yang akan diperbaiki harus

menyatu dengan baik sehingga menjadi satu kesatuan beton yang utuh.

b. Deformable pada beton.

Repair material harus menyesuaikan bentuk beton yang akan diperbaiki.

c. Tidak mengurangi kekuatan beton.

Repair material yang akan digunakan untuk memperbaiki beton mampu

menahan beban yang sama pada beton yang akan diperbaiki.

d. Tidak melebihi nilai susut beton.

Repair material tidak melebihi nilai susut beton agar beton yang akan

diperbaiki tidak kehilangan kekuatan sebagian.

Ada beberapa material patch repair yang dapat digunakan, antara lain :

a. Portland Cement Mortar.

b. Portland Cement Concrete.

c. Microsilica-Modified Portland Cement Conrete.

d. Polymer-Modified Portland Cement Conrete.

e. Polymer-Modified Portland Cement Mortar.

f. Magnesium Phosphate Cement Conrete.

g. Preplaced Aggregate Conrete.

h. Epoxy Mortar.

i. Methyl Methacrylate (MMA) Concrete.

(32)

commit to user

20

2.4.1. Repair Material

Mortar merupakan campuran antara semen portland atau semen hidrolis yang lain,

agregat halus, dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang membentuk masa

padat.

a. Semen Portland

Semen Portland ialah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara

menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang

bersifat hidrolis ditambah dengan bahan yang mengatur waktu ikat (PUBI

1982). Bahan utama semen adalah batu kapur yang kaya akan kalsium

karbonat dan tanah lempung yang banyak mengandung silika (sejenis mineral

berbentuk pasir), aluminium oksida (alumina) serta oksida besi. Bahan-bahan

itu kemudian dihaluskan dan dipanaskan pada suhu tinggi (15500C) sampai

terbentuk campuran baru. Selama proses pemanasan, terbentuklah campuran

padat yang mengandung zat besi. Agar tak mengeras seperti batu, ramuan

diberi bubuk gips dan dihaluskan hingga berbentuk partikel-partikel kecil

seperti bedak.

b. Agregat halus

Agregat halus sering disebut dengan pasir, baik berupa pasir alami yang

diperoleh langsung dari sungai atau tanah galian maupun hasil pemecahan.

Pada umumnya yang dimaksudkan dengan agregat halus adalah agregat

dengan besar butir kurang dari 4,75 mm. Agregat halus mempunyai peran

penting sebagai pembentuk beton dalam pengendalian workability, kekuatan

(strength), dan keawetan beton (durability) dari mortar yang dihasilkan. Pasir

sebagai agregat halus harus memenuhi gradasi dan persyaratan yang telah

ditentukan.

Syarat – syarat agregat halus (pasir) sebagai bahan material pembuatan beton

sesuai dengan ASTM C 33 adalah:

1) Material dari bahan alami dengan kekasaran permukaan yang optimal

(33)

commit to user

2) Butiran tajam, keras, kekal (durable) dan tidak bereaksi dengan material

beton lainnya.

3) Berat jenis agregat tinggi yang berarti agregat padat sehingga beton yang

dihasilkan padat dan awet.

4) Gradasi sesuai spesifikasi dan hindari gap graded aggregate karena akan

membutuhkan semen lebih banyak untuk mengisi rongga.

5) Bentuk yang baik adalah bulat, karena akan saling mengisi rongga dan jika

ada bentuk yang pipih dan lonjong dibatasi maksimal 15% berat total

agregat.

6) Kadar lumpur agregat tidak lebih dari 5 % terhadap berat kering karena

akan berpengaruh pada kuat tekan beton.

c. Superplasticizer/pengencer

Superplasticizer adalah bahan tambahan yang dicampurkan pada adukan beton

selama pengadukan dalam jumlah tertentu yang berfungsi untuk menaikkan

nilai slump dengan tidak menambah air. Penggunaan superplasticizer ini harus

melalui trial terlebih dahulu untuk mendapatkan dosis yang tepat.

Kecenderungan menambah air pada beton berakibat turunnya strength beton.

Superplasticizer dapat menaikkan nilai slump tanpa menambah air dan dapat

meningkatkan keplastisan beton untuk pengecoran di tempat-tempat yang sulit

(karena pengecoran tersebut membutuhkan nilai slump tinggi sehingga bahan

tambahan ini lebih dipilih daripada menambah air).

Sikament NN adalah bahan tambah untuk campuran beton maupun mortar

yang berbentuk cairan, sehingga bahan tambah ini akan lebih dapat

bercampur dan bereaksi dengan campuran mortar yang lain di dalam adukan

mortar. Maka diharapkan dapat menghasilkan mortar yang cair sehingga

memiliki tingkat pengerjaan yang tinggi dan memiliki mutu yang tinggi

(34)

commit to user

22

d. Accelerator/pengeras

Accelerator atau pengeras adalah bahan tambahan yang dicampurkan pada

adukan beton selama pengadukan dalam jumlah tertentu yang berfungsi untuk

mempercepat pengikatan dan pengerasan awal beton, digunakan untuk

pengecoran yang berhubungan dengan air/efisiensi waktu pemakaian cetakan.

Pada penelitian ini digunakan accelerator dalam campuran mortar karena

diharapkan mortar dapat cepat mengeras dan kontribusi mortar terhadap beton

yang sedang diperbaiki dapat segera diketahui. Dalam penelitian ini digunakan

accelerator jenis Sikaset.

e. Air

Air merupakan bahan dasar penyusun mortar yang paling penting. Air

diperlukan untuk bereaksi dengan semen dan menyebabkan terjadinya

pengikatan antara pasta semen dengan agregat, sedangkan fungsi lain sebagai

bahan pelumas antara butir-butir agregat agar mudah dikerjakan dan

dipadatkan. Proporsi air yang sedikit akan memberikan kekuatan pada beton,

tetapi kelemasan atau daya kerjanya akan berkurang. Sedang proporsi yang

besar akan memberikan kemudahan pengerjaan, tetapi kekuatan hancur

mortar menjadi rendah.

2.4.2. Modifier Polymer

Polymer adalah jenis bahan tambahan baru yang dapat menghasilkan beton

dengan kuat tekan yang sangat tinggi. Beton dengan kuat tekan tinggi ini biasanya

diproduksi dengan menggunakan bahan polymer dengan cara memodifikasi sifat

beton dengan mengurangi air di lapangan, dijenuhkan dan dipancarkan pada

temperatur yang sangat tinggi di laboratorium.

Dalam penelitian ini, modifier polymer yang digunakan adalah resin bening

produk dari PT. Brataco. Epoxy merupakan komponen yang mempunyai daya

rekat yang sangat tinggi antara beton normal dengan repair material serta

(35)

commit to user

kompatibel dengan beton normal, sehingga menghasilkan kegagalan di awal

perbaikan. Penggunaan agregat yang lebih besar dapat meningkatkan

kompatibilitas termal dengan beton dan mengurangi resiko debonding.

Epoxy tersedia dengan berbagai pengaturan waktu, penempatan rentang suhu,

kekuatan, kemampuan ikatan dan sifat resistensi abrasi. Pemilihan campuran

epoxy tertentu harus didasarkan pada kondisi lingkungan. Epoxy secara

substansial meningkatkan kualitas mortar semen, seperti:

1) Lapisan tahan abrasi

2) Memiliki kekuatan awal tinggi

3) Kuat tekan, tarik dan lentur tinggi

4) Memiliki ketahanan kimia yang cukup baik

5) Tahan air

6) Dapat mengurangi terjadinya penyusutan

Modifikasi polymer dalam campuran repair material dapat meningkatkan

kekuatan tarik dan lentur pada komposit beton normal dengan mortar serta dapat

mengurangi sifat rapuh. Selain variabel yang mempengaruhi sifat-sifat adukan dan

beton biasa, sifat beton dan adukan yang baru dan hasil modifikasi polymer yang

diperkeras dipengaruhi oleh berbagai macam faktor seperti jenis polymer, rasio

antara polymer dengan semen, rasio air dengan semen, kandungan air dengan

kondisi perawatan. Penambahan polymer pada repair material akan memperkuat

ikatan antara repair material dengan beton pada saat proses pelapisan atau

penambalan.

2.5.

Susut Terkekang

Susut terkekang pada beton dan lapisan repair terjadi karena susut pada lapisan

repair material akan dikekang oleh susut yang terjadi pada beton sehingga akan

timbul tegangan tarik pada lapisan repair material. Susut terkekang yang terjadi

pada repair material dapat menyebabkan keretakan jika tegangan tarik yang

(36)

commit to user

24

kasus susut terkekang yang dapat kita jumpai di lapangan adalah kasus pelapisan

ulang beton (concrete overlay).

Menurut Kristiawan (2009), pada kasus pelapisan ulang beton (concrete overlay),

pengekangan yang terjadi karena perbedaan susut antara beton dasar dengan

lapisan repair di atasnya. Beton dengan karakteristik susut yang rendah

mengekang pergerakan dari repair material dengan karakteristik susut yang tinggi

(overlays). Tegangan tarik dapat terjadi pada lapisan repair material dan apabila

mencapai batas kuat tarik yang dimiliki oleh repair material maka dapat

menyebabkan keretakan.

Tingkat pengekangan yang terjadi dari lapisan repair material tergantung pada

besarnya perbedaan susut antara kedua lapisan yaitu lapisan beton dasar dengan

repair material. Faktor yang mempengaruhi tingkat pengekangan adalah

karakteristik ikatan antara beton dasar dengan lapisan repair material. Pada patch

repair terdapat tiga tipe ikatan yaitu pengikatan ikatan secara penuh (fully

bonded), ikatan secara parsial (partially bonded) dan lapisan tanpa ikatan

(unbounded overlay).

Ikatan secara penuh (fully bonded) akan memberikan pengekangan penuh

terhadap pergerakan dari susut repair material. Susut terkekang yang tinggi

ditimbulkan dan repair material akan lebih mudah diserang oleh retak

dibandingkan dengan ikatan secara parsial (partially bonded). Sementara itu

lapisan tanpa ikatan (unbounded overlay) tidak memberikan pengekangan sama

sekali karena lapisan repair material dapat menyusut secara bebas.

Pada penelitian patch repair ini, pelapisan beton dengan repair material

menggunakan tipe ikatan secara parsial (partially bonded) atau tidak dilakukan

pengikiran permukaan beton agar menjadi kasar (dibiarkan apa adanya) sebelum

(37)

commit to user

2.6.

Retak (

Crack

) dan Pengelupasan Beton (

Delamination

)

Beton mempunyai sifat utama keawetan (durability) yaitu ketahanan beton

terhadap serangan bahan dan lingkungan yang agresif selama masa

penggunaannya. Keawetan (durability) beton yang rendah pada sistem perbaikan

beton akan menyebabkan kerusakan. Delaminasi dan retak (crack) disebabkan

oleh serangan klorida, oksigen, kelembapan, alkali atau sulfat ke dalam sistem

perbaikan dan dapat mempercepat kerusakan. Kerusakan tersebut akan

menghalangi pemindahan beban antara repair material dan lapisan beton lama.

Hasilnya adalah struktur menjadi tidak memuaskan dan perlu perawatan serta

perbaikan kembali.

Keawetan (durability) beton dari perbaikan struktur dapat dicapai dengan

melakukan evaluasi antara repair material dan interaksi beton yang diperbaiki

serta lapisan beton lama. Beton mutu tinggi mempunyai keawetan (durability)

yang baik karena mengandung w/c rasio rendah, sehingga membuat material

menjadi kuat dan sedikit kedap air dibandingkan dengan beton normal. Beton

mutu tinggi cenderung retak ketika mengalami penyusutan yang dikekang oleh

lapisan beton lama meskipun mempunyai kuat tekan tinggi. Retak (crack) pada

sistem perbaikan beton dapat mengurangi keawetan (durability) beton pada

lingkungan yang agresif.

Menurut Li (2006), pada aplikasi perbaikan beton, repair material akan segera

mengalami penyusutan saat setelah pengecoran yang diakibatkan oleh pengikatan

beton. Penyusutan tersebut menyebabkan adanya tegangan tarik dan tegangan

geser di sepanjang permukaan antara repair material dan beton. Kombinasi antara

kedua tegangan tersebut merupakan penyebab dari retak dan delaminasi pada

repair material.

Pada lapisan repair material terjadi pengekangan pada beton lama yang dapat

mengakibatkan retak di sepanjang lapisan repair material. Retak akan terjadi

(38)

commit to user

26

dengan sedikit bahkan tidak terjadi tegangan geser pada permukaan lapisan.

Hasilnya adalah delaminasi pada permukaan beton diharapkan menjadi kecil.

Modulus elastisitas yang rendah menyebabkan tegangan tarik yang terjadi pada

repair material menjadi kecil akibatnya regangan susut repair material juga

rendah. Nilai regangan susut yang rendah dapat mengurangi retak pada repair

(39)

commit to user

27

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1.

Umum

Metode penelitian adalah langkah-langkah atau cara-cara penelitian suatu

masalah, kasus, gejala atau fenomena dengan jalan ilmiah untuk menghasilkan

jawaban yang rasional. Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini

adalah metode eksperimental laboratorium, yaitu mengadakan suatu percobaan di

laboratorium untuk mendapatkan data-data sebagai hasil penelitian. Pengujian

dilakukan terhadap beberapa tipe sampel mortar dengan bahan tambah polimer

maupun pembandingnya.

3.2.

Tahap-Tahap Penelitian di Laboratorium

Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap penelitian, dimulai dari pemilihan

material mortar (semen, pasir, dan air), pengujian material, pembuatan benda uji

yaitu mortar, pengujian benda uji, analisis data dan penarikan kesimpulan hasil

penelitian.

Sebagai penelitian ilmiah, maka penelitian ini harus dilaksanakan dalam

sistematika dan urutan yang jelas dan teratur sehingga nantinya diperoleh hasil

yang memuaskan dan dapat dipertanggungjawabkan. Oleh karena itu, pelaksanaan

penelitian dibagi dalam beberapa tahap, yaitu :

a. Tahap Persiapan

Pada tahap ini seluruh bahan dan peralatan yang akan digunakan dipersiapkan

terlebih dahulu agar penelitian dapat berjalan dengan lancar. Pembuatan

cetakan atau bekistiing benda uji juga dilakukan pada tahap ini.

b. Tahap Uji Bahan

(40)

commit to user

28

yang meliputi semen dan pasir sebagai agregat halus. Dari pengujian-pengujian

ini dapat diketahui apakah bahan yang akan digunakan untuk penelitian

tersebut memenuhi syarat atau tidak. Pengujian untuk masing-masing bahan

antara lain :

1) Semen, pengujian yang dilakukan :

Uji vicat yaitu untuk mengetahui waktu pengikatan awal.

2) Pasir, pengujian yang dilakukan :

a) Kadar lumpur bertujuan untuk mengetahui kadar lumpur dalam pasir.

b) Kadar organik bertujuan untuk mengetahui jumlah kandungan zat

organik dalam pasir.

c) Gradasi bertujuan untuk mengetahui susunan diameter butiran pasir

dan prosentase modulus kehalusan butir (menunjukkan tinggi

rendahnya tingkat kehalusan butir dalam suatu agregat).

d) Specific gravity bertujuan untuk mengetahui berat jenis pasir serta

daya serap pasir terhadap air.

3) Kerikil

a) Gradasi bertujuan untuk mengetahui susunan diameter butiran kerikil

dan prosentase modulus kehalusan butir (menunjukkan tinggi

rendahnya tingkat kehalusan butir dalam suatu agregat).

b) Specific Gravity bertujuan untuk mengetahui karakteristik agregat

kasar antara lain : Bulk Specific Gravity, Bulk Specific Gravity SSD,

Apparent Specific Gravity, dan Absorpsion.

c) Abrasi bertujuam untuk menentukan prosentase keausan agregat kasar.

c. Tahap Pembuatan Mix Design

Dalam tahap ini dilakukan perencanan pembuatan beton normal dengan FAS

0,51 dan mortar dengan acuan FAS yang diinginkan yaitu sebesar 0,35. Setelah

rancangan campuran beton normal dan mortar didapatkan, selanjutnya

dilakukan percobaan terhadap rancangan (trial mix design) agar diketahui

apakah rancangan yang telah dibuat bisa dikerjakan atau tidak. Jika trial mix

design berhasil, maka data mix design tersebut dapat digunakan dalam

(41)

commit to user

d. Tahap Pembuatan Beton Normal

Pada tahap ini dilakukan pekerjaan sebagai berikut :

1) Penetapan campuran dan pembuatan adukan beton normal.

2) Pengecoran ke dalam bekisting.

e. Pelapisan Mortar Pada Beton

Tahap pembuatan repair mortar :

1) Penetapan campuran mortar dan pembuatan adukan mortar.

2) Pengecoran kedalam bekisting setinggi 3 cm.

f. Pemasangan Dial Gauge pada Kedua Ujung Beton dan Lapisan Mortar

Pada tahap ini dilakukan pemasangan dial gauge pada kedua ujung beton dan

lapisan mortar dipasang 4 pasang dial gauge dengan jarak 200 mm.

g. Pemasangan Demect Point pada Kedua Ujung Beton dan Lapisan Mortar

Pada tahap ini dilakukan pemasangan demec point pada benda uji,

masing-masing benda uji dipasang 4 pasang demec point dengan jarak 200 mm.

h. Tahap Pengujian Benda Uji

Pada tahap ini dilakukan pengujian susut pada benda uji dengan alat Dial

Gauge. Pengujian susut pada repair mortar dilakukan pada saat benda uji

berumur 1 hari sampai 15 hari pada komposit beton normal dengan repair

material setelah beton normal yang berumur ≥ 56 hari.

i. Tahap Analisa Data dan Pembahasan

Pada tahap ini dilakukan perhitungan hasil dari pengujian benda uji, yaitu

mengetahui kompatibilitas antara beton normal dengan repair material ditinjau

dari perbedaan nilai susut dan rasio susut serta mengetahui besar pengaruh

polymer pada benda uji.

j. Tahap Kesimpulan

Pada tahap ini, dibuat suatu kesimpulan yang berhubungan dengan tujuan

penelitian berdasarkan hasil analisis data dan pembahasan pada tahap

sebelumnya.

(42)

commit to user

30

[image:42.595.71.567.70.705.2]

Gambar 3.1. Bagan Alir Tahap Penelitian. Uji Bahan :

Kadar Lumpur

Kadar Organik

Specific Gravity Uji Bahan :

Vicat

Persiapan

Semen Pasir Emaco Air

Nanocrete R4 (BASF)

Polymer Mulai

Kerikil

Uji Bahan : Specific Gravity

Gradasi Abrasi

Rencana campuran dan mix design

Pembuatan Adukan Beton

Pelapisan Mortar Pada Beton

Pemasangan Dial Gauge pada Kedua Ujung Beton dan Lapisan Mortar

Pemasangan Demect Point pada Kedua Ujung Beton dan Lapisan Mortar

Pengamatan Retak dan Delaminasi

Analisis dan Pembahasan

Kesimpulan

(43)

commit to user

3.3. Benda Uji

3.3.1. Jenis Benda Uji

Benda uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah balok beton berdimensi

1500 mm x 100 mm x 100 mm dan dimensi repair material sebagai lapisan di

atas beton adalah setebal 30 mm yang dapat dilihat pada Gambar 3.2.

[image:43.595.120.508.240.484.2]

Gambar 3.2. Benda Uji Balok Beton

Penelitian tentang repair material ini menggunakan beton normal dengan nilai fas

0,51. Beton dibiarkan hingga kurang lebih ≥ 56 hari dengan tujuan untuk

mengoptimalkan susut yang terjadi sebelum repair material ditempatkan. Adapun

benda uji terdiri dari tiga jenis repair material antara lain:

a. Mortar ditambah superplasticizer.

b. Mortar ditambah superplasticizer, Accelerator dan Polymer (sebanyak 0%,

2%, 4% dan 6%).

c. Produk repair material dari BASF, Emaco Nanocrete R4 MORTAR

BETON

(44)

commit to user

32

[image:44.595.112.517.112.731.2]

Macam benda uji dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Macam Benda Uji

Kode Benda Uji Proporsi Benda Uji Jumlah Benda Uji

MB -1

MB -2

Perbandingan semen : pasir = 1 : 2

Superplasticizer 2%

2 buah

MP 0%-1

MP 0%-2

Polymer 0 %

Pengeras 5%

Fas 0,35

2 buah

MP 2%-1

MP 2%-2

Polymer 2%

Pengeras 5%

Fas 0,35

2 buah

MP 4%-1

MP 4%-2

Polymer 4 %

Pengeras 5%

Fas 0,35

2 buah

MP 6 %-1

MP 6 %-2

Polymer 6 %

Pengeras 5%

Fas 0,35

2 buah

M BASF-1

M BASF-2

Produk repair material dari BASF,

Emaco Nanocrete R4 (proporsi sesuai

petunjuk kemasan)

2 buah

(45)

commit to user

3.3.2. Alat – Alat yang Digunakan

Penelitian dilakukan di Laboratorium Struktur Teknik, Jurusan Teknik Sipil,

Universitas Sebelas Maret Surakarta, sehingga menggunakan alat-alat yang

terdapat pada laboratorium tersebut.

Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

a. Timbangan

1) Neraca merk Murayama Seisakusho Ltd Japan, dengan kapasitas 5 kg.

Ketelitian sampai 0,1 gram, digunakan untuk mengukur berat material

yang berada dibawah kapasitasnya.

2) Timbangan Bascule merk DSN Bola Dunia, dengan kapasitas 150 kg

dengan ketelitian 0,1 kg.

b. Ayakan dan mesin penggetar ayakan

Ayakan baja dan penggetar yang digunakan adalah merk Controls Italy

dengan bentuk lubang ayakan bujur sangkar dengan ukuran lubang ayakan

yang tersedia adalah 75 mm, 50 mm, 38.1 mm, 25 mm, 19 mm, 12.5 mm, 9.5

mm, 4.75 mm, 2.36 mm,1.18 mm, 0.85 mm, 0.30 mm, 0.15 dan pan.

c. Conical mould

Conical mould dengan ukuran diameter atas 3,8 cm, diameter bawah 20 cm,

tinggi 30 cm lengkap dengan tongkat baja yang ujungnya ditumpulkan dengan

ukuran panjang 60 cm, diameter 16 mm digunakan untuk menguji agregat

halus sudah dalam keadaan SSD atau belum.

d. Kerucut Abrams

Kerucut abrams dari baja dengan ukuran diameter atas 1