BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Beton
Menurut (SNI-03-2847-2002), pengertian beton adalah campuran antara
semen Portland atau semen hidraulik lainnya, agregat halus, agregat kasar, dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang membentuk massa padat. Beton disusun dari agregat kasar dan agregat halus. Agregat halus yang digunakan biasanya adalah pasir alam maupun pasir yang dihasilkan oleh industri pemecah batu, sedangkan agregat kasar yang dipakai biasanya berupa batu alam maupun batuan yang dihasilkan oleh industri pemecah batu.
Campuran beton merupakan campuran yang mengandung rongga-rongga akibat adanya bermacam ukuran agregat yang dimasukkan ke dalam campuran tersebut. Rongga-rongga antar agregat ini nantinya diisi dengan agregat yang butiran yang lebih kecil (agregat halus) dan pori-pori antara agregat halus ini diisi oleh semen dan air (pasta semen). Pasta semen juga berfungsi sebagai perekat atau pengikat dalam proses pengerasan, sehingga butiran-butiran agregat saling terekat dengan kuat sehingga terbentuklah suatu kesatuan yang padat dan tahan lama. Campuran tersebut senantiasa bertambah keras seiring dengan bertambahnya umur. Pengerasan ini dapat terjadi karena adanya reaksi dari air dan semen yang mengakibatkan mengeras seperti batuan.
Untuk kualitas beton, parameter yang berpengaruh pada kekuatan beton adalah :
1. Kualitas semen 2. Proporsi semen 3. Kekuatan agregat
4. Interaksi antar agregat dan pasta semen 5. Pencampuran yang cukup dari material beton 6. Pelaksanaan yang benar
Beton memiliki kuat tekan yang besar sementara kuat tariknya kecil (Nugraha, 2007). Maka dari itu biasanya untuk struktur bangunan, beton menggunakan besi tulangan untuk mengantisipasi beban tarik yang mungkin terjadi saat struktur difungsikan. Menurut (TriMulyono, 2005), Sebagai bahan konstruksi beton mempunyai kelebihan dan kekurangan, kelebihan beton antara lain :
1. Harganya relatif murah
2. Mampu memikul beban yang berat
3. Mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi 4. Biaya pemeliharaan/perawatannya kecil
5. Saat ini penelitian terhadap beton banyak dilakukan, menjadikan beton semakin banyak inovasi dan menjadi lebih mudah digunakan untuk berbagai kebutuhan.
Selain kelebihan, beton juga memiliki kekurangan sebagai berikut :
1. Beton mempunyai kuat tarik yang rendah, sehingga mudah retak, oleh karena itu perlu diberi baja tulangan atau tulangan kasa.
2. Bobot beton yang berat dibandingkan dengan struktur lain sehingga tidak ekonomis dalam hal pemindahan.
3. Bentuk yang telah dibuat sulit untuk diubah.
4. Pengecoran beton memiliki waktu ikat yang lama sampai benar-benar kuat dibandingkan struktur lain.
2.2.
Jenis - Jenis Beton
Beton adalah hasil pencampuran semen portland, air, dan agregat. Untuk penggunaan lain, material untuk beton juga dapat disubstitusikan sesuai dengan perencanaan, baik jenis semen, agregat halus maupun agregat kasar, sehingga beton mudah dimodifikasi untuk inovasi yang akan datang. Kadang-kadang juga ditambah bahan tambahan yang sangat bervariasi mulai dari bahan kimia tambahan, serat, sampai bahan buangan non kimia dengan perbandingan tertentu.
Ada bermacam – macam jenis beton, yaitu :
2.2.1. Beton non pasir
Sesuai dengan namanya beton ini tidak menggunakan pasir sebagai bahan adukannya. Sehingga hasil dari pengecoran beton jenis ini akan berongga-rongga. Hal ini diakibatkan kerikil yang digunakan sebagai campuran semen tidak mampu menutupi bagian yang kosong. Beton jenis ini juga memiliki berat jenis yang lebih rendah dibandingkan jenis beton lainnya.
2.2.2. Beton Hampa
Jenis beton ini merupakan yang paling kuat daya tahannya, karena ketika semen dicampur dengan air saat pengadukan kemudian dikeringkan dengan cara yang hampir mirip dengan metode vakum. Pada saat proses vakum berlangsung, air yang terkandung dalam beton yang masih basah disedot dengan cara khusus sehingga beton ini menjadi sangat padat dan kuat.
2.2.3 Beton Ringan
1. Membuat gelembung-gelembung gas udara dalam adukan semen. Dengan demikian akan terjadi banyak pori-pori udara di dalam betonnya. Bahan tambahan khusus (pembentuk gelembung udara dalam beton) ditambahkan ke dalam semen dan akan terbentuk gelembung udara. 2. Dengan menggunakan agregat ringan, misalnya tanah liat bakar dan batu
apung. Dengan demikian beton yang terjadi pun akan lebih ringan daripada beton normal.
3. Pembuatan beton tidak dengan butir-butir agregat halus. Dengan demikian beton ini disebut “beton non-pasir” dan hanya dibuat dari semen dan agregat kasar saja (dengan butiran maksimum agregat kasar sebesar 20 mm atau 10 mm). Beton ini mempunyai pori-pori yang hanya berisi udara (yang semula terisi oleh butir-butir agregat halus).
Tabel 2.1. Klasifikasi berat volume beton
Jenis Beton Berat Volume Beton ( kg/m3)
Beton ultra ringan 300 – 1100
Beton ringan 1100 – 1600
Beton ringan struktural 1450 – 1900
Beton normal 2100 – 2550
Beton berat 2900 - 6100
Sumber : ACI (American Concrete Institute) 213R-79
Tabel 2.2. Klasifikasi berat volume beton
Jenis Beton Berat volume Beton (kg/m3)
Beton berbobot ringan < 1900
Beton berbobot Normal 2200 – 2500
Tabel 2.3. Klasifikasi kepadatan beton ringan sendiri dalam dunia konstruksi, memiliki sejarah yang sudah dikenal dunia dalam beberapa produk. Produk beton sangat ringan yang sudah banyak dikenal dalam dunia konstruksi yaitu Autoclaved Aerated Concrete (AAC) dan Cellular Lightweight Concrete (CLC). Keduanya didasarkan pada gagasan yang sama yaitu menambahkan gelembung udara ke dalam mortar akan mengurangi berat beton yang dihasilkan secara drastis. Perbedaan beton ringan AAC dengan CLC dari segi proses pengeringan yaitu AAC mengalami pengeringan dalam oven autoklaf bertekanan tinggi sedangkan beton ringan jenis CLC yang mengalami proses pengeringan alami. CLC sering disebut juga sebagai Non-Autoclaved Aerated Concrete (NAAC).
Beton ringan AAC ini pertama kali dikembangkan di Swedia pada tahun 1923 sebagai alternatif material bangunan untuk mengurangi penggundulan hutan. Beton ringan AAC ini kemudian dikembangkan lagi oleh Joseph Hebel di Jerman pada tahun 1943. Di Indonesia sendiri beton ringan mulai dikenal sejak tahun
kepadatan yang diinginkan. Adonan beton aerasi ini lantas dipotong sesuai ukuran. Adonan beton aerasi yang masih mentah ini, kemudian dimasukkan ke autoclave chamber atau diberi uap panas dan diberi tekanan tinggi. Suhu di dalam autoclave chamber sekitar 183oC. Hal ini dilakukan sebagai proses pengeringan atau pematangan. Saat pencampuran pasir kwarsa, semen, kapur, gypsum, air, dan alumunium pasta, terjadi reaksi kimia. Butiran alumunium bereaksi dengan kalsium hidroksida yang ada di dalam pasir kwarsa dan air sehingga membentuk hidrogen. Gas hidrogen ini membentuk gelembung-gelembung udara di dalam campuran beton tadi. Gelembung-gelembung udara ini menjadikan volumenya menjadi dua kali lebih besar dari volume semula, di akhir proses pengembangan atau pembusaan, hidrogen akan terlepas ke atmosfir dan langsung digantikan oleh udara, rongga- rongga udara yang terbentuk ini yang membuat beton ini menjadi ringan.
Beton ringan NAAC adalah beton selular yang mengalami proses curing secara alami. Beton ringan NAAC adalah beton konvensional yang mana dalam prosesnya mengunakan busa organik yang sangat stabil dan tidak ada reaksi kimia
ketika proses pencampuran adonan, foam/busa berfungsi hanya sebagai media untuk membungkus udara. Pabrikasi dan peralatan yang digunakan untuk menghasilkan NAAC juga standard, sehingga produksi dengan mudah dapat pula
diintegrasikan ke dalam pabrikasi beton konvensional. Hanya pasir, semen, air dan foam yang digunakan dan kepadatan yand didapatkan dapat disesuaikan mulai dari 350 kg/m3 sampai 1.800 kg/m3.
500% lebih tinggi dan tahan api. Karena sangat praktis maka beton ringan NAAC menawarkan banyak ruang lingkup pengaplikasian, mulai dari isolasi atap rumah pada kepadatan serendah 350 kg/m3 sampai dengan produksi panel dan lantai beton dengan kepadatan 1800 kg/m3. Berdasarkan metode di atas, penulis berkeinginan untuk mencoba membuat beton ringan NAAC dengan fly ash dan bottom ash sebagai substitusi agregat halus yaitu semen dan pasir, karena beton ringan NAAC ini belum banyak dikomersilkan dibanding beton ringan AAC dan pembuatannya relatif lebih hemat energi karena pemrosesannya tanpa autoclave, dan dalam pembuatannya menggunakan foaming agent sebagai bahan pengembangnya.
2.2.4. Beton Siklop
Beton ini digunakan sebagai pembuatan bendungan, pangkal jembatan dan sebagainya. Beton ini masuk dalam kategori beton normal, perbedaannya dengan beton lain ialah ukurannya yang cukup besar.
2.2.5. Beton Massa
Beton ini biasanya memiliki dimensi ukuran 60 cm atau lebih. Beton ini dituang dalam volume besar dengan ukuran perbandingannya antara volume dan luas permukaannya.
2.2.6. Beton Serat
Beton ini cara pencampurannya hampir sama dengan beton biasa, bedanya hanya pada campuran, serat yang turut dicampurkan pada saat pengadukan. Hal ini dilakukan agar beton tidak mudah retak dan partikel-partikel beton bisa saling terikat satu sama lain. Hasilnya kekuatan beton serat memiliki daya tahan yang bagus.
2.2.7. Beton Bertulang
2.2.8. Beton Mortar
Beton jenis ini merupakan beton yang dibuat dengan bahan dasar semen, pasir dan air. Campuran ketiga bahan ini memperkuat susunan partikel beton sehingga daya rekatnya lebih kuat.
2.2.9. Beton Pracetak
Jenis-jenis beton ini biasanya digunakan jika pekerjaan konstruksi yang dilakukan membutuhkan waktu yang sangat cepat. Kelebihannya adalah beton ini dapat dicetak di tempat lain lalu tinggal dipasang di tempat tujuannya. Namun kekurangannya daya rekat beton ini tidak sekuat pembuatan beton dengan cara konvensional.
2.2.10.Beton Prategang
Beton ini pada dasarnya sama dengan beton bertulang namun perbedaannya kawat baja yang dimasukkan ke dalam campuran beton ditegangkan terlebih dahulu. Hal ini dilakukan agar gaya tarik beton ini lebih kuat menahan beban berat.
2.3. Umur Beton
Beton memiliki waktu pengikatan sampai akhirnya struktur benar-benar menyatu. Semakin lama umur beton, maka semakin rekat ikatan antar agregat dan pasta semen. Menurut Mulyono (2004), Kuat tekan beton semakin lama semakin naik secara linear sampai umur 28 hari, setelah itu kuat tekan meningkat dengan proporsi yang kecil, maka dari itu secara umum umur beton yang optimal adalah 28 hari.
2.4. Bahan Penyusun Beton
2.4.1. Agregat
Agregat adalah material pada campuran beton yang tidak bereaksi, hanya diikat oleh pasta semen. Agregat merupakan material yang mempengaruhi kekuatan beton. Agregat biasanya berkisar antara 60-80%
pada beton. Karena agregat merupakan material yang mempengaruhi kekuatan beton, maka agregat harus memiliki gradasi yang sesuai agar
sehingga membuat beton semakin padat dan kuat.Agregat dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu agregat alam dan agregat buatan (pecahan). Agregat alam dan pecahan ini pun dapat dibedakan berdasarkan beratnya, asalnya, diameter butirnya (gradasi), dan tekstur permukaannya.
Selain mudah didapat, agregat tidak bisa sembarang diambil, tetapi harus memiliki hal-hal sebagai berikut :
a. Kekuatan yang baik b. Tahan lama
c. Tahan cuaca
d. Permukaan bebas dari kotoran
e. Tidak boleh terjadi reaksi kimia yang tidak dibutuhkan dengan semen
Dari ukurannya, agregat dapat dibedakan menjadi dua golongan yaitu agregat kasar dan agregat halus.
2.4.1.a. Agregat Halus
Agregat halus merupakan material pengisi dalam campuran beton.
Ukurannya bervariasi antara 4,75 mm sampai 0,15 mm saringan standar amerika (ASTM). Agregat halus yang baik harus bebas bahan organik, lempung, partikel yang lebih kecil dari saringan 0,075 mm atau bahan –
bahan lain yang dapat merusak campuran beton.
Menurut SK SNI S-04-1989-F (Spesifikasi Bahan Bangunan Bagian A), agregat halus harus memenuhi syarat berikut :
Butir-butirnya tajam dan keras dengan indeks kekerasan <
2,2
Kekal, tidak pecah atau hancur oleh cuaca Tidak mengandung lumpur >5%
Tidak mengandung zat organis yang terlampau banyak Modulus kehalusan antara 1,5-3,8 dengan variasi butir
sesuai standar gradasi
Agregat halus dari pantai dapat dipakai asalkan dengan
2.4.1.b. Agregat Kasar
Agregat kasar adalah agregat dengan ukuran butir lebih besar dari 5 mm. Agregat harus mempunyai gradasi yang baik, artinya harus tediri dari butiran yang beragam besarnya, sehingga dapat mengisi rongga-rongga akibat ukuran yang besar, sehingga akan mengurangi penggunaan semen atau penggunaan semen yang minimal.
Menurut SK SNI S-04-1989-F (Spesifikasi Bahan Bangunan Bagian A), agregat kasar harus memenuhi syarat berikut :
Butirannya keras dan tidak berpori dengan indeks kekerasan <5%
Kekal, tidak pecah atau hancur oleh cuaca Tidak mengandung lumpur lebih dari 1%
Tidak boleh mengandung zat reaktif terhadap alkali Butiran yang panjang dan pipih tidak boleh melebihi 20% Modulus kehalusan agregat berkisar pada 6-7,1 dengan
variasi butir sesuai standar gradasi
Ukuran butir maksimum tidak boleh melebihi dari : 1/5
jarak terkecil antara bidang-bidang samping cetakan, 1/3 tebal pelat beton, ¾ jarak bersih antar tulangan atau berkas tulangan.
2.4.2. Semen
Semen adalah bahan yang bertindak sebagai bahan pengikat
Fungsi semen ialah untuk mengikat butir-butir agregat hingga membentuk suatu massa padat dan mengisi rongga-rongga udara di antara butiran agregat. Semen merupakan hasil industri yang sangat kompleks, dengan campuran serta susunan senyawa kimia yang berbeda-beda. Secara umum, Mulyono (2004) mengatakan bahwa semen merupakan campuran dari senyawa CaO (kapur), SiO3 (silika), Al2O3 (alumina) dan MgO (magnesia) serta sedikit alkali. Untuk mengatur waktu ikat semen biasanya ditambahkan dengan CaSO4.2H2O (gipsum).
Semen pada umumnya dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu:
1. Semen non-hidrolik yaitu semen yang tidak dapat mengikat dan mengeras di dalam air, tetapi dapat mengeras jika berada di udara. Contoh utama dari semen non-hidrolik adalah kapur.
2. Semen hidrolik mempunyai kemampuan mengikat dan mengeras di dalam air. Contoh semen hidrolik diantaranya kapur hidrolik, semen pozollan, semen terak, semen alam, semen portland, dan semen alumina.
Adapun sifat-sifat fisik semen yaitu: 1. Kehalusan Butir
Kehalusan semen mempengaruhi waktu pengerasan pada semen. Secara
umum, semen berbutir halus meningkatkan kohesi pada beton segar dan dapat mengurangi bleeding (kelebihan air yang bersama dengan semen bergerak ke permukaan adukan beton segar), akan tetapi menambah kecendrungan beton untuk menyusut lebih banyak dan mempermudah terjadinya retak susut.
2. Waktu ikatan
1. Waktu ikat awal > 60 menit 2. Waktu ikat akhir > 480 menit
Waktu ikatan awal yang cukup awal diperlukan untuk pekerjaan beton, yaitu waktu transportasi, pencetakan, pemadatan, dan perataan permukaan.
3. Panas hidrasi
Silika dan alumina pada semen bereaksi dengan air menjadi media perekat yang memadat lalu membentuk massa yang keras. Reaksi membentuk media perekat ini disebut hidrasi.
4. Pengembangan volume (lechathelier)
Pengembangan semen dapat menyebabkan kerusakan dari suatu beton, karena itu pengembangan beton dibatasi sebesar ± 0,8 % (A.M Neville, 1995). Akibat perbesaran volume tersebut, ruang antar partikel terdesak dan akan timbul retak-retak.
2.4.2.a. Semen Portland
Portland Cement (PC) atau semen adalah bahan yang bertindak sebagai bahan pengikat agregat, jika dicampur dengan air semen
menjadi pasta. Penemu semen (Portland Cement) adalah Joseph Aspdin di tahun 1824, seorang tukang batu kebangsaan Inggris. Dinamakan semen Portland, karena awalnya semen dihasilkan mempunyai warna serupa dengan tanah liat alam di Pulau Portland.
a. Semen Portland Tipe I, semen portland yang dalam penggunaannya tidak memerlukan persyaratan khusus seperti jenis-jenis lainnya. Digunakan untuk bangunan-bangunan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus. Jenis ini paling banyak diproduksi karena digunakan untuk hampir semua jenis konstruksi.
b. Semen Portland Tipe II, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidras dengan tingkat sedang. Digunakan untuk konstruksi bangunan dan beton yang terus-menerus berhubungan dengan air kotor atau air tanah atau untuk pondasi yang tertahan di dalam tanah yang mengandung air agresif (garam-garam sulfat).
c. Semen Portland Tipe III, semen portland yang memerlukan kekuatan awal yang tinggi. Kekuatan 28 hari umumnya dapat dicapai dalam 1 minggu. Semen jenis ini umum dipakai ketika acuan harus dibongkar secepat mungkin atau ketika struktur harus
dapat cepat dipakai.
d. Semen Portland Tipe IV, semen portland yang penggunaannya diperlukan panas hidrasi yang rendah. Digunakan untuk
pekerjaan-pekarjaan dimana kecepatan dan jumlah panas yang timbul harus minimum. Misalnya pada bangunan seperti bendungan gravitasi yang besar.
e. Semen Portland Tipe V, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan yang tinggi terhadap sulfat. Digunakan untuk bangunan yang berhubungan dengan air laut.
2.4.3. Air
Dalam pembuatan beton, air merupakan salah satu faktor penting, karena air bereaksi dengan semen akan menjadi pasta pengikat agregat. Air untuk pembuatan beton minimal memenuhi syarat sebagai air minum, tetapi tidak berarti air yang digunakan untuk pembuatan beton harus memenuhi syarat sebagai air minum.
Menurut (Tjokrodimulyo,2007), Penggunaan air untuk beton sebaiknya memenuhi persyaratan sebagai berikut:
1. Tidak mengandung lumpur atau benda melayang lainnya lebih dari 2 gram perliter
2. Tidak mengandung garam-garam yang dapat merusak beton (asam, zat organik) lebih dari 15 gram perliter
3. Tidak mengandung senyawa klorida (Cl) lebih dari 1 gram perliter 4. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram perliter
Fungsi dari air disini antara lain adalah sebagai bahan pencampur antara semen dan agregat, sehingga air harus bebas dari bahan yang bersifat
asam, basa dan minyak.
Faktor-faktor yang mempengaruhi air dalam pembuatan beton adalah
sebagai berikut. 1. Ukuran agregat
Semakin besar ukuran diameter maksimum agregat, maka semakin sedikit air dan mortar yang dibutuhkan.
2. Bentuk agregat
Agregat batu pecah (memiliki sudut-sudut) memerlukan lebih banyak air dibandingkan dengan agregat dengan bentuk bulat. 3. Gradasi agregat
4. Zat yang terkandung dalam agregat
Semakin banyak zat kotoran seperti lanau, tanah liat, lumpur dan sebagainya membuat air yang dibutuhkan semakin banyak.
5. Perbandingan agregat kasar dengan agregat halus
Semakin banyak agregat kasar, maka penggunaan air lebih sedikit, sedangkan apabila agregat kasar sedikit, maka penggunaan ait semakin banyak.
Air yang digunakan untuk pencampuran pada penelitian ini adalah air PAM dari Laboratorium bahan konstruksi FT USU. Sedangkan untuk perawatan perendaman menggunakan air yang berada di bak perendaman Laboratorium bahan konstruksi FT USU.
2.5. Bahan Tambah
Menurut (SK SNI S-18-1990-03), bahan tambah (admixture) adalah suatu
bahan berupa bubuk atau cairan yang ditambahkan ke dalam campuran adukan beton selama pengadukan, dengan tujuan untuk mengubah sifat adukan atau betonnya. Fungsi bahan tambah ini adalah mengubah sifat-sifat beton agar menjadi lebih cocok untuk pekerjaan tertentu, atau untuk menghemat biaya. Bahan tambah biasanya diberikan dalam jumlah yang relatif sedikit, dan harus dengan pengawasan yang ketat agar tidak berlebihan yang justru akan dapat memperburuk sifat beton. Secara umum bahan tambah yang digunakan beton dapat dibedakan menjadi dua, yaitu bahan tambah yang bersifat kimiawi (chemical admixture) dan bahan tambah yang bersifat mineral (additive).
2.5.1. Bahan Tambah Kimia
a. Tipe A “Water-Reducing Admixtures”
Water – Reducing Admixture digunakan antara lain dengan tidak mengurangi kadar semen dan nilai slump untuk memproduksi beton dengan nilai perbandingan atau ratio factor air semen (fas) yang rendah. Atau dengan tidak merubah kadar semen yang digunakan dengan factor air semen yang tetap maka nilai slump yang dihasilkan dapat lebih tinggi. Hal ini dimaksudkan dengan mengubah kadar semen tetapi tidak merubah fas dan slump. Pada kasus pertama dengan mengurangi fas secara tidak langsung akan meningkatkan kekuatan
tekannya, karena dalam banyak kasus fas yang rendah meningkatkan kuat tekan beton. Pada kasus kedua, tingginya nilai slump yang didapat akan memudahkan
penuangan adukan (placing) atau waktu penuangan adukan dapat diperlambat. Pada kasus ketiga dimaksudkan untuk mengurangi biaya karena penggunaan semen yang kecil ( Marther, Bryant,1994)
b. Tipe B “Retarding Admixtures”
Retarding Admixture adalah bahan tambah yang berfungsi untuk menghambat waktu pengikatan beton. Penggunaannya untuk menunda waktu pengikatan beton, misalnya karena kondisi cuaca yang panas, atau untuk memperpanjang waktu untuk pemadatan, untuk menghindari cold joints dan menghindari dampak penurunan saat beton segar saat pelaksanaan pengecoran.
c. Tipe C “AcceleratingAdmixtures”
d. Tipe D “Water Reducing and Retarding Admixtures”
Water Reducing and Retarding Admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi ganda yaitu mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu dan menghambat pengikatan awal. Water Reducing and Retarding Admixtures yaitu pengurang air dan pengontrol pengeringan. Bahan ini digunakan untuk menambah kekuatan beton. Bahan ini juga akan mengurangi kandungan semen yang sebanding dengan pengurangan kandungan air. Bahan ini hampir semuanya berwujud cair. Air yang
terkandung dalam bahan akan menjadi bagian air campuran beton. Dalam perencanaan air ini harus ditambahkan sebagai berat air total dalam campuran
beton.
e. Tipe E “Water Reducing and Accelerating Admixtures”
Water Reducing and Accelerating Admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi ganda yaitu mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton yang konsistensinya tertentu dan mempercepat pengikatan awal.
f. Tipe F “Water Reducing, High Range Admixtures”
g. Tipe G “Water Reducing, High Range Retarding Admixtures”
Water Reducing, High Range Retarding Admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu, sebanyak 12% atau lebih dan juga untuk menghambat pengikatan beton. Jenis bahan tambah ini merupakan gabungan superplasticizer dengan menunda waktu pengikatan beton. Biasanya digunakan untuk kondisi pekerjaan yang sempit karena sedikitnya sumber daya yang mengelola beton disebabkan keterbatasan ruang kerja.
2.5.2. Bahan Tambah Mineral (additive)
Bahan tambah mineral ini merupakan bahan tambah yang dimasukkan untuk memperbaiki kinerja beton. Bahan tambah mineral ini cenderung bersifat penyemenan. Beberapa bahan tambah mineral ini adalah pozzolan, fly ash, slag, dan silica fume. Beberapa keuntungan penggunaan bahan tambah mineral ini antara lain (Cain, 1994:500-508) :
1. Memperbaiki kinerja workability 2. Mengurangi panas hidrasi
3. Mengurangi biaya pekerjaan beton
4. Mempertinggi daya tahan terhadap serangan sulfat
5. Mempertinggi daya tahan terhadap serangan reaksi alkali-silika 6. Mempertinggi usia beton
7. Mempertinggi kekuatan tekan beton 8. Mempertinggi keawetan beton 9. Mengurangi penyusutan
2.5.3. Foaming Agent
Foaming agent adalah bahan tambahan yang digunakan pada pencampuran beton untuk membuat campuran beton lebih mengembang dan memperbesar rongga udara di dalamnya sehingga beton menjadi lebih ringan. Penambahan bahan ini tidak boleh terlalu banyak, karena jika rongga udara yang terdapat di dalam beton terlalu besar atau banyak, maka kekuatan beton dapat menurun. Pada penelitian ini peneliti menggunakan foaming agent produk Meyco fix slf 20 dari BASF.
2.5.4.Fly Ash
Fly ash atau abu terbang yang merupakan sisa-sisa pembakaran batu bara, yang dialirkan dari ruang pembakaran melalui ketel berupa semburan asap. Fly Ash berukuran 0,074-0,005 mm. Fly Ash adalah abu terbang yang diperoleh dari pembakaran batubara dengan suhu 1600oC yang memiliki kandungan komponen silika sebesar 72,2% menurut pengujian dari balai riset dan standarisasi industri Medan. Karena sifatnya menyerupai semen sehingga dapat berfungsi sebagai bahan perekat dan
dapat mengurangi penggunaan semen.
Menurut ASTM C618 fly ash dibagi menjadi dua kelas yaitu fly ash kelas F dan kelas C. Perbedaan utama dari kedua fly ash tersebut
adalah banyaknya kalsium, silika, aluminium dan kadar besi di fly ash tersebut. Walaupun kelas F dan kelas C sangat ketat ditandai untuk digunakan fly ash yang memenuhi spesifikasi ASTM C618, namun istilah ini lebih umum digunakan berdasarkan asal produksi batubara atau kadar CaO.
mempunyai sifat pozolanic juga mempunyai sifat self-cementing (kemampuan untuk mengeras dan menambah kuat apabila bereaksi dengan air) dan sifat ini timbul tanpa penambahan kapur. Fly ash kelas C ini mengandung kapur lebih besar dari fly ash kelas F (CaO > 20%). Sehingga fly ash dari PT. SOCI MAS yang digunakan dalam penelitian ini diklasifikasikan kedalam fly ash kelas F, karena kadar kapur dalam fly ash ini sebesar 4,79% (CaO < 10%).
Tingkat pemanfaatan abu terbang dalam produksi semen saat ini masih tergolong amat rendah. China memanfaatkan sekitar 15 persen, India kurang dari lima persen, untuk memanfaatkan abu terbang dalam pembuatan beton. Abu terbang ini sendiri, kalau tidak dimanfaatkan juga bisa menjadi ancaman bagi lingkungan. Karenanya dapat dikatakan, pemanfaatan abu terbang akan mendatangkan efek ganda pada tindak penyelamatan lingkungan, yaitu penggunaan abu terbang akan memangkas dampak negatif kalau bahan sisa ini dibuang begitu saja dan sekaligus mengurangi penggunaan semen Portland dalam pembuatan beton. Pada
penelitian ini, fly ash yang digunakan bersal dari PT.SOCI MAS.
ElectroStatic Precipitator (ESP) adalah salah satu alternatif penangkap debu dengan effisiensi tinggi (mencapai diatas 90%) dan rentang partikel yang didapat cukup besar. Dengan menggunakan electro static precipitator (ESP) ini, jumlah limbah debu yang keluar dari cerobong diharapkan hanya sekitar 0,16 % (efektifitas penangkapan debu mencapai 99,84%).
Air Heater merupakan alat yang berfungsi untuk memanaskan udara yang digunakan untuk menghembusatau meniup bahan bakar agar dapat terbakar sempurna.
ID Fans (Induced Draft Fan) merupakan alat dari boiler yang berfungsi sebagai penghisap asap yang dikeluarkan dari ruang pembakaran.
Gambar 2.2 Fly Ash
Dari hasil pengujian di laboratorium karakteristik Fly Ash mengandung unsur:
Tabel 2.4. Unsur yang terkandung dalam Fly ash
No Parameter Satuan Hasil Metode
1 Silika sebagai SiO2 % 72,2 Gravimetri
2 Aluminium sebagai Al2O3 % 18,8 Perhitungan
3 Besi sebagai Fe2O3 % 0,79 A A S
4 Kalsium sebagai CaO % 4,79 Tritimetri
5 Magnesium sebagai MgO % 3,50 Gravimetri
6 Sodium sebagai Na2O % 0,03 A A S
7 Potasium sebagai K2O % 0,04 A A S
8 Fosfor sebagai P2O5 % 0,19 Spektrofotometri
9 Sulfur (S) % 2,12 Gravimetri
10 Mangan mg/Kg 81,8 A A S
Sumber : Laboratorium Penguji, Balai riset dan standarisasi industri Medan
2.5.5.Bottom Ash
Bottom ash merupakan material yang tidak terbakar dengan sempurna dari pembakaran batubara. Bottom ash mempunyai ukuran partikel yang lebih besar dan lebih berat dari fly ash dengan karakteristik berwarna abu-abu gelap berbentuk butiran berporos sehingga dianggap mampu mengurangi penggunaan pasir. Bottom Ash yang digunakan pada penelitian ini berasal dari PT.SOCI MAS.
Gambar 2.4 Skema mendapatkan bottom ash
Dari hasil pengujian di laboratorium karakteristik Bottom Ash mengandung unsur:
Tabel 2.5. Unsur yang terkandung dalam Bottom ash
No Parameter Satuan Hasil Metode
1 Silika sebagai SiO2 % 53,4 Gravimetri
2 Aluminium sebagai Al2O3 % 6,77 Perhitungan
3 Besi sebagai Fe2O3 % 1,27 A A S
4 Kalsium sebagai CaO % 8,74 Tritimetri
5 Magnesium sebagai MgO % 4,12 Gravimetri
6 Sodium sebagai Na2O % 0,06 A A S
7 Potasium sebagai K2O % 0,08 A A S
8 Fosfor sebagai P2O5 % 0,13 Spektrofotometri
9 Sulfur (S) % 1,05 Gravimetri
10 Mangan mg/Kg 404 A A S
2.5.6.Superplasticizer
Menurut ASTM C494 dan British Standard 5075, Superplasticizer adalah bahan kimia tambahan pengurang air yang sangat efektif, dengan pemakaian bahan tambahan ini diperoleh adukan dengan faktor air semen lebih rendah pada nilai kekentalan adukan yang sama atau diperoleh adukan dengan kekentalan lebih encer dengan faktor air semen yang sama, sehingga kuat tekan beton lebih tinggi. Superplasticizer merupakan bahan tambah (admixture). Bahan tambah additive dan admixture adalah bahan
selain semen, agregat dan air yang ditambahkan pada adukan beton, sebelum atau selama pengadukan beton untuk mengubah sifat beton sesuai
dengan keinginan perencana. Penambahan additive atau admixture tersebut ke dalam campuran beton ternyata telah terbukti meningkatkan kinerja beton hamper disemua aspeknya, yaitu kekuatan, kemudahan pengerjaan, keawetan dan kinerja-kinerja lainnya dalam memenuhi tuntutan teknologi konstruksi modern.
Superplasticizer juga mempunyai pengaruh yang besar dalam meningkatkan workabilitas, bahan ini merupakan sarana untuk
menghasilkan beton mengalir tanpa terjadi pemisahan (segregation/bleeding) yang umumnya terjadi pada beton dengan jumlah air yang besar, maka bahan ini berguna untuk pencetakan beton ditempat-tempat yang sulit seperti tempat pada penulangan yang rapat.
Superplasticizer adalah zat-zat polymer organik yang dapat larut dalam air yang telah dipersatukan dengan mengunakan proses polymerisasi yang komplek untuk menghasilkan molekul-molekul panjang dari massa molekular yang tinggi. Molekul-molekul panjang ini akan membungkus diri mengelilingi partikel semen dan memberikan pengaruh negatif yang tinggi sehingga antar partikel semen akan saling menjauh dan
menolak. Hal ini akan menimbulkan pendispersian partikel semen sehingga mengakibatkan keenceran adukan dan meningkatkan
menghasilkan beton dengan workability yang tinggi atau menghasilkan beton dengan kuat tekan yang tinggi.
Efek superplasticizer pada beton segar yang dimanfaatkan adalah kemampuannya untuk :
1. Mengurangi jumlah air dan menjaga kandungan semen dengan kemampuan kerjanya tetap sama serta menghasilkan faktor air semen yang lebih rendah dengan kekuatan yang lebih besar.
2. Menjaga kandungan air dan semen tetap konstan sehingga didapatkan campuran dengan workability tinggi
3. Mengurangi kandungan air dan semen dengan faktor air semen yang konstan tetapi menigkatkan kemampuan kerjanya sehingga menghasilkan beton dengan kekuatan yang sama tetapi menggunakan semen lebih sedikit.
4. Tidak ada udara yang masuk, penambahan 1% udara kedalam beton dapat menyebabkan pengurangan strength rata-rata 6%. Untuk memperoleh kekuatan yang tinggi, diharapkan dapat menjaga “air content” di dalam beton serendah mungkin. Penggunaan superplasticizer menyebabkan sedikit bahkan tidak ada udara masuk kedalam beton.
5. Tidak adanya pengaruh korosi terhadap tulangan.
2. 6. Berat Isi dan Absorbsi
2.6.1.Berat Isi
Menurut (SNI 03-3402-1994), Berat isi merupakan salah satu sifat yang sangat penting untuk diketahui pada struktur beton ringan selain kekuatannya. Berat isi yang ringan mengindikasikan bahwa beton ringan sudah mencapai berat yang diinginkan. Berat isi beton ringan dapat diukur dalam dua keadaan, yaitu saat beton dalam keadaan kering oven pada suhu 110 ⁰C selama 24 jam, serta beton ringan dalam keadaan seimbang,
dengan pengeringan menggunakan suhu ruangan sampai beton mencapai berat yang konstan. Pada penelitian ini pengukuran berat isi dengan menggunakan metode kedua yaitu dengan pengeringan menggunakan suhu ruangan.
2.6.2. Absorbsi
Absorbsi adalah kemampuan suatu bahan untuk menyerap air. Nilai absorbsi sangat berkaitan dengan berat jenis maupun porositas suatu bahan, karena nilai absorbsi yang besar mengindikasikan banyaknya rongga-rongga yang terdapat dalam material tersebut. Besarnya absorbsi juga dapat menyebabkan menurunnya kekuatan beton, karena pori-pori yang ada menyebabkan ikatan antar partikel pada suatu material berkurang.
Besarnya absorbsi pada beton dihitung menggunakan rumus:
Dimana : A = Absorbsi (%)
2. 7. Kuat Tarik Belah Beton
Kontruksi beton yang dipasang mendatar sering menerima beban tegak lurus dan sering mengalami rekahan (splitting). Hal ini terjadi karena ada daya dukung terhadap gaya lentur tergantung pada jarak dari garis berat beton, makin jauh dari
garis berat makin kecil daya dukungnya. Salah satu kelemahan beton adalah mempunyai kuat tarik yang sangat kecil dibandingkan dengan kuat tekannya yaitu
10%–15% f’c. Kuat tarik beton berpengaruh terhadap kemampuan beton di dalam mengatasi retak awal sebelum dibebani. Pengujian terhadap kekuatan tarik beton dapat dilakukan dengan cara:
1. Pengujian tarik langsung, untuk menguji tarik langsung pada spesimen silinder maupun prisma dilakukan dengan menempelkan benda uji pada suatu pelat besi dengan lem epoxy. Tepi benda uji harus digergaji dengan gerinda intan untuk menghilangkan pengaruh pengecoran atau vibrasi. Beban kecepatan 0,005 MPa/detik sampai runtuh.
2. Pengujian tarik belah (pengujian tarik beton tak langsung) dengan menggunakan “Split cylinder test”. Dengan membelah silinder beton terjadi pengalihan tegangan tarik melalui bidang tempat kedudukan salah satu silinder dan silinder beton tersebut terbelah sepanjang diameter yang dibebaninya.
Tegangan tarik tidak langsung dihitung dengan persamaan:
Dimana : T = kuat tarik beton (MPa) P = beban hancur (N)
Pada penelitian ini metode yang digunakan untuk mencari nilai kuat tarik belah adalah metode yang kedua yaitu menggunakan split cylinder test yang dilakukan dilaboratorium bahan konstruksi USU.
2. 8. Kuat Tekan Beton
Menurut (SNI 03-1974-1990), Kuat tekan beton adalah besarnya beban per
satuan luas yang menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani dengan gaya tekan tertentu, yang dihasilkan oleh mesin tekan. Kuat tekan beton mengidentifikasikan mutu dari sebuah struktur. Semakin tinggi tingkat kekuatan struktur yang dikehendaki, semakin tinggi pula mutu beton yang dihasilkan. Beberapa faktor seperti ukuran dan bentuk agregat, jumlah pemakaian semen, jumlah pemakaian air, proporsi campuran beton, perawatan beton (curing), usia beton ukuran dan bentuk sampel, dapat mempengaruhi kekuatan tekan beton.
Kekuatan tekan benda uji beton dihitung dengan rumus :
f’c =
Dimana : f’c : Kekuatan tekan (MPa)
P : Beban tekan (N)
