commit to user
6 BAB II
KAJIAN PUSTAKA
A. Kajian teori dan hasil penelitian yang relevan. 1. Kajian teori
a. Beton
Beton adalah pencampuran dari pasir sebagai agregat halus, kerikil sebagai agregat kasar dan semen (PC) sebagai bahan pengikat hidrolis bila dicampur dengan air. “Beton adalah campuran antara semen Portland atau semen hidraulik yang lain, agregat halus, agregat kasar dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang membuat masa padat”. (SK SNI 03-2847-2002).
Beton adalah suatu bahan bahan bangunan dan konstruksi, yang sifatsifatnya dapat ditentukan lebih dahulu dengan mengadakan perencanaan dan pengawasan yang teliti terhadap bahan-bahan yang dipilih. Bahan-bahan pilihan itu adalah, ikatan keras, yang ditimbulkan oleh reaksi kimia antara semen dan air, serta agregat dimana semen yang mengeras itu beradhesi dengan baik maupun kurang baik. Agregat itu berupa kerikil, batu pecah, sisa-sisa bahan mentah tambang, agregat ringan buatan, pasir atau bahan sejenisnya. (L.J.Murdock, 1999:2)
Beton merupakan suatu bahan komposit (campuran) dari beberapa material, yang bahan utamanya terdiri dari medium campuran antara semen, agregat halus, agregat kasar, air serta bahan tambahan lain dengan perbandingan tertentu. Karena beton merupakan komposit, maka kualitas beton sangat tergantung darikualitas masing-masingmaterial pembentuk.(Tjokrodimulyo,1992). Beton merupakan salah satu bahan konstruksi yang telah umum digunakan untuk bangunan gedung, jembatan, jalan, dan lain-lain. Beton merupakan satu kesatuan yang homogen. Beton terdiri dari campuran agregat halus dan agregat kasar (pasir, kerikil, batu pecah, atau jenis agregat lain), dengan semen, yang dipersatukan oleh air dalam perbandingan tertentu ( Wuryati S.& Candra R, 2001:III).
commit to user
7
Ketika semen dan air dicampur, partikel-partikel semen cenderungberkumpul menjadi gumpalan yang dikenal sebagai gumpalan semen.Penggumpalan mencegah pencampuran antara semen dan air yang menghasilkankehilangan kemampuan kerja (loss of workability) dari campuran betonsebagaimana hal tersebut mencegah campuran hidrasi yang sempurna. Ini berartibahwa pengurangan kekuatan potensial penuh dari pasta semen akan ditingaktkan. Pada beberapa kejadian dalam 28 hari perawatan hanya 50% kandungan semensudah terhidrasi. (Smith dan Andreas, 1989).
Menurut SK SNI S-04-1989-F ( Spesifikasi Bahan Bangunan Bagian A), agregat halus untuk bahan bangunan sebaiknya dipilih yang memenuhi persyaratan sebagai berikut:
1) Butir-butir tajam, dankeras dengan indeks kekerasan 㑸2,2 %
2) Kekal, tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca (terik matahari dan hujan). Jika diuji dengan larutan garam Natrium Sulfat bagian yang hancur maksmum 12 persen, jika dengan garam Magnesium Sulfat maksimum 18 persen.
3) Tidak mengandung lumpur ( butiran halus yang lewat ayakan 0,06 mm) lebih dari 5 persen.
4) Tidak mengandung zat organic terlalu banyak, yang dibuktikan dengan percobaan warna dengan larutan 3% NaOH, yaitu warna cairan diatas endapan agregat halus tidak boleh gelap daripada warna standar atau pembanding. 5) Modulus halus butir antara 1,50 – 3,80 dan dengan variasi butir sesuai standar
gradasi.
6) Khusus untuk beton dengan tingkat keawaten tinggi, agregat halus harus tidak reaktif terhadap alkali
7) Agregat halus dari laut atau pantai, boleh dipakai asalkan dengan petunjuk dari lembaga pemeriksaan bahan – bahan yang diakui.
Menurut Nugraha dan Antoni (2007), kegunaan agregat halus adalah: a. Mengisi ruang antara butir agregat kasar.
b. Memberikan kelecakan. Jika agregat halus terlalu banyak:
commit to user
8
2. Kebutuhan air bertambah untuk slump (kelecakan) yang disyaratkan. 3. Adanya hubungan antara gradasi agregat halus dan pendarahan pada beton. b. Beton Ringan
Menurut Neville dan Brooks (1987) beton ringan dapat dibagi menjadi tiga kategori, yaitu :
1) Beton ringan struktur (Struktural Lightweight Concrete).
Beton ini memiliki kuat tekan minimum pada umur beton 28 hari tidak kurang dari 17 MPa (2500 psi). Berat jenis beton ini tidak lebih dari 1840 kg/m3 dan biasanya terletak antara 1400 kg/m3 – 1840 kg/m3.
2) Beton ringan untuk pasangan batu (Masonry Concrete).
Beton ini memiliki berat jenis antara 500 kg/m3 - 800 kg/m3 dan kuat tekan antara 7 MPa – 14 MPa (1000 psi – 2000 psi).
3) Beton ringan penahan panas (Insulating Concrete).
Beton ini memiliki koefisien hantar panas kurang dari 0,3 J/m2s 8C/m dengan berat jenis beton kurang dari 800 kg/m3 dan kuat tekan beton antara 0,7 MPa – 7 MPa (100 psi – 1000 psi).
Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk mendapatkan beton ringan antara lain (Tjokrodimuljo, 1996).
1) Dengan membuat gelembung-gelembung gas/udara dalam adukan semen.
Dengan demikian akan terjadi banyak pori-pori udara di dalam betonnya. Bubuk alumunium yang ditambahkan ke dalam semen akan menimbulkan gelembung-gelembung udara.
2) Dengan menggunakan agregat ringan, misalnya tanah liat bakar, batu apung. Dengan demikian beton yang dihasilkan akan lebih ringan daripada beton biasa. 3) Pembuatan beton dengan tanpa butir-butir agregat halus.
Dengan demikian beton ini disebut “ beton non pasir” dan hanya dibuat dari semen dan agregat saja (butir maksimum agregat kasar sebesar 20 mm atau 10 mm.
commit to user
9 c. Sifat beton ringan
Beton ringan (Gambhir,1986) mempunyai sifat-sifat positif sebagai berikut: 1) Ringan, berat jenis beton biasa sekitar 2300 kg/m3, adapun berat jenis beton
ringan dari 300 kg/m3 sampai 1200 kg/m3. Beton yang sangat ringan biasanya baik dipakai untuk bahan isolasi, adapun beton tidak begitu ringan dapat digunakan untuk struktur ringan.
2) Tidak menghantarkan panas, beton ringan mempunyai nilai isolasi sebesar 3 sampai 6 kali bata dan sekitar 10 kali beton biasa. Dinding tembok tebal 200 mm yang terbuat dari beton ringan dengan berat jenis 800 kg/m3 mempunyai tingkat isolasi sama dengan dinding bata tebal 400 mm yang berta jenisnya 1600 kg/m3. 3) Tahan api, beton ringan mempunyai sifat yang baik sekali dalam menahan
kebakaran, sifatnya yang tidak baik dalam menghantarkan panas membuat beton ringan itu amat baik untuk melindungi bagian struktur dari pengaruh api.
4) Mudah dikerjakan, beton ringan dapat dengan mudah digergaji, dipotong atau dipaku, oleh karena itu beton ringan mudah dibuat, perbaikan setempat juga mudah dilakukan tanpa merusak bagin lain yang tidak diperbaiki.
5) Keawetan, karena beton ringan biasanya bersifat tidak kedap air maka beton ini tidak dapat mencegah terjadinya karat pada baja tulangannya sebagainya terjadi pada beton biasa oleh karena itu maka baja tulangan yang dipakai perlu diberi lapisan khusus untuk mencegah terjadinya korosi.
6) Harga murah karena beratnya ringan dan nilai banding antara kuat tekan dan berat jenisnya kecil, pemakaian beton jenis ini akan membuat pemakaian baja tulangan yang sedikit.
d. Styrofoam
Styrofoam terbuat dari bahan utama polysterene yaitu bahan plastik yang cukup kuat, yang disusun oleh erethylene dan benzene. Bahan ini diproses secara injeksi ke dalam sebuah cetakan dengan tekanan tinggi dan dipanaskan pada suhu tertentu dan waktu tertentu. Akhir abad 19, apoteker Jerman bernama Eduard Simon menemukan senyawa polysterene. Ia mengisolasi bahan itu dari bahan resin alami. Temuan ini disempurnakan oleh Herman Staudinger dari Jerman
commit to user
10
menjadi bahan plastic polimer dan menjadi tonggak perkembangan styrofoam
(Zainal Abidin, 2004: 1-2).
Mr. Cho dari Korea dalam Seminar Inovasi Bahan Bangunan di Semarang 16 Maret 2004, dimana ia membawakan makalah dengan judul Memperkenalkan
Styrofoam Sebagai Bahan Bangunan Untuk Interior dan Exterior, Sistem
Waterproofing Untuk Gedung, dan Penggunaan Breksi Batu Apung Pada Campuran Beton, berpendapat bahwa,” Styrofoam adalah hasil bahan olahan dari polyester yang berupa butiran sintetik yang saling rekat yang mempunyai sifat tidak bisa tenggelam dan mampu menahan suhu ruangan lebih lama.”
e. Beton Ringan Styrofoam
Sambodo.“Penggunaan Styrofoam untuk Beton Ringan dengan Kandungan Semen 350 kg/m3” (1999), meneliti penggunaan styrofoam untuk beton ringan dengan kandungan semen 350 kg/m3. Pengujian ini dilakukan untuk 3 buah silinder setiap variasi adukan pada saat berumur 28 hari. Variasi styrofoam yang digunakan adalah 0 %, 20 %, 40 %, 60 %, 80 %, 100 % dari total pasir.
Persyaratan untuk beton ringan struktural yaitu mempunyai berat jenis antara 1440-1840 kg/m3 dan kuat tekannya > 17 Mpa.
Taufiq Lilo A.S. dan AG.Tamrin. ”Material Beton Struktur Dari Beton Ringan Styrofoam”(2006), meneliti tentang penggunaan styrofoam untuk menggantikan sebagian dari agregat kasar dalam campuran adukan beton ringan struktural dan didapatkan hasil bahwa beton ringan struktur dengan berat jenis paling kecil dan masih memenuhi syarat kuat tekan beton ringan struktur adalah 1887.24 kg/m³ dengan kuat tekan 18.59 MPa pada variasi 20% styrofoam
pengganti agregat kasar untuk kuat tekan rencana 20 MPa.
Ernawati Sri S. dan Taufiq Lilo A.S. “Pengaruh Faktor Bentuk Styrofoam Terhadap Kuat Tekan dan Berat Jenis Beton Ringan Struktural” (2007), meneliti tentang pengaruh faktor bentuk styrofoam terhadap kuat tekan dan berat jenis beton ringan struktural. Dan diperoleh hasil bahwa faktor bentuk styrofoam tidak memberi pengaruh yang signifikan. Jadi apapun bentuk styrofoam baik itu
commit to user
11
segitiga, segiempat maupun tak beraturan akan memberikan kuat tekan dan berat jenis yang tidak jauh berbeda.
f. Abu Terbang (Flyash)
Flyashmerupakan pozolan, yaitu bahan alam atau buatan yang sebagian besar terdiri dari unsur-unsur silikat dan aluminat yang reaktif (PUBI-1982). Pozolan sendiri tidak memiliki sifat semen, tetapi dalam keadaan halus (lolos ayakan 0,21 mm) bereaksi dengan air dan kapur padam pada suhu normal (24-27 ºC) menjadi suatu massa padat yang tidak larut dalam air.
Dalam SK SNI S-15-1990-F, Spesifikasi Abu Terbang Sebagai Bahan Tambahan untuk Campuran Beton disebutkan ada 3 jenis abu terbang, yaitu : 1) Abu terbang kelas F, ialah abu terbang yang dihasilkan dari pembakaran batubara
jenis anthracite pada suhu 1560 ºC, abu terbang ini mempunyai sifat-sifat semen dengan kadar kapur dibawah 10%.
2) Abu terbang kelas N, ialah hasil kalsinasi dari pozolan alam, misalnya diatomic, shole, tuft dan batu apung.
3) Abu terbang kelas C,ialah abu terbang yang dihasilkan dari pembakaran lignite atau batubara dengan kadar karbon sekitar 60%, abu terbang ini mempunyai sifat-sifat semen dengan kadar kapur diatas 10%.
Komposisi kimia masing-masing jenis abu terbang sedikit berbeda dengan komposisi kimia semen. Tabel 2.4 berikut ini menjelaskan komposisi kimia abu terbang dan semen menurut Ratmaya Urip (2003).
commit to user
12 g. Bahan Penyusun Beton
Gambar pembuat beton disajikan pada gambar 1 berikut: Unsur terurai: Matriks komposit: Semen
+ Air +
Agregat halus, misalnya pasir +
Agregat kasar, misalnya kerikil (Sumber: Nugraha dan Antoni, 2007: 2)
Gambar2.1. Pembuat Beton
Bahan yang digunakan dalam pembuatan campuran beton pada umumnya adalah:
1) Portland Cement (PC)
Semen portland ialah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silikat – silikat kalsium yang bersifat hidrolis, dan gips sebagai bahan pembantu (Tjokrodimuljo,2004).
Menurut ASTM C-150,1985, semen portland didefinisikan sebagai semen hidrolik yang dihasilkan dengan menggiling klinker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik, yang umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium sulfat sebagai bahan tambah yang digiling bersama – sama dengan bahan utamanya.
Roosseno (1954) menyatakan semen terbentuk oleh 1,7 ukuran – berat calcium – oxyde (CaO) dan 1 ukuran – berat campuran Siliciumoxyde (SiO컠) + tanah tawas (aluinaarde) AlDO컠 + Ferrioxyde FeDO컠, perbandingan
�ir
r蒨�e r 蒨 r mempengaruhi kualitas semen.
Tjokrodimuljo (2004) menyatakan bahan dasar semen portland terdiri dari bahan – bahan yang mengandung kapur, silika, alumina, dan oksida besi,
Beton Mortar Pasta Semen /Grout Pasta Semen /Grout Beton Pasta Semen /Grout
commit to user
13
sebagaimana dapat dilihat dalam tabel 2.3. Oksida – oksida tersebut berinteraksi satu sama lain untuk membentuk serangkaian produk yang lebih komplek selama proses peleburan.
Tabel 2 . 2 . Susunan unsur semen portland
Oksida Persen Kapur, CaO 60 – 65 Silika, SiOD 17 – 25 Alumina, AlDO컠 3 – 8 Besi, FeDO컠 0,5 – 6 Magnesia, MgO 0,5 – 1 Sulfur, SO컠 1 – 2 Soda / potash, NaDO+ KDO 0,5 – 1 (Sumber: Tjokrodimuljo, 2004: II – 2)
Terdapat empat senyawa penting dalam semen. Menurut Tjokrodimuljo (2004), keempat senyawa tersebut adalah :
· Trikalsium silikat (C컠S) atau 3CaO.SiOD
· Dikalsium silikat (CDS) atau 2CaO.SiOD
· Trikalsium Aluminat (C컠A) atau 2CaO.AlDO컠
· Tetrakalsium aluminoferit (C娨AF) atau 4CaO.AlDO컠.FeDO컠
Menurut Tjokrodimuljo (2004 : II.8), sesuai dengan tujuan pemakaiannya, Semen Portland di Indonesia (Spesifikasi Bahan Bangunan Bagian A, Bahan Bangunan Bukan Logam, SK SNI – S – 04 – 1989 – F), dibagi 5 jenis, yaitu :
(1) Jenis I
Semen Portland untuk kontruksi umum, yang tidak memerlukan persyaratan – persyratan khusus seperti yang disyaratkan pada jenis – jenis lain.
(2) Jenis II
Semen Portland untuk konstruksi yang agak tahan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang.
(3)Jenis III
Semen Portland untuk kontruksi dengan syarat kekuatan awal tinggi. (4) Jenis IV
Semen Portland kontruksi dengan syarat panas hidrasi rendah. (5) Jenis V
commit to user
14
Tabel 2 . 3. Reaksi hidrasi senyawa semen
Senyawa yang bereaksi Komponen yang dihasilkan
Trikalsium silikat + air
Gel Tobermorit + Kalsium Hidroksida
Dikalsium silikat + air Gel Tobermorit + Kalsium Hidroksida
Tetrakalsium Aluminoferrit + Air + Kalsium Hiroksida
Kalsium Aluminoferrit Hidrat Tetrakalsium Aluminat + Air +
Kalsium Hiroksida
Tetrakalsium Aluminat Hidrat Tetrakalsium Aluminat + Air +
Gypsum
Kalsium Monosulfoaluminate (Sumber: Nugraha dan Antoni, 2007: 34)
Waktu pencampuran semen dan air sampai saat kehilangan sifat keplastisannya disebut waktu ikatan awal, sedangkan waktu sampai mencapai pastanya menjadi massa yang keras disebut waktu ikatan akhir. Pada semen portland biasa, waktu ikatan awal tidak boleh kurang dari 60 menit, dan waktu ikatan akhir tidak boleh kurang dari 480 menit . Pengertian waktu ikatan awal merupakan hal penting pada pekerjaan beton. Waktu ikatan awal yang cukup lama diperlukan untuk memberi peluang pembuat beton mengerjakan proses pembuatan beton, yaitu waktu untuk: pengadukan, transportasi, penuangan, pemadatan, dan perataan permukaan. Proses ikatan ini disertai perubahan temperatur. Temperatur naik dengan cepat dari ikatan awal dan mencapai puncaknya pada waktu berakhirnya ikatan akhir (Tjokrodimuljo, 2004).
2) Air
Murdock dan Brook (1986) berpendapat di dalam campuran beton, air mempunyai dua buah fungsi, yang pertama untuk memungkinkan reaksi kimia yang menyebakan pengikatan dan berlangsungnya pengerasan, dan yang kedua, sebagai pelincir campuran kerikil, pasir dan semen agar memudahkan percetakan.
commit to user
15
Untuk bereaksi dengan semen Portland, air yang diperlukan hanya sekitar 25 – 30 persen saja dari berat semen, namun dalam kenyataannya jika nilai faktor air semen (berat air dibagi berat semen) kurang dari 0,35 adukan beton sulit dikerjakan, sehingga umumnya nilai faktor air semen lebih dari 0,40 (berarti terdapat kelebihan air yang tidak bereaksi dengan semen). Kelebihan air ini digunakan untuk pelumas maka adukan beton makin mudah dikerjakan. Akan tetapi perlu dicatat bahwa jumlah air untuk pelumas ini tidak boleh terlalu banyak karena dapat mengakibatkan keropos sehingga kekuatannya akan rendah (Tjokrodimuljo, 2004).
Air sebagai bahan bangunan sebaiknya memenuhi syarat sebagai berikut (Standar SK SNI S-04-1989-F, Spesifikasi Bahan Bangunan Bagian A):
(a) air harus bersih.
(b) tidak mengandung lumpur, minyak dan benda melayang lainnya, yang dapat dilihat secara visual. Benda – benda tersuspensi ini tidak boleh lebih dari 2 gram perliter. (c) tidak mengandung garam – garam yang dapat larut dan
dapat merusak beton (asam, zat organik, dan sebagainya) lebih dari 15 gram / liter.
(d) tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram / liter. Khusus untuk beton prategang kandungan klorida tidak boleh lebih dari 15 gram / liter.
(e) tidak mengandung senyawa sulfat (sebagai SO컠) lebih dari 1 gram / liter.
3) Agregat
Agregat adalah butiran mineral yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran mortar atau beton. Agregat ini kira – kira menempati sebanyak 70 % volume mortar atau beton. Walaupun namanya hanya sebagai bahan pengisi, tetapi agregat sangat berpengaruh terhadap sifat mortar/betonnya, sehingga pemilihan agregat adalah suatu bagian penting dalam pembuatan mortar/beton(Tjokrodimuljo, 2004).
commit to user
16
Mengingat bahwa agregat menempati 70 – 75 % dari total volume beton maka kualitas agregat sangat berpengaruh terhadap kualitas beton. Dengan agregat yang baik, beton dapat dikerjakan (workable), kuat, tahan lama (durable) dan ekonomis (Nugraha dan Antoni, 2007).
Tabel 2 . 4. Pengaruh sifat agregat pada sifat beton
Sifat Agregat Pengaruh
pada
Sifat Beton
Bentuk, Tekstur, gradasi Beton cair Kelecakan,pengikatan dan pengerasan Sifat fisik,sifat kimia, mineral Beton keras Kekuatan, kekerasan,
ketahanan (Sumber: Nugraha dan Antoni, 2007: 44)
Sifat yang paling penting dari agregat ialah kekuatan hancur dan ketahanan terhadap benturan, yang dapat mempengaruhi ikatannya dengan pasta semen, porositas dan karakteristik penyerapan air yang mempengaruhi daya tahan terhadap proses pembekuan waktu musim dingin dan agresi kimia, serta ketahanan terhadap penyusutan (Murdock dan Brook, 1986:27).
Agregat yang digunakan dalam campuran beton biasanya berukuran lebih kecil dari 40 mm. Agregat yang ukurannya lebih besar dari 40 mm digunakan untuk pekerjaan sipil lainnya (Mulyono, 2003).
Berdasarkan ukuran butirannya, agregat dibagi menjadi dua, yaitu agregat halus dan agregat kasar.
(a) Agregat kasar
Agregat kasar yaitu batuan yang ukuran butirannya lebih besar dari 4,8 mm (4,75 mm). Agregat yang ukuran butirannya lebih besar dari 4,8 mm, dibagi lagi menjadi dua: yang berdiameter di antara 4,8 – 40 mm disebut kerikil beton, dan yang lebih dari 40 mm disebut kerikil kasar (Mulyono ,2003:65).
commit to user
17
Menurut SK SNI S-04-1989-F (Spesifikasi Bahan Bangunan Bagian A), agregat kasar untuk bahan bangunan sebaiknya dipilih yang memenuhi persyaratan sebagai berikut: (1) Butir – butirnya keras dan tidak berpori. Indeks kekerasan
㑸 5 persen (diuji dengan goresan batang tembaga). Bila diuji dengan bejana Rudeloff atau Los Angeles seperti 2. 2. (2) Kekal, tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca (terik
matahari dan hujan). Jika diuji dengan larutan garam Natrium Sulfat bagian yang hancur maksimum 20 persen, jika dengan garam Magnesium Sulfat maksimum 18 persen. (3) Tidak mengandung lumpur (butiran halus yang lewat
ayakan 0,06 mm) lebih dari 1 persen.
(4) Tidak boleh mengandung zat – zat yang reaktif terhadap alkali.
(5) Butiran agregat yang pipih dan panjang tidak boleh lebih dari 20 persen.
(6) Modulus halus butir antara 6 – 7, 10 dan dengan variasi butir sesuai dengan standar gradasi.
(7) Ukuran butir maksimum tidak boleh melebihi dari: 1/5 jarak terkecil antara bidang – bidang samping cetakan, 1/3 tebal plat beton, ¾ jarak bersih antar tulangan atau berkas tulangan.
Tabel 2 . 5. Persyaratan kekerasan / kekuatan agregat kasar untuk beton normal Kelas dan mutu
beton
Bejana Rudeloff Maksimum bagian yang hancur, menembus ayakan 2
mm (persen)
Mesin Los Angeles Maksimum bagian yang hancur, menembus ayakan 1,7 mm (persen) Ukuran butir 19 – 30 (mm) Ukuran butir 9,5 – 19 (mm) Kelas I mutu Bo dan B1 30 32 50 Kelas II mutu K-125 (fc’= 10 MPa) mutu K – 225 (fc’= 20 MPa) 22 24 40 Kelas III Mutu diatas K – 225 (fc’= 20 MPa) 14 16 27
commit to user
18 (b) Agregat halus
Menurut Mulyono (2003: 82), “Agregat halus ialah agregat yang semua butirnya menembus ayakan berlubang 4,8 mm (SII.0052, 1980) atau 4,75 mm (ASTM C33, 1982) atau 5mm (BS.812, 1976)”.
Pasir alam terbentuk dari pecahan batu karena beberapa sebab. Pasir dapat diperoleh dari dalam tanah, pada dasar sungai atau tepi laut. Oleh karena itu pasir digolongkan menjadi 3 macam yaitu:
(1) Pasir galian
Pasir golongan ini diperoleh langsung dari permukaan tanah atau dengan cara menggali terlebih dahulu. Pasir ini biasanya tajam bersudut, berpori dan bebas dari kandungan garam.
(2) Pasir sungai
Pasir ini diperoleh langsung dari dasar sungai yang pada umumnya berbutir halus dan bulat – bulat akibat proses gesekan.
(3) Pasir pantai
Pasir pantai adalah pasir yang diambil dari pintai, butirannya halus dan bulat karena gesekan. Pasir ini merupakan jenis pasir yang paling jelek dibandingkan pasir galian dan pasir sungai. Apabila dibuat beton maka harus dicuci terlebih dahulu dengan air tawar karena pasir ini banyak mengandung garam – garaman. Garam – garaman dalam pasir ini akan menyerap banyak kandungan air di udara dan pasir ini selalu agak basah, juga menyebabkan pengembangan volume pasir bila sudah menjadi bangunan.
commit to user
19 h. Kuat Tekan Beton
Kekuatan beton adalah kemampuan beton untuk menerima gaya tekan persatuan luas. Dalam beton terdapat tegangan tarik yang kecil, diasumsikan bahwa semua tegangan tekan didukung oleh beton tersebut. Penentuan kekuatan tekan dapat dilakukan dengan menggunakan alat uji tekan dan benda uji berbentuk silinder dengan prosedur uji ASTM C-39 atau kubus dengan prosedur BS-1881 Part 115;116 pada umur 28 hari (Mulyono,2003).
Menurut Tjokrodimuljo (2004: VIII-6), sifat utama dari beton adalah sangat kuat jika menerima beban tekan, maka mutu beton pada umumnya hanya ditinjau terhadap kuat tekan beton tersebut.
Berdasarkan kuat tekannya beton dapat dibagi menjadi beberapa jenis:
Tabel 2 .6 . Beberapa jenis beton menurut kuat tekannya
Jenis beton Kuat Tekan (Mpa)
Beton sederhana (plain concrete) Sampai 10 MPa Beton normal (beton biasa) 15 – 30 MPa
Beton pra tegang 30 – 40 MPa
Beton kuat tekan tinggi 40 – 80 MPa
Beton kuat tekan sangat tinggi >80 MPa (Sumber: Tjokrodimuljo, 2004: VIII – 1)
Benda uji silinder ditekan dengan mesin uji tekan sampai pecah. Beban tekan maksimum yang memecahkan itu dibagi dengan luas penampang kubus atau luas penampang silinder diperoleh nilai kuat tekan beton. Nilai kuat tekan dinyatakan dalam MPa. Dari hasil – hasil percobaan diperoleh bahwa karena pengaruh bentuknya maka kuat tekan beton dengan uji silinder menghasilkan kuat tekan sekitar 83% daripada dengan benda uji kubus. Umumnya hasil uji contoh beton dengan bentuk silinder mendapatkan hasil yang lebih seragam (perbedaan antar benda uji kecil) daripada bentuk kubus. Apabila bentuk dan ukuran benda uji contoh beton
commit to user
20
berada dengan standar tersebut, maka hasil uji kuat tekannya berbeda, sehingga harus dikalikan dengan faktor pengali.
Pencatatan yang dilakukan saat pengujian kuat tekan adalah besarnya beban P pada saat silinder beton hancur. Besarnya tegangan hancur pada benda uji silinder digunakan rumus:
dimana: fc’ = kuat tekan beton benda uji silinder (MPa) P = beban tekan max (N)
A = luas permukaan benda uji silinder (mm2) Faktor – faktor yang mempengaruhi kuat tekan beton adalah : 1) Umur beton
Kuat tekan beton bertambah tinggi dengan bertambahnya umur. Yang dimaksudkan umur disini dihitung sejak beton dicetak. Laju kenaikan kuat tekan beton mula – mula cepat, lama – lama laju kenaikan itu semakin lambat dan laju kenaikan tersebut menjadi relatif sangat kecil setelah berumur 28 hari, sehingga secara umum dianggap tidak naik lagi setelah berumur 28 hari.
Tabel 2.7. Rasio beton pada berbagai umur (PBI 1971,NI2)
Umur beton (hari) 3 7 14 21 28 90 365
Semen Portland Biasa 0,40 0,65 0,88 0,95 1,00 1,20 1,35 Semen Portland dengan
kekuatan awal yang tinggi
0,55 0,75 0,90 0,95 1,00 1,15 1,20
(Sumber: Tjokrodimuljo, 2004: VIII-3)
Tabel 2.8. Rasio kuat tekan beton pada berbagai umur
Umur Beton (hari) 3 7 14 21 28 90
Kuat tekan beton (suhu sekitar 28°C)
0,49 0,68 0,84 0,93 1,00 1,27
(Sumber: Tjokrodimuljo, 2004: VIII-3) fc’=
튐 ...(N / mm 2
commit to user
21 2) Faktor air – semen
Faktor air – semen (f. a. s) ialah perbandingan berat antara air dan semen portland didalam campuran adukan beton. Dalam praktek, nilai faktor air – semen berkisar antara 0,40 dan 0,60. Hubungan antara faktor air – semen dan kuat tekan beton secara umum dapat ditulis menurut Duff Abrams (1991, dalam shetty, 1997) sebagai berikut
Dengan : fc = kuat tekan beton
X = perbandingan volume antara air dan semen A,B = konstanta
Gambar 2.2. Pengaruh faktor air semen terhadap kuat tekan beton (Shetty, 1997)
(Sumber: Tjokrodimuljo, 2004: VIII-4) 3) Kepadatan beton
Kekuatan beton berkurang jika kepadatan beton berkurang. Beton yang kurang padat berarti berisi rongga sehingga kuat tekannya berkurang (Tjokrodimuljo, 2004).
4) Jumlah pasta semen
Pasta semen dalam beton berfungsi untuk merekatkan butir – butir agregat. Pasta semen akan berfungsi secara maksimal jika seluruh pori antar butir – butir agregat terisi penuh dengan pasta semen, seluruh permukaan butir agregat terselimuti pasta semen. Jika pasta semen sedikit maka tidak cukup untuk mengisi pori – pori antar butir agregat dan tidak seluruh permukaan butir agregat
Fc=
�Beton tidak padat
Beton padat
a.Pemadatan dengan alat getar b.Pemadatan dengan tangan
commit to user
22
terselimuti oleh pasta semen, sehingga rekatan antar butir kurang kuat, dan berakibat kuat tekan beton lebih didominasi oleh pasta semen, bukan agregat. Karena umumnya kuat tekan pasta semen lebih rendah daripada agregat, maka jika terlalu banyak pasta semen kuat tekan beton menjadi lebih rendah.
Kuat tekan beton (Mpa)
.
Jumlah semen permeter kubik beton, kg
Gambar 2.3. Pengaruh jumlah semen terhadap kuat tekan beton padafaktor air – semen sama (Tjokrodimuljo, 1993) Sumber : (Tjokrodimuljo, 2004: VIII-5)
5) Jenis semen
Semen portland untuk pembuatan beton terdiri dari beberapa jenis, sebagaimana dapat dilihat pada Bab II. Masing – masing jenis semen Portland (termasuk Semen Portland Pozolan) mempunyai sifat tertentu. Misalnya cepat mengeras, dan sebagainya, sehingga mempengaruhi pula terhadap kuat tekan betonnya.
6) Sifat agregat
Beberapa sifat agregat yang mempengaruhi kekuatan beton, yaitu: (a) Kekasaran permukaan, karena permukaan agregat yang kasar dan tidak licin membuat rekatan antara permukaan agregat dan pasta semen lebih kuat daripada permukaan agregat yang halus dan licin
250 35 30 20 300 350 400 220
commit to user
23
(b) Bentuk agregat, karaena bentuk agregat yang bersudut misalnya pada batu pecah, membuat butir – butir agregat itu sendiri saling mengunci dan sulit digeserkan, berbeda dengan batu kerikil yang bulat. Oleh karena itu maka beton yang dibuat dari batu pecah lebih kuat daripada beton yang dibuat dari kerikil.
Kuat tekan agregat, Karena sekitar 70 persen volume beton terisi oleh agregat, sehingga kuat tekan beton didominasi oleh kuat tekan agregat. Jika agregat yang dipakai mempunyai kuat tekan rendah akan diperoleh beton yang kuat tekannya rendah pula.
i. Berat jenis beton
Berat jenis (dalil Archimides) ialah suatu ukuran untuk menentukan apakah suatu benda tenggelam, melayang, ataukah mengapung bila dimasukkan ke dalam air.
Bila berat jenis benda lebih besar dari berat jenis air, maka benda itu akan tenggelam. Bila berat jenis benda lebih kecil dari berat jenis air, maka benda itu akan terapung. Dan bila berat jenis benda sama dengan berat jenis air, maka benda itu akan melayang.
Berat jenis adalah perbandingan relatif antara massa jenis sebuah zat dengan massa jenis air murni. Air murni bermassa jenis 1 g/cm³ atau 1000 kg/m³. Berat jenis tidak mempunyai satuan atau dimensi.(http://id.wikipedia.org/wiki/Berat_jenis).
Dalam hal struktural ada beberapa istilah mengenai berat jenis yang dipakai pada agregat :
1) Berat Jenis Absolut, yaitu perbandingan antara berat suatu massa yangmasif terhadap berat air murni pada volume yang sama.
2) Berat Jenis nyata, yaitu berat yang dibandingkan adalah beratkeseluruhan agregat (termasuk volume pori yang tidak tembus air).
3) Berat jenis pada kondisi kering permukaan (Saturated Surface Dry),yaitu berat yang dibandingkan adalah berat pada keadaan jenuh
commit to user
24
keringpermukaan (volume benda termasuk volume pori-pori yang tidak tembus air).
4) Berat Jenis pada kondisi kering, yaitu berat yang dibandingkan dalamkondisi kering (termasuk volume pori yang tembus ataupun tidak tembus air)
b. Hasil Penelitian yang relevan
Suharwanto, Penggunaan Abu Terbang (Flyash) dalam Beton, Prosiding Magang Intensif Beton,(2000). Menyatakan bahwa dalam proses hidrasi, air dalam campuran beton segar akan mengikat Dikalsium Silikat (C2S) dan Trikalsium Silikat (C3S) yang kemudian menjadi Kalsium Silikat hidrat gel (3CaO.2SiO2.3H2O atau CSH) dan membebaskan Kalsium Hidroksida (Ca(OH)2). Tambahan abu terbang yang mengandung silica (SiO2) akan bereaksi dengan Ca(OH)2 yang dibebaskan dari proses hidrasi dan akan membentuk CSH kembali, sehingga beton yang dibentuknya akan lebih padat dan kuat atau mutunya bertambah. Reaksi ini sering disebut reaksi sekunder dan reaksi ini berjalan lebih lambat dan berlaku lebih lama, sehingga mutu beton diatas umur 28 hari masih dapat meningkat.
Ernawati S. Dan Anis R.Tinjauan Penambahan Aditif Mineral Abu Terbang Terhadap Ketahanan Beton Pada Lingkungan Agresi Sulfa, (2009). Menyatakan bahwa penambahan abu terbang kedalam adukan beton akan meningkatkan kuat tekan beton. Pada penambahan abu terbang 20% dari berat semen kuat tekan beton naik sebesar 23,39%. Untuk penambahan abu terbang 30% dan 40%, peningkatan kuat tekan beton masing-masing adalah 21,54 % dan 0,31%. Sedangkan persentase penambahan abu terbang yang optimum yaitu sebesar 23,46%. Setelah tercapai nilai optimum, penambahan abu terbang ke dalam adukan beton mengakibatkan nilai kuat tekannya menurun, akan tetapi masih lebih tinggi dibandingkan dengan kuat tekan beton normal.
commit to user
25
B. Kerangka berpikir.
Beton merupakan bahan bangunan yang sering digunakan oleh masyarakat sebagai pilihan utama satu konstruksi. Kuat tekan yang besar, menjadi satu alasan masyarakat untuk memilih bahan ini. Namun, beton juga mengalami kekurangan yaitu berat jenis yang relatif besar (2400 kg/m3). Hal ini menjadi salah satu penghambat dalam sebuah konstruksi dan juga kurang bagus jika dipakai di daerah dengan intensitas gempa yang cukup tinggi seperti Indonesia.
Styrofoam atau Foamed Polysterene (FPS) yang ringan dan praktis ini masuk dalam kategori jenis plastik. Styrofoam dibuat dari monoer stirena melalui polimerisasi suspensi pada tekanan dan suhu tertentu, selanjutnya dilakukan pemanasan untuk pelunakkan resin dan menguapkan sisa bowling agen. Bahan dasar yang digunakan adalah 90-95% polysterene dan 5-10% gas seperti n-butana dan n-pentana. Jika bisa diasumsikan sebagai bahan substitusi pengganti agregat kasar (split). Sehingga volume penggunaan agregat kasar rendah maka kuat tekan beton menjadi rendah pula.
Kelemahan beton agregat styrofoam ini, bisa dengan penambahan flyash.
Fly-ash adalah limbah pembakaran batu bara yang mempunyai sifat pozzolanic.
Dengan menambahkan flyash pada campuran adukan beton dengan persentase tertentu akan meningkatkan kuat tekan beton dan beton lebih kedap air. Selain itu pemakaian flyash juga mengurangi penggunaan jumlah semen dalam campuran beton, yang pada akhirnya akan mengurangi biaya pembuatan beton. Fly-ash
dapat mengisi rongga-rongga yang terbentuk dari hasil ikatan antara semen dan air. Kondisi ini nantinya akan mampu memperbaiki kelemahan dari beton agregat
styrofoam yang memiliki kuat tekan yang berkurang, sehingga kelemahan tersebut dapat teratasi. Pada akhirnya akan diperoleh beton dengan berat jenis yang ringan namun memiliki kuat tekan yang tinggi. Secara garis besar, kerangka berfikir dapat dilihat dalam bagan dibawah berikut ini.
commit to user
26
Gambar 2.4. Paradigma ganda dengan dua variable
(Sumber : http://diditnote.blogspot.com/2013/05/paradigma-penelitian.html) Keterangan :
X1 ; X2 = Variabel bebas
Y = Variabel terikat
Gambar berikut adalah paradigma ganda dengan 2 variabel independen yaitu X1 dan X2. Untuk mencari besarnya hubungan antara X1 dengan Y; X2 dengan Ydapat menggunakan korelasi sederhana. Untuk mencari besarnya hubungan antar X1 secara bersama sama dengan X2 dengan Y digunakan korelasi ganda. Regresi sederhana dan ganda serta korelasi parsial dapat diterapkan dalam paradigma ini.
commit to user
27 C. Hipotesis
Berdasarkan kajian teori dari kerangka berpikir maka dapat dirumuskan hipotesis sebagai berikut :
1. Terdapat pengaruhpenambahan styrofoam dan flyash terhadap berat jenis beton ringan struktural.
2. Terdapat pengaruh penambahan styrofoam dan flyash terhadap kuat tekan beton ringan struktural
