BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Umum
Beton merupakan salah satu bahan bangunan yang pada saat ini banyak di pakai di Indonesia dalam pembangunan fisik.Karena sifatnya yang lentur maka diperlukan pengetahuan yang cukup luas, antara lain; mengenai sifat bahan dasar beton, cara pembuatan, evaluasi, dan variasi bahan tambah/pendukungnya.
Beton memiliki kelebihan dari pada kayu atau baja, antara lain: harganya relative lebih murah, tidak memiliki biaya perawatan, tahan lama karena tidak busuk dan berkarat, mudah dibentuk sesuai keinginanpembuatnya.(Kardiyono Tjokrodimuljo, 1998).
tujuan. Dalam adukan beton, campuran air dan semen membentuk pasta yang disebut pasta semen. Pasta semen ini, kecuali mengisi pori-pori diantara butira-butiran agregat halus, juga berfungsi sebagai perekat/pengikat dalam proses pengerasan sehingga butiran-butiran agregat saling terikat dengan kuat, dan terbentuklah suatu massa yang kompak/padat. (Semektodan Rahmadiyanto, 2001)
B. Sifat-sifat Umum Beton
Pada umumnya terdiri dari kurang lebih 15 % semen,8 % air, 3 % udara, selebihnya pasir dan kerikil. Campuran tersebut setelah mengeras mempunyai sifat yang berbeda-beda, tergantung pada cara pembuatannya, perbandingan campuran, cara mencampur, cara mengangkut, cara mencetak, cara memadatkan, cara merawat, dan sebagainya akan mempengaruhi sifat-sifat beton.
Sifat-sifat beton yang akan diuraikan tidak selalu semua harus dimiliki oleh setiap konstruksi beton, dan sifat-sifat tersebut juga relative ditinjau dari sudut pemakaian beton itu sendiri. Yang penting beton harus memiliki sifat-sifat yang sesuai dengan tujuan pemakaian beton itu.Misalnya suatu kolom bangunan, yang terpenting harus memiliki kakuatan tekan yang tinggi yang cukup kuat untuk menahan beban bangunan itu, sedang sifat kerapatan air tidak penting untuk diperhatikan; sebaliknya lantai suatu bak air harus memiliki sifat rapat air. (Semekto Rahmadiyanto, 2001).
1. Kemudahan dikerjakan/workability
Merupakan bahan-bahan beton setelah diaduk bersama, menghasilkan adukan yang berifat sedemikian rupa sehingga adukan mudah diangkat, dituang/dicetak, dan dipadatkan menurut tujuan pekerjaannya tanpa terjadi perubahan yang menimbulkan kesukaran atau penurunan mutu beton.
Sifat dapat/mudah dikerjakan suatu adukan beton dipengaruhi oleh: a. Konsistensi normal PC.
b. Kohesi atau perlawanan terhadap pemisahan bahan-bahan.
c. Sifat saling lekat (ada hubungan denagan kohesi), berarti bahan penyusunnyatidak akan terpisah-pisah sehingga memudahkan pengerjaannya yang perlu dilakukan.
2. Sifat tahan lama (durability)
Sifat tahan lama pada beton, merupakan sifat dimana beton tahan lama terhadap pengaruh luar selama pemakaian. Sifat tahan lama pada beton dapat dibedakan dalam beberapa hal, antara lain sebagai berikut:
a. Tahan terhadap pengaruh cuaca, pengaruh cuaca yang dimaksud adalah pengaruh yang berupa hujan dan pembekuan pada musim dingin, serta pengembangan dan penyusutan yang diakibatkan oleh basah dan kering silih berganti.
c. Tahan terhadap erosi, beton dapat mengalami kikisanyang diakibatkan oleh adanya orang yang berjalan kaki dan lalu lintas diantaranya, gerakan ombak laut, atau oleh partikel-partikel yang terbawa oleh angina tau air.
C. Bahan Pembuat Beton
Beton yang baik diperlukan bahan-bahan dengan persyaratan khusus dan perhitungan yang tepat, material pembentuk beton terdiri atas : Semen, Agregat yang terdiri dari (Agregat halus dan Agregat kasar) dan air. Material tersebut apabila dicampur merata akan menghasilkan suatu campuran yang elastic sehingga dapat dituang kedalam cetakan dan bila dibiarkan akan mengeras. 1. Semen Portland
Semen Portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang besifat hidrolis dicampur dengan gips sebagai bahan tambahan. (Persyaratan umum bahan bangunan di Indonesia, PUBI – 1982).
Tabel 2.1 Susunan Unsur Semen Biasa
Oksida Persen
Kapur, CaO Silica, SiO2
Alumunium, Al2O3 Besi, Fe2O3
Magnesia, MgO Sulfur, SO3
Soda, Na2O + K2O
60-65 17-25 3-8 0,5-8 0,5-4 1-2 0,5-1 Sumber. (Tjokrodimulyo, 1995)
Masih ditambah unsur-unsur lain :
1. Trikalsium silikat (C3S) atau 3CaO, SiO2 2. Dikalsum silikat (C2S) atau 2CaO,SiO2 3. Trikalsium aluminat (Ca) atau 3CaO,Al2O3
4. Terakalsium aluminofarit (C4Af) atau 4CaO,Al2O3,FeO3 Semen fortland di Indonesia dibagi menjadi lima jenis antara lain :
1. Semen Portland Tipe I untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan-persyaratan khusus seperti yang disyaratkan pada jenis-jenis lain.
2. Semen Portland Tipe II yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dana panas hidrasi sedang.
3. Semen Portland Tipe III yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan awal tinggi.
4. Semen Portland Tipe IV yang dalam penggunaannya menuntut persyaratan panas hidrasi rendah.
2. Agregat
Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran beton yang mengisi hampir 78% dari volume beton, maka pemilihan agregatpun harus diperhatikan.Ada dua jenis agregat, yaitu agregat halus (pasir) dan agregat kasar (kerikil).
Pasir dibedakan menjadi tiga yaitu (a) pasir galian, diambil dari tanah yang digali, (b) pasir sungai, diambila dari dasar sungai, (c) pasir laut yaitu pasir yang diambil dari pantai. Kerikil dibedakan menjadi dua jenis yaitu (a) alami, yaitu batu yang berasal dari peristiwa alami seperti agregat batu dan lain-lain, (b) batu pecah yang berasal dari pemecah batu.
Fungsi agregat dalam beton :
1. Menghemat penggunaan semen Portland 2. Menghasilkan kekuatan yang besar pada beton 3. Mengurangi susut pengerasan beton
4. Mencapai susunan pada beton. Dengan gradasi agregat yang baik aka akan menghasilkan beton yang padat.
Mengontrol “Workability” atau sifat dapat dikerjakan aduk beton.
Dengan gradasi agregat yang baik, maka akan dipadatkan beton yang mudah dikerjakan atau memiliki “workability” yang baik.
Agregat mempunyai banyak klasifikasi yaitu :
1. Ditinjau dari asalnya agregat didapat dengan dua cara :
adalah batu baku. Batuan yang baik untuk agregat adalah butiran-butiran yang keras, kompak, tidak pipih, kekeal (tidak mudah berubah volumenya karena perubahan cuaca) serta tidak mudah terpengaruh oleh keadaan sekelilingnya.Agregat beton yang berasal dari batu alam dapat dibedakan atas tiga kelompok yaitu kerikil dan pasir alam, agregat batu pecah, agregat batu apung.
b. Agregat Buatan
Agregat buatan adalah suatu agregat yang dibuat dengan tujuan penggunaan tertentu (khusus), atau karena kekurangan agregat batuan-batuan alam. Agregat yang umum dibuat adalah agregat ringan.
2. Ditinjau dari berat jenisnya, agregat dibedakan atas 3 macam : a. Agregat ringan
Agregat ringan, yaitu agregat yang memiliki berat jenis kurang dari 2,0 dan biasanya digunakan beton non structural. Agregat ini dapat juga dugunakan beton strukturalatau balok dinding tembok.Kelebihannya yaitu rendah, sehingga strukturnya ringan. b. Agregat normal
dengan kuat desak antara 15 MPA sampai 40 MPA. Beton yang dihasilkan dinamakan beton normal.
c. Agregat berat
Agregat berat memiliki berat jenis lebih dari 2,8 kg/m2. Beton yang dihasilkan memilik berat jenis yang tinggi juga (dapat sampai 5,0 kg/m2).
3. Ditinjau dari bentuknya, agregat ini mempunyai empat bentuk yaitu : a. Bulat
Umumnya agregat jenis ini berbentuk bulat atau bulat telur. Pasir/kerikil jenis ini biasanya berasal dari sungai atau pantai, dan memiliki rongga udara minimum 33% .ini berarti agregat mempunyai resiko luas permukaan kecil, sehingga hanya memerlukan sedikit pasta semen untuk menghasilkan adukan beton yang baik.
b. Bersudut
Bentu ini tidak beraturan, mempunyai sudut-sudut yang tajam dan permukaannya kasar.Yang trmasuk jenis ini adlah batu pecah semua jenis, yaitu hasil pemecahan dengan mesin dari berbagai jenis batuan.Agregat bersudut mempunyai rongga yang lebih besar, yaitu antara 38%-40%.
c. Pipih
d. Memanjang (lonjong)
Butir agregat dikatakan memanjang (lonjong) Jika perbandingan ukuran yang terpanjang (terbesar) dan terlebar lebih dari 3.
4. Ditinjau dari tekstur permukaan, dapat dibedakan atas : a. Agregat dengan permukaan seperti gelas, mengkilap b. Agregat dengan permukaan kasar
c. Agregat dengan permukaan licin d. Agregat dengan permukaan berbutir e. Agregat berpori dan berongga
5. Ditinjau dari besar butirannya, dibedakan menjadi tiga yaitu : a. agregat halus
Agregat halus adalah agregat yang semua butirannya lolos ayakan dengan lubang 4,8 mm. Agregat ini dapat digolongkan menjadi 3 jenis yaitu : pasir galian, pasir sungai, pasir laut.
b. Agregat kasar
Agregat kasra adalah agregat dengan butiran-butiran tertinggal diatas ayakan dengan lubang 4,8 mm, tetapi lolos ayakan 40 mm. c. Batu
Batu adalah agregat yang besar butirannya lebih besar dari 40 mm. Ada beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam pemilihan agregat sebagai campuran bertulang ini :
1. Tekstur Permukaan Butir
pipih hanya dapat dipakai apabila jumlah butir-butir pipih tersebut tidak melampaui 20% dari berat agregat keseluruhan.Butir-butir agregat kasar harus bersifat kekal, artinya tidak pecah atau hancur, seperti terik matahari dan hujan (PBI, 71).
2. Ukuran Maksimum Butur Agregat
Adukan beton dengan tingkat kemudahan pekerjaan yang sama atau beton dengan kekuatan yang sama, akan membutuhkan semen yang lebih sedikit apabila dipakai butir-butir agregatn yang besar. Pengurangan jumlah semen juga berarti pengurangan panas hidrasi dan ini mengurangi kemungkinan beton untuk retak akibat susut atau perbedaan panas yang besar.
3. Gradasi Agregat
Garadasi agregat adalah distribusi ukuran butir dari agregat dan gradasi ini dilakukan dengan memakai analisis saringan. Bila butir 3 agregat memiliki ukuran yang sama volume pori akan besar. Sebaiknya bila ukuran butiran bervariasi akan terjadi volume pori yang kecil hal ini karena butiran pori yang kecil mengisi pori diantara butiran yang lebih besar, sehingga pori-pori akan menjadi sedikit, dengan kata lain kemampaatannya tinggi. 4. Kadar Air Agregat
a. Kering tungku, agregat sama sekali tidak berarti artinya dapat secara penuh menyerap air.
b. Kering udara, butir-butir agregat kering permukaannya tetapi mengandung sedikit air didalam porinya, oleh karena itu pasir dalam tingkat ini masih dapat sedikit menyerap air.
c. Jumlah kering muka, pada tongkat ini tidak ada air dipermukaan tetapi butir-butirnya berisi air sejumlah yang dapat diserap dan juga tidak menambah jumlah air bila dipakai dalam campuran adukan beton.
d. Basah, pada tingkat ini butiran-butiran mengandung banyak air, sehingga bila dipakai dalam campuran akan memberi air. 3. Air
Ada beberapa persyaratan air sebagai pencampuran adukan beton antara lain sebagai berikut:
1. Tidak mengandung klorida (CI) lebih dari 0,5 gram/liter. 2. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter. 3. Tidak mengandung lumpur lebih dari 2 gram/liter.
4. Tidak mengandung zat organik, asem, dan garam-garam yang dapat merusak beton lebih 15 gram/liter.
Air yang digunakan untuk campuran beton biasanya sesui dengan yang dipakai untuk air minum untuk menghasilkan beton degan kekuatan lebih dari 90 % biasanya digunakan air suling.
dipadatkan.Biasanya jumlah air yang diperlukan dalam pembuatan beton berkisar 25 % dari jumlah penggunaan untuk pelumas lebih dari satu. Dilapangan biasanya faktor air semen yang digunakan lebih dari 0,35 (35%), kelebihan air 25%-nya dipakai untuk pelumas. Akan tetapi, kelebihan air dalam adukan dapat membahayakan karena air bersama-sama dengan semen bergerak ke permukaan adukan beton.Hal ini digunakan bleeding. (Astanto, 2001).
D. Perawatan Beton
Sejarah campuran beton yang diletakkan dalam cetakan hingga beton dinyatakan keras dan kuat, harus dilakukan perawatan.Pekerjaan merawat dan menjaga agar permukaannya selalu basah merupakan pekerjaan perawatan beton.
Selama proses pengerasan, beton akan mengalami reaksi kimia yaitu proses hidrasi, proses hidrasi membutuhkan air dalam jumlah yang cukup, sehingga dihindari terjadinya penguapan, sebab akan menghentikan proses hidrasi akibat kehilangan air. Penguapan selain menghentikan proses hidrasi juga menyebabkan penyusustan kering secara cepat, yang mengakibatkan beton menjadi retak-retak.
Agregat proses hidrasi dapat terjadi secara baik diperlukan kelembaban permukaan beton yang tetap dan tidak boleh kering. Kelembaban permukaan beton dapat mendorong proses hidrasi berjalan dengan sempurna, sehingga beton menjadi tahan terhadap perubahan cuaca dan lebih kedap air.
penguapan dan penyusutan awal. Perawatan yang teratur dan terjaga akan memperbaiki kualitas beton itu sendiri yaitu membuat beton tahan terhadap agresi kima menurut (Astanto, 2001).
E. Kuat Tekan Beton
Beton yang baik adalah beton yang mempunyai kuat tekan tinggi, kuat tarik tinggi, kuat lekat tinggi,susut kecil, tahan terhadap pengaruh cuaca tahan terhadap serangan zat kimia dan mempunyai elastisitas tinggi. Apabila kuat tekan betonnya tinggi, maka sifat-sifat beton yang lain cenderung baik sehingga perencanaan campuran adukan beton agregat utama yang dicapai adalah kuat tekan yang tinggi.
Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kuat tekan beton adalah: faktor air semen, jenis semen, jumlah semen, sifat agregat, umur beton, pengaruh perawatan beton terhadap kuat tekan beton, kekuatan tekan beton terhadap gaya tekan.
F. Kekentalan Adukan
G. Pemadatan Adukan Beton
Pemadatan beton dilakukan dengan cara manual atau dengan mesin, pemadatan manual dilakukan dengan tongkat baja atau kay. Adukan yang baru saja dituang harus segera dipadatkan dengan cara ditusuk-tusuk dengan tongkat baja atau kayu, penusukan dengan tongkat itu dilakukan beberapa waktu sampai tampak lapisan mortal diatas permukaan beton yang dipadatkan. Pemadatan yang kurang akan menghasilkan beton yang kurang baik mutunya karena berongga.
Perencanaan standar ini sebenarnya diambil dari Perencanaan adukan beton cara Inggris (“ The British Mix Design Method “) yang tercantum dalam “Design
of Normal Concrete Mixes” yang telah menggantikan cara Road note nomor 4
sejak tahun 1995.Perencanaan adukan cara Inggris ini di Indonesia dikenal dengan cara DOE (“ Departement Of Environment “).Perencanaan menggunakan
cara Inggris ini banyak menggunakan tabel-tabel. Langkah-langkah pokok cara ini :
1. Penetapan kuat tekan yang disyaratkan (f’c) pada umur 28 hari.Kuat tekan yang disyaratkan ditetapkan sesuai dengan persyaratan perencanaan struktur dan kondisi setempat.Di Indonesia,yang dimaksud dengan kuat tekan beton yang disyaratkan ialah kuat tekan beton dengan kemungkinan lebih rendah dari niali itu hanya sebesar 5% saja.
2. Penetapan nilai deviasi standar (Sd)
Penetapan nilai deviasi standar (Sd) ini berdasarkan pda hasil pengalaman praktek pelaksana pada waktu lalu,untuk pembuatan beton mutu yang sama dan menggunakan bahan dasar yang sama pula.
1) Jika pelaksanaan tidak mempunyai dan pengalaman atau mempunyai pengalaman kuran dari 15 buah benda uji,maka nilai deviasi standar diambil dari tingkat pengendalian mutu pekerjaan dibawah ini.
Tabel 2.2 Nilai deviasi standar untuk berbagai tingkat pengendalian mutu pekerjaan.
Tingkat pengendalian mutu pekerjaan Sd (Mpa) Memuaskan
Sangat Baik Baik
Cukup Jelek
Tanpa Kendali
2,8 3,5 4,2 5,6 7,0 8,4 Sumber: (Tjokrodimulyo(,1995))
2) Jika pelaksana mempunyai data pengalaman pembuatan beton serupa minimum 30 buah silinder yang diuji kuat tekan rata-ratanya pada umur 28 hari,maka jumlah data dikoreksi terhadap nilai deviasi standar dengan suatu factor pengali.
Tabel 2.3 Faktor Pengali Deviasi Standar
Jumlah data 3,00 25,00 20,00 15,00 <15 Faktor pengali 1,0 1,03 1,08 1,16 _ Sumber : ( Tjokrodimulyo,(1995) )
3. Perhitungan nilai tambah(“Margin”),(M)
M = k x Sd……… (2.1)
Dimana : M = Nilai tambah,Mpa K = 1,64
Rumus diatas berlaku jika pelaksana mempunyai data pengalaman pembuatan beton yang diuji kuat takanya pda umur 28 hari.Jika tidak mempunyai data pengalaman pembuatan beton atau mempunyai pengalaman kuran dari 15 benda uji,nilai N langsung diambil 12 Mpa.
4. Penetapan kuat tekan rata-rata yang direncanakan
f’cr = f’c + M ……….. (2.2)
dengan :
f’cr = Kuat tekan rata-rata,Mpa
f’c = kuat tekan yang disyaratkan,Mpa
M = nilai tambah,Mpa 5. Penetapan jenis semen Portland
Menurut PUBI 1982 di Indonesia semen Portland dibedakan menjadi 5 jenis,yaitu jenis I,II,III,IV dan V.jenis I merupakan jenis semen biasa,adapun jenis II merupakan jenis semen yang dipakai untuk struktur yang menuntut persyaratan kekuatan awal yang tinggi,atau dengan kata lain sering disebut
Semen cepat mengeras.Pada langkah ini ditetapkan apakah dipakaisemen biasa ataukah yang cepat mengeras.
6. Penetapan jenis agregat
Jenis kerikil dan pasir ditetapkan,apakah berupa agregat alami ( tak dipecahkan ) ataukah agregat jenis batu pecah ( crushed aggregate ).
7. Tetapkan faktor air semen dengan salah satu cara sebagai berikut :
halus,agakhalus,agak kasar dan kasar.Adapun enis agregat kasar (kerikil) dibedakan menjadi dua,yaitu kerikil alami dan kerikil batu pecah.
Agregat yang baik butirannya tajam,kuat,bersudut dan tidak mengandung tanah atau kotoran lain yang lewat ayakan 0,075 mm yaitu ≤ 5% bagi
pembuatan beton sampai 10 Mpa,dan untuk diatas 10 Mpa atau mutu yang lebih tinggi yaitu tidak mengandung zat organik,kotoran yang lewat ayakan ≤ 2,5%,terjadi variasi butiran atau gradasi tidak bersifat kekal,tidak hancur dan tidak reaktif yang negative terhadap alkali.Agregat kasar butir yang pipih dan panjang harus kurang dari 20% berat.
8. Menetapkan faktor semen
Cara menetapkan faktor air semen dari nilai terendah ketiga cara.
1. Penetapan faktor air semen berdasarkan jenis semen dan kuat tekan rata-rata.
Tabel 2.4 Kuat tekan beton Mpa dengan faktor air semen 0,50 Jenis
semen
Jenis agregat kasar Umur (hari)
3 7 28 91
I,II,III III Alami Batu pecah Alami Batu pecah 17 19 21 25 23 27 28 33 33 37 38 44 40 45 44 48 Sumber : ( Tjokrodimulyo,(1995))
H. Kekuatan Beton
Pengujian kekuatan beton sangat penting mengingat bahwa data hasil pengujian kekuatan beton merupakan besaran yang digunakan sebagai pengontrol dalam perencanaan konstruksi beton.
Pada perencanaan konstruksi beton sederhana atau yang umum,biasanya cukup digunakan data dari hasil pengujian tekan beton krakteristiknya saja.Dasar yang digunakan adalah nilai kekuatan beton karakteristik yang pada hakekatnya adalah hasil pengujian tekan.
