1
TEKNOLOGI BAHAN II
PEMILIHAN METODE KOMPOSISI CAMPURAN BETON
Seperti yang telah diketahui bahwa setiap tahap dalam pembuatan beton adalah penting dan berkaitan satu sama lain. Dalam tahap yang kedua menentukan metode komposisi beton menjadi penting karena setiap komposisi yang kita kurangi atau tambah akan mempengaruhi kekuatan beton yang kita buat.
Seperti yang telah dikemukakan dalam tahap pertama, beton terdiri atas semen, agregat, air, bahan tambahan mineral dan kimia. Dalam membuat komposisi ada tata cara yang baik. Sama halnya dengan tahap-tahap yang lain.
Setelah kita menyelesaikan tahap yang pertama. Muncul pertanyaan seberapa banyak komposisi atau perbandingan-perbandingan bahan-bahan penyusun agar kuat dan murah. Bagaimana agar tidak mengalami susut. Dan bagaimana agar mudah diolah.
Beberapa perbandingan umum yang digunakan biasanya adalah 1 : 2 : 3, yaitu 1 bgn untuk semen, 2 bgn untuk agregat halus dan 3 bgn untuk agregat kasar. Namun dalam teorinya beton memiliki batasan-batasan, antara lain :
1. Jumlah agregat biasanya mencapai 65%-75% untuk beton biasa. 40%-45%
untuk agregat kasar dan 25%-30% untuk agregat halus.
2. Jumlah semen berkisar 11%-12% dari jumlah berat.
3. Sisanya berupa air dan bahan tambahan berkisar 9%-11%.
Di awal sudah dikemukakan pula, berbeda karakteristik beton maka berbeda pula cara memperlakukannya termasuk dalam tahap yang kedua ini. Sebagai contoh beton yang dapat memadat sendiri ( SCC ). Komposisinya berbeda dengan yang lain karena membutuhkan nilai keenceran yang tinggi maka agregat kasar dibuat lebih sedikit dan agregat halus dibuat lebih banyak. Perbandingan antara agregat kasar dan agregat halus adalah 35% : 65% atau 40% : 60%. Juga diperlukan bahan tambahan seperti silika fume
2
yang berbanding terbalik dengan jumlah semen. Diperlukan bahan tambahan / aditif untuk memperdaya beton yang kita buat.
Intinya dalam pembuatan komposisi campuran beton adalah melanjutkan tahap pertama lalu sesuai dengan karakteristik bahan-bahan, membuat komposisi yang sesuai pula, yakni :
1. Jika nilai penyerapan agregat tinggi perlu diperhatikan nilai banyaknya air yang akan ditambahkan.
2. Jika diberikan bahan addmixture maka juga perlu diteliti bagaimana karakteristik bahan addmixture. Misal untuk superpalstisizer, tidak perlu membutuhkan banyak air karena karakteristik superpalstisizer dapat memperencer campuran beton saat pembuatan.
3. Nilai lumpur akan mempengaruhi kekuatan beton.
4. Semakin banyak komposisi agregat halus akan memperencer campuran beton. Sebaliknya semakin banyak agregat kasar akan semakin sukar diolah.
Lalu apa yang akan dihasilkan pada tahap yang kedua ini akan menentukan apa yang akan dilakukan pada tahap yang ketiga. Sehingga perlu diteliti secara benar untuk komposisinya. Jangan ada yang salah. Dan diperiksa ulang beberapa kali. Karena tidak cukup satu kali dikoreksi. Ingat komposisi yang dibuat akan menghasilkan beton yang dipakai masyarakat. Sedikit kesalahan akan mempengaruhi kehidupan masyarakat tersebut.
PENCAMPURAN KOMPOSISI BETON YANG TELAH DIPERSIAPKAN
Dalam tahap yang ketiga memang ada standar yang mengatur pencampuran beton.
Namun dalam penerapan dalam tahap ketiga hanya dijadikan syarat pemenuhan agar pembuatan beton lulus kualitas. Yang sebenarnya ada adalah standar-standar tak tertulis yang sudah menjadi kebiasaan pencampuran oleh kontraktor di lapangan.
3 Standar-standar umum itu adalah :
1. Bahan baku padat dicampur terlebih dahulu, setelah tercampur maka dimasukkan bahan baku cair.
2. Bahan baku cair dimasukkan secara perlahan-lahan. Ingat jumlah air yang dibuat pada tahap kedua tidak mutlak harus dipatuhi. Karena bisa saja dengan jumlah air yang ada, beton menjadi kelebihan atau kekurangan air akibat karakteristik agregat.
3. Jangan mengandalkan penglihatan karena yang terjadi bisa saja berbeda dengan apa yang kita lihat. Seperti yang kita lihat misalnya bahan sudah tercampur dengan baik. Namun yang sebenarnya terjadi adalah campuran beton mengalami kelebihan air dan mengalami segregasi. Untuk itu diperlukan pengecekan.
4. Biasanya untuk pencampuran beton yang baik. Minimal diaduk sebanyak 100 kali. Namun ada baiknya kita mengaduk sesuai dengan jumlah dan karakteristik bahan.
5. Beton yang sudah jadi jangan didiamkan terlalu lama agar tidak terjadi pengerasan. Agar tidak mengeras maka perlu diaduk secara berkala kembali.
Untuk mengaduk kita bisa memilih dua opsi, yakni manual menggunakan sekop atau otomatis menggunakan mesin. Untuk jumlah yang besar tentu kita memerlukan alat-alat berat.
PERAWATAN BETON
Ada beberapa alternatif dalam perawatan beton : 1. Direndam
2. Disiram
3. Dilapisi kain tebal atau plastik khusus.
4
Yang perlu diketahui dari tahap yang keempat adalah perawatan yang sesuai tegantung keinginan dan kondisi. Perendaman dilakukan biasanya di labolatorium untuk beton uji.
Tidak mungkin bila beton untuk gedung tinggi direndam, yang paling mungkin adalah di siram atau di lapisi kain atau plastik khusus.
Setelah membuat beton sesuai dengan tahapan-tahapan yang telah dibicarakan. Prinsip yang kita gunakan sebenarnnya secara bahasa hampir sama dengan membuat sebuah kue. Pembuatan kue juga memerlukan pemilihan bahan yang baik, pembuatan komposisi, pencampuran bahan serta perawatan hingga kue tersebut sampai pada konsumen.
Pembuatan beton pun hampir sama.Bagaimana jika kelebihan salah satu komposisi akan mempengaruhi kualitas beton tersebut. Berhasil atau tidaknya tahapan-tahapan yang dilaksanakan akan menunjukkan berhasil atau tidaknya beton yang kita buat. Keempat tahap itu juga mempengaruhi kekuatan, harga serta karakteristik beton. Ada hukum tak tertulis yang ada pada ilmu sosial. Yakni semakin besar simpangan pada setiap tahap, maka akan semakin besar pula pengaruhnya pada hasil akhir.
Seorang ahli beton juga jangan terpaku pada standar pengerjaan. Namun juga melihat kondisi yang ada. Bagaimana ia memenuhi BMW-S ( biaya – mutu – waktu – safety ) sebuah pekerjaan. Misalnya jika pengerjaan beton tersebut ada di tengah hutan, sang kontraktor harus menghitung waktu pembuatan dan pengecoran beton secara teliti dan ekstra. Atau pembuatan beton untuk jalan raya membutuhkan pengerasan awal yang tinggi.
Efektif dan efisien. Misal di dekat daerah pengerjaan ada pabrik fly ash (abu terbang).
Kita bisa gunakan sebagai pengganti semen. Atau bisa kita gabungkan kedua unsur tersebut.
5
Beton adalah suatu campuran dari Semen Portland, air dan agregat-agregat ( biasanya pasir dan batu pecah ). Suatu campuran adalah ideal kalau di dalam campuran itu :
1. dipakai sejumlah pasta air – semen minimum untuk mengisi ruang-ruang di antara partikel-partikel agregat.
2. disediakan sejumlah air minimum untuk menyempurnakan reaksi kimiawi dengan semen
Pada campuran ideal semacam ini volume dari agregat kira-kira tiga-perempat darivolume beton seluruhnya, dan pasta semen yang bekerja sebagai agen pengikat, mengisi seperempat dari volume. Berhubung tipe-tipe susunan agregat yang dipakai / digunakan ( misal: kerikil, batu pecah, batu ringan buatan pabrik, karang laut, pasir ) bervariasi luas, maka suatu campuran beton harus didisain sesuai keperluan untuk masing-masing beton tertentu. Agregat itu sendiri harus bergradasi secukupnya, yaitu, harus terdiri dari suatu pembagian merata dari partikel-partikel yang ukurannya bervariasi dari yang paling besar sampai ke yang paling kecil. Partikel-partikel kecil sampai ke ukuran 6 mm dinamakan agregat halus ( fine aggregate ) partikel-partikel yang lebih besar dari 6 mm ke atas, dinamakan agregat kasar ( coarse aggregate ). Ukuran partikel maksimum yang dapat dipakai tergantung kepada ukuran bagian beton, dan jarang sekali melampaui 50 mm, kecuali untuk struktur-struktur masif seperti bendungan-bendungan.
6
Semen Portland adalah suatu campuran dari bahan-bahan berkapur dan bertanah liat yang dibakar di dalam suatu tempat pembakaran kapur dan kemudian di hancurkan menjadi serbuk. Apabila dicampur dengan air mula-mula semen menjadi padat, dan kemudian mengeras selama suatu periode waktu yang tidak tertentu, melalui suatu proses yang disebut hidrasi ( hydration ). Bahan yang pertama kali diketemukan oleh seorang tukang batu Inggris pada tahun 1824 ini sekarang merupakan salah satu bahan struktur yang sangat luas pemakaiannya.
Sifat-sifat mekanis beton tergantung kepada sejumlah faktor: kekuatan agregat, rasio air semen, rasio pasta terhadap agregat, kondisi perawatan, dan umur. Ukuran standar dari kekuatan beton adalah kekuatan hancur dari sebuah silinder berdiameter 150 mm dan tinggi 300 mm pada umur 28 hari. Suatu pengurangan rasio air – semen biasanya menghasilkan suatu peningkatan kekuatan. Perawatan beton di dalam suatu atmosfer yang lembab akan menghasilkan kekuatan-kekuatan yang lebih tinggi daripada perawatan di dalam suatu atmosfer kering. Modulus elastisitas beton tergantung kepada berat dan kekuatan beton.
Pada beton bertulang, beton dikombinasikan dengan batang-batang baja sehingga tercipta suatu bahan baru yang memanfaatkan keuntungan dari kekuatan tarik baja dan kekuatan tekan beton. Kombinasi ini dimungkinkan karena baja dan beton mempunyai koefisien muai panas yang hampir sama (sekitar 1 X 10-5/°C). Kalau tidak, maka akibat suatu perubahan suhu, pelekatan antara baja dan beton akan terputus karena kedua
7
bahan tersebut mengalami perubahan panjang yang berbeda. Berhubung kedua-duanya baja dan beton tersedia di dalam berbagai kekuatan, maka dari kedua bahan ini dapat diciptakan kombinasi-kombinasi yang tak terhitung banyaknya untuk memenuhi syarat- syarat disain yang diperlukan.
Beton bertulang dapat dicetak menjadi bentuk-bentuk yang tak terbatas macamnya untuk menghasilkan balok, kolom, pelat atau kulit kerang (shells). Supaya dapat mengalami keadaan tertekan seluruhnya komponen beton dapat dibekali penarikan purna ( post tension ) atau pra penarikan ( pre-tension ) sehingga meniadakan sebagian atau seluruh tegangan tarik akibat beban yang diterapkan. Dengan cara ini secara praktis kelemahan beton di dalam tarik teratasi.
8
Pada saat dituang ke dalam suatu cetakan, beton mengandung air bebas ( tidak terlibat di dalam reaksi kimiawi semen ) yang akan menguap selama beton dicetak dan dirawat, jadi selama suatu periode waktu air ini akan dibebaskan dan beton akan menyusut.
Besarnya penyusutan tergantung kepada kondisi perawatan ( kering atau lembab ), banyaknya tulangan dan tipe agregat serta campuran yang dipakai. Untuk beton biasa, setelah satu tahun besarnya penyusutan kira-kira 0,05%, sehingga, sebagai contoh, suatu bagian sepanjang 30 m akan menyusut kira-kira sebesar 16 mm. Pada beton ringan, penyusutan 40% lebih tinggi. Penyusutan akan menimbulkan retak-retak di dalam beton kecuali bila dijaga. Tambahan batang tulangan seluas 2% dari penampang beton akan mengurangi penyusutan sebanyak kira-kira 75% dan menyebabkan sebagian terbesar penyusutan dapat telah terjadi di dalam jangka waktu satu bulan.
Penyusutan dapat dikurangi dengan memakai suatu campuran yang mempunyai kesenjangan gradasi ( gap grade ), pada mana agregat-agregat ukuran menengah ditiadakan, sehingga agregat-agregat kasar saling bersentuhan. Penyusutan akan berkurang karena perubahan sebagian besar agregat terbatas pada penyusunan partikel kembali sebagai ganti dari perubahan bebas partikel-partikel di dalam kandungan semen.
9
Beton di dalam air mempunyai kecenderungan untuk memuai dengan menyerap kelembaban. Jumlah pemuaian ini kecil sekali, akan tetapi perlu ditekankan pada kenyataan bahwa semakin lama beton dapat tetap lembab, penyusutannya akan semakin kecil. Untuk mencegah pengaruh-pengaruh penyusutan telah dikembangkan semen- semen perluasan (expansive cements) dengan menambahkan kalsium sulfoaluminat pada semen Portland. Jenis beton ini lebih cenderung untuk memuai daripada menyusut sehingga memungkinkan memprategang beton dengan cara-cara kimiawi berhubung batang-batang tulangan menghambat pemuaian beton yang mana lalu menjadi tertekan.
10
Berhubung beton merupakan suatu bahan plastis, maka beton akan mengalami deformasi sejalan dengan waktu. Sifat berubah bentuk di bawah beban ini di sebut Rangkak ( creep / Sifat mekanik merupakan kemampuan suatu material untuk menerima beban atau gaya tanpa menimbulkan kerusakan pada material tersebut. Seperti uji creep yang merupakan kecenderungan suatu logam untuk mengalami deformasi plastis yang besarnya adalah fungsi waktu pada saat penerimaan beban yang besarnya cenderung besar ). Besarnya rangkak tergantung kepada beban, kekuatan dan tipe agregat yangdipakai serta umur dari beton. Rangkak berlanjut selama kurun waktu yang tidak ter-batas akan tetapi dengan suatu kecepatan yang semakin menurun. Besarnya rangkak setelah kurun waktu 20 tahun kira-kira adalah dua kali lipat dari rangkak setelah satu tahun. Pada akhir dari kurun waktu satu tahun, rangkak untuk beton batuan kira-kira sebesar 0,1%, sehingga sebuah kolom beton tidak bertulang pada suatu gedung setinggi 150 m akan memendek sebesar 150 mm. Penambahan batang batang tulangan baja pada beton mempunyai pengaruh mengurangi besarnya rangkak. Sebagai contoh, dengan penulangan 2%, rangkak akan berkurang sebanyak 50%. Dengan penulangan 5%, rangkak berkurang sampai 70%. Cara lain untuk mengurangi rangkak adalah dengan mengurangi rasio tegangan-kekuatan, yaitu perbandingan antara tegangan sebenarnya dengan kekuatan ultimit beton. Rangkak juga berkurang apabila beton dibiarkan lembab, hal ini tampaknya akibat dari kenyataan bahwa beton, apabila dibiarkan lembab, kekuatannya akan bertambah lebih banyak daripada kalau terbuka diudara.
11
Ada beberapa catatan penting dalam proses pembuatan hingga pencetakan sebuah beton. Yang pertama adalah seorang ahli beton harus bisa memilih dan mengatur metode terbaik yang dilakukan dalam pembuatan yang sesuai dengan keadaan lingkungan serta kondisi saat pembuatan. Yang kedua adalah pemilihan bahan-bahan yang sesuai dengan daerah kerja, waktu kerja dan kemampuan pemilik proyek. Dan yang ketiga adalah keahlian dalam menghadapi persoalan-persoalan yang ada di lapangan.
Ketelitian dan etos kerja merupakan hal mutlak yang harus dimiliki oleh setiap pekerja yang melakukan pekerjaan di bidang beton.
Setiap tahap yang dilakukan secara baik dan teliti sehingga juga menghasilkan suatu beton yang kita inginkan. Kualitas kontrol oleh pengawas. Prinsip efisien dan efektiv juga diperlukan agar beton tersebut menjadi optimum.
Segala upaya perbaikan kinerja kita harus bertujuan untuk memajukan kehidupan manusia seperti yang tertera pada piagam sipil. Tanpa merusak lingkungan. Kemajuan di bidang beton mudah-mudahan mendapat antusias dari masyarakat.
