Buku Ajar Konstruksi Beton i

BUKU AJAR

KONSTRUKSI BETON I

DISUSUN OLEH : I PUTU LAINTARAWAN, ST, MT. I NYOMAN SUTA WIDNYANA, ST, MT. I WAYAN ARTANA, ST.

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HINDU INDONESIA

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, atas rahmatNya sehingga penyusunan Buku Ajar Konstruksi Beton I dapat diselesaikan. Tulisan ini disusun untuk menunjang proses belajar mengajar untuk mata kuliah Konstruksi Beton I sehingga pelaksanaannya dapat berjalan dengan baik dan lancar, serta pada akhirnya tujuan dari mata kuliah ini dapat dicapai.Tulisan ini bukanlah satusatunya pegangan mahasiswa untuk mata kuliah ini, terdapat banyak buku yang bisa digunakan sebagai acuan pustaka. Diharapkan mahasiswa bisa mendapatkan materi dari sumber lain. Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih banyak kelemahan dan kekurangannya. Oleh karena itu kritik dan saran pembaca dan juga rekan sejawat terutama yang mengasuh mata kuliah ini sangat kami perlukan untuk kesempurnaan tulisan ini. Untuk itu penulis mengucapkan banyak terima kasih.

Denpasar, Februari 2009 Penulis

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia

i

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ...................................................................................................i DAFTAR ISI ..................................................................................................................ii BAB I SEMEN ..............................................................................................................1 1.1 Sejarah Semen ..........................................................................................................1 1.2 Sifat-Sifat Semen .....................................................................................................1 1.3 Semen Portland ........................................................................................................1 1.3.1 Jenis-Jenis Semen Portland secara Umum............................................................. 2 1.3.2 Pembuatan Semen Portland ...................................................................................3 1.4 Pengikatan (Setting) ..................................................................................................5 1.4.1 Kehalusan ..............................................................................................................5 1.4.2 Waktu Ikat .............................................................................................................5 1.5 Kekuatan ..................................................................................................................6 1.6 Penggunaan Semen Portland ...................................................................................6 1.7 Warna Semen ...........................................................................................................7 1.8 Penyimpanan Semen .................................................................................................8 1.9 Pemeriksaan Semen ..................................................................................................9 1.10 Pasta Semen ...........................................................................................................9 1.11 Semen Merah .........................................................................................................10 1.12 Semen Bentuk Tinggi ............................................................................................. 10 BAB II AIR .................................................................................................................... 11 2.1 Pendahuluan .............................................................................................................11 2.2 Fungsi Air ................................................................................................................11 2.3 Persyaratan Air Untuk Beton ...................................................................................13 2.4 Shringkage ................................................................................................................16 BAB III AGREGAT ......................................................................................................18 3.1 Pendahuluan ..............................................................................................................18 3.2 Jenis Agregat ............................................................................................................18 3.2.1 Agregat Kasar .......................................................................................................18 3.2.2 Agregat Halus .......................................................................................................19 3.3 Sifat Fisik Agregat ...................................................................................................20 3.4 Kekuatan Agregat ....................................................................................................20 3.5 Susunan Butir Agregat (Gradasi) .............................................................................22 3.6 Kebersihan Agregat .................................................................................................22 3.7 Berat Volume dan Berat Jenis Agregat ....................................................................23 3.7.1 Berat Volume Agregat .......................................................................................... 23 3.7.2 Berat Jenis Agregat ............................................................................................... 23 3.8 Kandungan Unsur Kimia Agregat ...........................................................................23 3.9 Porositas Agregat .....................................................................................................24 BAB IV BAHAN TAMBAH (ZAT ADDITIVE) .......................................................... 25 4.1 Pendahuluan .............................................................................................................25 4.2 Jenis Bahan Tambahan ............................................................................................ 25 4.2.1 Bahan Tambahan Kimia (Chemical Admixture) .................................................... 26Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia

ii

4.2.2 Bahan Tambahan Mineral (Mineral Admixture) ..................................................30 4.3 Cara Pakai Bahan Tambahan (Zat Additive)............................................................. 31 BAB V BETON NORMAL ........................................................................................... 33 5.1 Hipotesis Dasar Beton Bertulang .............................................................................33 5.2 Karakteristik Beton ...................................................................................................33 5.3 Parameter-parameter yang Mempengaruhi Kualitas Beton .....................................34 5.4 Definisi Beton Normal ............................................................................................. 35 5.5 Persyaratan Mix Disain Beton Normal ....................................................................35 5.6 Jenis-Jenis Mix Disain ............................................................................................. 37 5.7 Contoh Perhitungan Mix Disain Beton Normal ...................................................... 37 BAB VI BETON MUTU TINGGI ................................................................................50 6.1 Pendahuluan .............................................................................................................50 6.2 Sifat-Sifat Beton Mutu Tinggi .................................................................................51 6.2.1 Sifat Fisik Beton Mutu Tinggi ..............................................................................52 6.2.1 Sifat Mekanik Beton Mutu Tinggi ........................................................................52 6.3 Persyaratan Mix Disain Beton Mutu Tinggi ............................................................ 54 6.4 Jenis Mix Disain Beton Mutu Tinggi ......................................................................58 6.5 Contoh dan Perhitungan Mix Disain Sesuai dengan Jenis Campuran ..................... 60 6.6 Analisa Balok Beton Mutu Tinggi ...........................................................................66 BAB VII BETON BERTULANG .................................................................................68 7.1 Pengertian ................................................................................................................68 7.2 Baja Tulangan ..........................................................................................................69 7.3 Keuntungan dan Kerugian Struktur Beton ............................................................... 69 7.4 Perkembangan Peraturan Beton di Indonesia .......................................................... 70 7.5 Istilah dan Definisi ...................................................................................................71 7.6 Jenis Beban ..............................................................................................................71 7.7 Kombinasi Beban .....................................................................................................72 7.8 Faktor Reduksi Kekuatan ( ) ...................................................................................73 BAB VIII LENTUR MURNI ........................................................................................ 74 8.1 Asumsi-Asumsi .........................................................................................................74 8.2 Penutup Beton ..........................................................................................................75 8.3 Persyaratan Tumpuan .............................................................................................. 76 8.3.1 Bentang Teoritis Balok ......................................................................................... 77 8.3.2 Perkiraan Dimensi Balok ...................................................................................... 77 8.3.3 Kondisi Penulangan .............................................................................................. 78 8.3.4 Persentase Tulangan Seimbang ( b) ......................................................................78 8.3.5 Persentase Tulangan Minimum dan Maksimum ..................................................79 BAB IX ANALISIS DAN PERENCANAAN PENAMPANG PERSEGI TERHADAP LENTUR DENGAN TULANGAN TUNGGAL ...........................................80 9.1 Analisis Penampang .................................................................................................80 9.2 Analisis Penampang Persegi Tulangan Tunggal ..................................................... 80 9.3 Perencanaan Penampang Persegi dengan Tulangan Tunggal ..................................83 iii


BAB X ANALISIS DAN PERENCANAAN PENAMPANG PERSEGI TERHADAP LENTUR DENGAN TULANGAN RANGKAP ...........................................85 10.1 Analisis Penampang ............................................................................................... 85 10.2 Pemeriksanaan Keserasian Regangan ....................................................................87 10.3 Contoh Analisis Penampang dengan Tulangan Rangkap ......................................91 10.4 Perencanaan Penampang Persegi Terhadap Lentur dengan Tulangan Rangkap ....94 BAB XI ANALISIS BALOK T...................................................................................... 98 11.1 Pendahuluan ...........................................................................................................98 11.2 Lebar Efektif Flens ................................................................................................ 98 11.3 Analisis Balok T ....................................................................................................99 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 104


iv

BAB I SEMEN 1.1 Sejarah Semen Pada zaman Mesir, Yunani dan Romawi Kuno, bahan perekat batu - batuan dalam konstruksi dipergunakan bahan inorganik. Setelah revolusi industri di ropa maka dikembangkah banyak penelitian-penelitian penting. Pada tahun 1797 James Parker (penemu Inggris) menemukan suatu pembaharuan dengan membuat semen hydraulit dengan cara membakar batuan kapur dan batuan silika. Pada tahun 1824 John Aspeden (pengukir batu Inggris membuat paten tentang perbaikan cara membuat batu-batuan. Semen yang digunakan akhirnya disebut "Portland", kira-kira 20 tahun kemudian setclah pembaharuan oleh John Aspeden berubah diproduksi semen dengan kualitas yang dapat diandalkan. Tahun 1850 Portland cement dengan kualitas yang baik dikembangkan di Inggris dengan dibukanya 4 buah pabrik semen dan sejak itu mulai bermunculan pabrik semen di negara Eropa dan Amerika disusul oleh Jepang dan negara - negara di dunia lainnya. Semen berasal dari kata "cement" dan dalam bahasa Inggrisnya yaitu pengikat/perekat. Kata Cement diambil dari kata "cemenum yaitu nama yang diberikan kepada batu kapur yang serbuknya telah dipergunakan sebagai bahan adukan lebih dari 2000 tahun yang lain dinegara Italia. 1.2 Sifat-Sifat Semen Semen adalah Hidrolic. Binder (perekat hidraulis) yaitu senyawa - senyawa yang terkandung didalam semen tersebut dapat bereaksi dengan air dan membentuk zat baru yang bersifat sebagai perekat terhadap batuan. Oleh karena itu maka semen bersifat: Dapat mengeras bila dicampur dengan air. Tidak larut dalam air. 1.3 Semen Portland Semen Portland adalah bahan pengikat organis yang sangat penting dipakai dalam bangunan - bangunan pada masa kini. Semen Portland adalah bahan pengikat Hidrolig (Hidrolic bending agent) artinya dapat mengeras dengan adanya air.


1

1.3.1 Jenis - Jenis Semen Portland secara Umum 1. Ordinary Portland Cement Adalah semen Portland yang dipakai untuk semua macam konstruksi apabila tidak diperlukan sifat-sifat khusus seperti ketahanan terhadap silfat, panas, hidrasi. Semen portland ini yang biasa dipakai untuk umurn dan biasanya dikenal dengan nama semen saja karena pembuatannya massal. 2. Moderate Sulphate Resistance Adalah semen portland yang dipakai untuk kebutuhan semua macam konstruksi apabila diisyaratkan mempunyai ketahanan terhadap sulfat pada tingkatan sedang yaitu dipakai dilokasi tanah yang mengandung air tanah 0,08% - 0,17% dan mengandung 125 ppm SO3 serta pH tidak kurang dari 6 dan sedang yaitu pada lokasi suhunya agak tinggi. 3. Hight Early Strength Cement Adalah semen portland yang digiling lebih halus dan mehgandung C38 lebih banyak dibandingkan Ordinary Portland Cement. Mempunyai sifat pengembangan kekuatan awal dan kekuatan pada umur panjang yang lebih linggi dibandingkan OPC. Semen ini dapat dipakai pada keadaan emergency dan musim dingin, disamping itu dapat juga digunakan untuk concrete product atau presstress concrete. 4. Low Heat of Hydration Cement Sifat- sifatnya ; Panas hidrasi yang rendah, oleh karenanya sesuai untuk masa concrete construction. Kekuatan tekan awalnya rendah tetapi kekuatan tekan pada umur panjang adalah sama dengan Ordinary Portland Cement. Shrinkage akibat pengeringan adalah rendah. Bersifat chemical, resistance terutarna terhadap sulfat. 5. High Sulfate Resistance Cement Sifatnya mempunyai ketahanan terhadap sulfat yang tinggi. Semen ini dipakai untuk semua jenis konstruksi apabila kadar sulfat pada air tanah dan tanah 0,17%-1,67% dan 12 ppm 1250 ppm dinyatakan sebagai SO3. Misalnya pada konstruksi untuk air buangan atau konstruksi di bawah air.


2

6. Super High Early Strength Portland Cement Semen ini dipakai untuk kebutuhan kebutuhuan konstruksi yang perlu cepat selesai atau pekerjaan grating karena mempunyai kekuatan tekan yang tinggi. 7. Calloid Cement Adalah semen yang pada pemakaiannya dipakai dalam bentuk Sturry semen (Calloid) yang dipoMPakan mengingat pengecoran harus dilakukan pada formasi yang dalam dan sempit. 8. Blended Cement Dalam rangka memproduksi sifat ordinary portland cement maka dikembangkan jenis Blended cement. Dalam pemasarannya dikenal dengan Fly Ash Cement, Pozoland Cement, Masnry Cement. Jenis-Jenis dalam Blanded Cement tergantung pada proses dan bahan yang digunakan dan berakibat pada keunggulan keunggulan yang dimilikinya. Keunggulan ini diharapkan untuk memperbaiki : Kelecakan Plastisitas Kerapatan Panas hidrasi Ketahanan Dll 1.3.2 Pembuatan Semen Portland Pada pembuatan semen portland, batu kapur dan lempung atau batu karang, tanah liat kemudian digiling halus dan dicampur dengan air membentuk, slurry (bubur). Slurry ini kemudian dibakar dalam sebuah tanur sampai menjadi klinker pada suhu 1450oC. Klinker didinginkan dan kemudian digiling halus disertai penambahan 3-4% gips untuk memperlambat hidrasi komponen aluminat dari semen sehingga waktu pergeseran tidak berlangsung dengan cepat. Klinker, slury yang dibakar dalam suatu Rotary Klin yang hasilnya berupa batu keras. Komponen - komponen Semen Portland : Trikalsium Silikat(C3S) Dikalsium Silikat(C2S)


3

Trikalsium Aluminat (C, A) Tetra Kalsium Alurnino Ferit (C4 AF) Semen Portland terdiri dari 4 oksidasi utama Kapur Silika Alumina Besi CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 (60 - 66) % (19 25) % (3 8)% (1 5)%

Pengerasan adalah proses kimia dimana terjadi senyawa baru. Proses pengerasan terjadi dalam 2 tahap : Tahap I (Tahap Pendahuluan) Bila butir - butir semen mengalami kontak dengan air, maka lapisan permukaan dari mineral - mineral yang terdapat didalain semen mulai bereaksi dengannya secara kimia. C2S mengalami hidrolisa dan hidrasi diiringi dengan pembentukan 2 senyawa baru : 3CaO.SiO2 + (n + 1) H 2O 2CaO.Si.nH2O + Ca(OH)2

Sedangkan C2S dan C3A1 hanya mengalami pembentukan hidrat sebagai berikut; 2CaO.SiO2+nH2O = 2CaSiO2.nH2O 3CaO.Al2O3 + 6H2O = 3CaO.Al2O3.6H20 (Kalsium Hydroksilat) (Kalsium Hydro Aluminat)

Terbentuknya senyawa - senyawa hidrat menyebabkan terjadinya senyawa -senyawa yang sukar larut, terutama senyawa kalsium hydroksilat dan dengan cepat menyebabkan adukan (Mortar). Proses hydrasi dari senyawa - senyawa kalsium hanya terjadi secara insentif pada waktu terjadi pengikatan awal, penetrasi air kedalam lapisan yang lebih dalam dari partikel semen sangat tertahan sehingga interaksi antara air oleh senyawa - senyawa kompleks dalam semen berkurang sehingga proses berkembang dengan lambat. Tahap II (Peristiwa Kolidal) Pada tahap ini terjadi peristiwa kolidal pada saat Ca (OH)2 menjadi jernih betul, senyawa - senyawa hydrat yang terurai sekarang sukar larut dan tinggal dalam keadaan kolidal/gel. Pada proses reaksi hydrasi selanjutnya dari 3CaO.SiO2 terjadi dan menghasilkan C-S-H dengan volume lebih dari dua kali volume semen, C-S-M ini mengisi rongga kemudian membentuk titik kontak yang menghasilkan kekakuan.


4

Pada tahap berikutnya terjadi konsentrasi dari C-S-M yang akhirnya pasta menjadi kaku dan proses pengerasan pun mulai terjadi. 1.4 Pengikatan (Setting) Sifat set pada adonan semen dengan air adalah dimaksud sebagai gejala terjadinya kekakuan pada adonan tersebut. Dikenal dua macam setting time (waktu pengikatan): Initial Setting Time (waktu pengikatan awal) Ialah waktu mulai terjadi adonan sampai mulai terjadi kekakuan tertentu dimana adonan sudah mulai tidak workable. Final Setting Time (waktu pengikatan akhir) Ialah waktu mulai terjadi adonan sampai terjadi kekakuan penuh. Pada umumnya setting time dipengaruhi oleh : 1. Kandungan C 3 A Makin besar kandungan C3A akan cenderung menghasilkan setting time yang pendek. 2. Kandungan Gypsum (CaSO4.2H2O) Makin besar kandungan CaSO4.2H2O didalam semen menghasilkan setting time yang panjang. 1.4.1 Kehalusan Kehalusan sangat mempengaruhi penggeseran semen portlad dan juga kekuatannya, makin halus semen makin cepat dan lebih cfektif terjadinya inleraksi dengan air dan kekuatannya pun makin tinggi. Kehalusan tersebut setidaknya 80% (berat) harus dapat melalui ayakan yang 4900 lubang tiap cm, biasanya kehalusan dinyatakan luas permukaan tiap gram bahan. 1.4.2 Waktu Ikat Menentukan awal dan akhir pengikatan pasta semen, disamping kehalusan. waktu ikat juga sangal dipengaruhi oleh komposisi mineral dari air yang dipakai, air yang dipergunakan semen disamping yang digunakan untuk menghidrasikan semen juga diperlukan air yang memberikan mobilitas bagi pasta semen proses hydrasi memerlukan banyak air sebanyak 15% berat semen, tetapi untuk inenjamin mobilitas pasta semen


5

tersebut diperlukan air yang lebih banyak penguapan air yang kclebihan tersebut diiringi terjadinya pori-pori dalam campuran semen tersebut (beton, adukan, plesteran) tegangan disebabkan adanya penyusutan (Shrinkage), terjadinya retak - retak dan kekuatan dari bahan tersebut tadi akan menurun. 1.5 Kekuatan Kekuatan semen yang diukur adalah kekuatan tekan terhadap pasta, mortar, beton. Pasta : campuran antara semen dan air pada peibandingan tertentu

Mortar : campuran antara semen, air dan pasir pada perbandingan tertentu Beton : campuran antara semen, air, pasir dan agregat/kerikil peda perbandingan tertentu, kadang-kadang ditambah additive. Umumnya kekuatan tekan diukur pada umur 28 hari. Kekuatan tekan yaitu kekuatan tarik dan kekuatan lentur. Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan tekan adalah : 1. Kualitas semen (makin halus semen makin tinggi kekuatan tekannya) 2. Kualitas selain semen a. Kualitas air (suhu air 23 C 1,7 C ) b. Kualitas agregat c. Kualitas additive Untuk mengetahui mutu semen biasanya dibuat kubus-kubus untuk kuat tekannya yang ukurannya bermacam-macam, bisa juga dibuat spesimen-spesimen uniuk kuat tarik yang berbentuk khusus dan untuk kuat lentur prisma-prisma yang berukuran 4x4x16 cm2. Benda-benda percobaan (spesimen) tersebut dibuat dari campuran semen portland. 1.6 Penggunaan Semen Portland Adapun penggunaan semen Portland antara lain : 1. Sebagai bahan pengikat dalam pembuatan campuran beton. 2. Bahan untuk pembuatan elemen - elemen bangunan, seperti : tegel, genteng, pipa pipa dan lain- lain. 3. Dipakai sebagai bahan campuran pembuatan semen PPC (Puzzolanic Portland Cement) 4. Dipakai sebagai bahan stabilitasi seperti bata-bata tanah stabilitasi.


6

Tabel 1.6a Syarat Syarat Kimia Semen Portland StandarNo 1 2 Uraian Jenis Semen Portland Magnesium Oksida, M30 maks % berat Belerang Trioksida S03 rnaks % berat a. Bila CA < 8 % b. Bila CsA > 8 % Hilang pijar maks % berat Bagian tidak larut maks % berat Alkali sebagai Na20, maks % berat +) Trikalsium Silikat C3S, maks % berat ++) Dikalsium Silikat C2S, min % berat ++) Trikalsium Aluminat C3A, maks % berat ++) Tetrakalsium Aluminoferit ditambah 2 x Trikalsium Aluminal ( C4AF + 2CsA ) atau kadar larytan padat ( C4AF + C2F ), rnaks % berat ++) Jumlah Trikalsium Silikat dan Trikalsium Aluminat ( C3S + C3A ) maks % berat ++) I 5,0 3.0 3,5 3,0 1,5 0,6 II 5,0 3,0 3,0 1,5 0,6 III IV V 5,0 5,0 5,0 3,5 4,5 3,0 1,5 0,6 3,0 2,5 1.5 0,6 40,0 8,0 15,0 5,0 20,0 3,0 1.5 0,6

3 4 5 6 7 8 9

10

58,0

Tabel 1.6b Syarat - syarat Fisika Semen Portland StandarNo Uraiart Jenis Semen Portland I 1 Kehalusan, sisa diatas ayakan 0,09 mm maks % berat 10 Dengan alat Blaine, luas permukaan tiap satuan berat 280 semen, min m2/kg 2 Waktu pengikatan dengan alat Vicat : @ Awal, min menit 60 Akhir, maks jam 8 3 Waktu pengikaian aengan alat Gillmore : @ Awal, min menit 10 Akhir, maks Jam 4 Kekekalan : Pemuaian dalam Otoklat % maks 0,8 II 10 280 III 10 300 IV 10 280 V 10 280

60 8 10

60 8 10

60 8 10

60 8 10

0,8

0,8

0,8

0,8

1.7

Warna Semen Masyarakat pemakai semen di Indonesia sering kali tidak mengerti tentang

hubungan antara warna semen dengan mutu semen. Oleh karena itu berikut ini penjelasan tentang hubungan warna semen dengan mutu semen. Warna gelap atau pucat ditentukan oleh dua hal, yaitu : 1. Kandungan Magnesia (Magnesium Oxide - MgO ) MgO umumnya berasal dari Limestone, dalam proses pembakaran didalam klinkerisasi, kadar MgO tidak lebih dati 2%, maka MgO terscbut akan bersenyawa dengan mineral klinker menghasilkan senyawa mineral yang berwarna gelap, senyawa ini tidak memberikan pengaruh negatif atau positif terhadap kualitas semen.


7

Jika kadar MgO lebih dari 2% maka kelebihannya disebut periclase atau free MgO. Periclase berekasi dengan air menghasilkan MgO(OH)2. Reaksinya : MgO + H2O Mg (OH)2

Reaksi ini berjalan lambat. Volume MgO(OH)2 lebih besar dari volume MgO maka dapat menyebabkan terjadinya keretakan expansi volume tcrsebut, peristiwa ini dikenal dengan "magnesia expansion". Jika kadarnya lebih besar dari 2% digolongkan kepada negatif komponen, jika kadarnya sama atau lebih besar dari 5% maka semen tersebut sudah tidak memenuhi standar ASTM atau SII untuk type I. 2. Kandungan Tetra Kalsium Alumino Ferrite (C4AF) Disamping MgO, C4AF dapat menyebabkan warna semen menjadi gelap karena warna C4 AF itu gelap. Makin besar kadar C4AF, akan menyebabkan kadar C3A makin kecil dan ini menyebabkan kekuatan tekan semen akan menurun. Secara proses produksi kadar C4 AF ini dapat diatur yaitu dengan menaikkan proporsi pemakaian pasir besi dan mengurangi clay. Namun dengan harga pasir besi mahal dari bahan baku yang lainnya, maka kenaikkan kadar C4AF disamping menurunkan kualitas juga menaikkan product cost. Dari penjelasan diatas, sebenarnya dapat disimpulkan bahwa warna semen tidak dapat menentukan kualitas dari semen, bahkan pada batas tertentu warna semen yang gelap yang disebabkan oleh adanya MgO yang terlalu besar atau kadar C4AF Yang terlalu besar. Sedangkan semen dengan warna pucat pasti tidak mernpunyai kelemahan kelemahan yang diakibatkan oleh sebab-sebab tersebut diatas akan menghasilkan kualitas semen yang rendah. 1.8 Penyimpanan Semen Semen Portland akan tetap bermutu baik jika tidak berhubungan dengan air atau udara lembab. Cara penyimpanan yang baik adalah dengan jalan memperhatikan hal-hal berikut ini : 1. Tempat penyimpanan semen sedapat mungkin harus kedap air, semua retak -retak pada genting dan tembok harus secepatnya diperbaiki, tidak boleh ada lubang antara tembok dan genting.


8

2. Lantai harus dinaikkan diatas tanah untuk menjaga agar supaya tidak terjadi penyerapan air. 3. Kantong-kantong semen harus disimpan berimpit sedemikian rupa sehingga tidak terjadi perputaran udara diantaranya, kantong semen tidak boleh berimpit dengan tembok dan semen itu harus ditutupi dengan kain terpoal. 4. Unsur semen yang dapat digunakan pada konstruksi beton boleh melebihi 3 bulan, Bila ada keragu-raguan tentang mutu maka semen harus diperiksa dengan pemeriksaan standard untuk pengujian. 1.9 Pemeriksaan Semen Pemeriksaan semen meliputi: 1. Pemeriksaan konsistensi normal. 2. Pemeriksaan waktu pengikatan awal dengan jarum picat 3. Pemeriksaan pengikatan semen dengan jarum Gillmore 4. Pemeriksaan pengikatan semu 5. Pemeriksaan kuat tekan mortar 6. Pemeriksaan pemuaian pasta semen dengan autoolave 7. Pemeriksaan kadar udara dalam mortar semen 8. Pemeriksaan kehalusan semen 9. Pemeriksaan jenis semen 1.10 Pasta Semen Dalam beton, pasta semen merupakan bahan utama serta merupakan pcngikat butir-butir agregat mutu massa yang kuat dan padat. Sifat pengikatan pasta semen disebabkan oleh reaksi kimia antara semen dan air. Semen + air pasta semen + CaO + Panas Hanya diperlukan sedikit air untuk menyelesaikan reaksi kimia ini, kelcbihan air dapat menurunkan kekuatan dan ketahanan pasta tetapi dalam prakteknya lebih benyak air yang digunakan. Perbandingan antara air dan semen yang tepat perlu dicari. Beton biasanya terdiri dari: Semen Air Agregat 7 - 14% 15 - 19% 66 - 78% volume beton volume beton volume beton


9

1.11 Semen Merah Yang disebut semen merah yaitu: Semen merah termasuk kedalam puzzolan buatan, dibuat dari bata merah yang digiling halus, berdasarkan susunan kadarnya bahan bereaksi asam. Semen merah ini bila dicampur dengan kapur dan air akan mengeras seperti halnya puzzolan-puzzolan lainnya. Hal ini disebabkan karena bahan tersebut mengandung siliki amorf didalam mineral-mineral tersebut, didalamnya membentuk scnyawa kalsium hidroksilat. Semen merah biasanya digunakan untuk bahan campuran mortar (adukan). 1.12 Semen Bentuk Tinggi Sifat - sifat semen bentuk tinggi : Kekuatan awalnya tinggi Penggilingan lebih halus Bisa dipakai dalam waktu yang singkat Daya ikatnya lebih keras

Jenis-jenis semen yang lainnya : a. Semen abu terbang b. Semen abu besi c. Semen kapur tinggi d. Semen portland pozzolan e. Semen tras kapur


10

BAB II AIR 2.1 Pendahuluan Meningkatnya aktivitas perekonomian baik disektor industri, pariwisata, perdagangan serta meningkatnya jumlah penduduk didaerah perkotaan & sentra-sentra industri mengakibatkan kebutuhan penyediaan air akan terus meniangkat baik secara kualitas maupun kuantitas. Secara umum bahwa pemanfaatan sumber daya air digunakan untuk kebutuhan irigasi. Agar kebutuhan air secara menyeluruh dapat dipenuhi maka perlu adanya pengembangan dan pengelolaan sumber daya air secara terpadu, sehingga air dapat dimanfaatkan secara efektif dan efesien. Pembangunan dibidang sumber daya air secara bertahap dan berkelanjutan termasuk perbaikan dan peningkatan sebagian besar jaringan irigasinya dari konstruksi sederhana seperti: kayu, batu, tanah menjadi bangunan air yang permanen. 2.2 Fungsi Air Tujuan utama dari penggunaan air adalah agar terjadi hidrasi yaitu reaksi kimia antara semen dan air yang menyebabkan campuran ini menjadi keras setelah lewat beberapa waktu tertentu. Air yang dibutuhkan agar terjadi proses hidrasi tidak banyak, kira - kira 30% dari berat semen. Dengan menambah lebih benyak air harus dibatasi sebab penggunaan air yang terlalu banyak dapat menyebabkan berkurangnya kekuatan beton. Keadaan kandungan air secara nyata dari pasta dipengaruhi oleh kandungan kelembaban dalam agregat. Bila kondisi udara kering, pasta akan menyerap air. Dengan cara demikian secara efektif menurunkan faktor air semen dan mengurangi workability. Pada sisi yang lain jika agregat terlalu basah, pasta akan mengkontribusi air kepermukaan pasta, keduanya meningkatkan kadar air semen dan workability tetapi menurunkan kekuatan. Oleh karena agregat yang digunakan dalam pencampuran beton diusahakan dalam keadaan SSD (Saturated Surface Dry), yaitu butir- butir agregat yang jenuh air, artinya semua pori-pori yang tembus air terisi penuh oleh air sedang permukaannya kering, Proses agregat dari keadaan kering lab menjadi keadaan SSD dapat dijelaskan sebagai berikut:


11

Penyerapan air Agregat kreding lab

Air reaksi

Agregat kering udara (mengandung air didalamnya tetapi pori pori belum dipenuhi oleh air serta permukaan agregat tetap kering)

Agregat dalam keadaan SSD ( pori pori agregat dipenuhi oleh air tetapi permukaan agregat tetap kering)

Gambar 2.2 Proses agregat dari keadaan kering lab menjadi keadaan SSD 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 penyusutan kering secara tepat, yang mengakibatkan beton menjadi retak-retak, untuk itu dilakukan pekerjaan perawatan beton agar permukaannya selalu basah. Perawatan beton yang perlu dilakukan adalah menjaga kelembaban beton agar terus menerus dalam keadaan basah selarna beberapa hari dan mencegah penguapan dan penyusutan awal. Perawatan yang teratur dan terjaga akan memperbaiki kualitas beton itu sendiri yaitu membuat beton tahan terhadap agresi kimia. Cara perawatan beton yang dilakukan antara lain sebagai berikut : 1. Menyirami permukaan beton dengan air secara terus menerus Hal ini dilakukan pada waktu beton belum mengeras, dilakukan sekitar satu minggu setelah pencetakan beton. Perawatan dengan cara ini dapat dilakukan pada beton untuk konstruksi balok, kolom dan dinding - dinding vertikal. 2. Mengenai permukaan beton dengan air. Perawatan dengan cara ini sangat cocok untuk konstruksi pelat-pelat atap. Penggenangan yang dilakukan minimal dua minggu untuk menurunkan suhu akibat terjadi penguapan. 3. Menyelimuti permukaan beton dengan karung basah. Perawatan dengan cara ini dilakukan minimal dua minggu secara terus menerus. Bila karung kelihatan akan kering maka karung segera disiram lagi. Karena karung basah dapat melindungi beton dari terik rnatahari langsung dan

menurunkan suhu penguapan beton.


12

Air untuk perawatan dan pembuatan beton tidak boleh mengandung minyak, asam, alkali, garam, bahan-bahan organis atau bahan lain yang dapat merusak beton atau tulangannya. Sebaiknya digunakan air bersih, tidak berasa, tidak berbau dan dapat diminum. Air merupakan media pencampur pada pembuatan pasta, mortar dan beton. Mortel adalah terbentuk senyawa-senyawa hidrat menyebabkan terjadinya senyawasenyawa yang sukar larut dalam air terutama senyawa kalsium hidroksilat dan dengan cepat menyebabkan adukan. Kandungan air yang tinggi menghalangi proses pengikatan dan kandungan air yang rendah menyebabkan reaksi tidak selesai. Kandungan air yang tinggi dapat mengakibatkan mudah mengerjakannya, kekuatan mortar dan beton rendah, mortar dan beton menjadi porous. Terjadinya pemisahan antara pasir/agregat pada adukan mortar atau beton yang disebut segresi. Kekuatan dari hardened cement pasta ditentukan oleh perbandingan berat antara faktor air semen. 2.3 Persyaratan Air Untuk Beton Ketentuan umum air yang digunakan untuk beton, yaitu ; 1. Air yang digunakan untuk pembuatan beton harus bersih, tidak boleh mengandung minyak, asam, alkali, garam-garam. Zat organik atau bahan-bahan lain yang dapat merusak beton dan atau baja tulangan. Air tawar yang umumnya dapat diminum baik air yang telah diolah diperusahaan air minuin maupun tanpa diolah dapat dipakai untuk pembuatan beton. 2. Air yang dipergunakan untuk pembuatan beton pratekan dan beton yang didalamnya akan tertanam logam aluminium serta beton bertulang tidak boleh mengandung sejumlah ion khlorida. Sebagai pedoman, kadar ion khlorida (Cl) tidak melaMPaui 500 mg per liter air. Didalam beton ion khlorida dapat berasal dari air, agregat dan bahan tambahan (admixture) dan biasanya total khlorida maksimum (dalam % terhadap berat semen) yang diisyaratkan adalah: Beton pratekan Beton bertulang yang selamanya berhubungan dengan khlorida 0,06% 0,15%

Beton bertulang yang selamanya kering atau terlindung dari basah 1,00% Konstruksi beton bertulang lainnya 0,30%


13

3. Air tawar yang tidak dapat diminum tidak boleh dipakai untuk pembuatan beton kecuali dapat dipenuhi ketentuan - ketentuan berikut: Pemilihan campuran beton yang akan dipakai didasarkan kepada campuran beton yang mempergunakan air dari sumber yang sama yang telah menunjukkan bahwa mutu beton yang diisyaratkan dapat dipenuhi. Dilakukan percobaan perbandingan antara mortar yang memakai air tersebut dan mortar yang memakai air tawar yang dapat diminum atau air suling. Untuk ini dibuat kubus uji mortar berukuran sisi 50 mm dengan cara sesuai dengan ASTM C 109. Air tersebut dapat dipakai untuk pembuatan beton apabila tekan mortar yang memakai air tersebut pada umur 7 hari dan umur 28 hari paling sedikit adalah 90 % dari kuat tekan mortar yang memakai air tawar yang dapat diminum atau air sulung. Air yang berasal dari sumber alam tanpa pengolahan, sering mengandung bahan - bahan organik dan zat-zat yang mengandung seperti lempung/tanah liat, minyak dan pengotoran lain yang berpengaruh buruk kepada mutu dan sifat beton. Ion-ion utama yang biasanya terdapat dalam air adalah kalsium, magnesium, natrium, kalium, sulfat, khlorida, nitrat dan kadang-kadang karbonat. Air yang mengandung ion-ion tersebut dalam jumlah gabungan sebesar tidak lebih dari 2000 mg perliter pada umumnya baik untuk beton. Syarat - syarat air untuk campuran a. Kadar Clorida < 500 ppm. b. Kadar SO4 < 1000 ppm. c. Kadar Fe < 40000 ppm d. Kadar Na2 CO3 & K2 CO3 < 1000 ppm e. Kadar CaCO3 & MgO < 400 ppm. f. Zat memadat < 2000 ppm. Pengaruh kandungan asam dalam air terhadap kualitas mortar dan beton : Mortar atau beton dapat mengalami kerusakan oleh pengaruh asam. Serangan asam pada mortar dan beton akan mempengaruhi ketahanan pasta tersebut. Pengaruh pelarut Carbonat Pelarut Carbonat akan bereaksi dengan Ca(OH)7 membentuk CaCO3 dan akan bereaksi lagi dengan pelarut carbonat membentuk calcium bicarbonat yang sifatnya


14

larut dalam air, akibatnya mortar atau beton akan terkikis dan cepat rapuh. Pengaruh bahah padat Bahan padat bukan pencampur mortar atau beton. Air yang mengandung bahan padat atau lumpur, apabila dipakai untuk moncampur semen dan agregat maka terjadinya pasta tidak sempurna. Agregat dilapisi dengan bahan padat, tidak terikat satu sama lain. Akibatnya agregat akan lepas-lepas dan mortar atau beton tidak kuat. Pengaruh kandungan minyak Air yang mengandung minyak akan mengakibatkan emulsi apabila dipakai untuk mencampur semen. Agregat akan dilapisi minyak berupa film, sehingga agregat kurang sempurna ikatannya satu sama lain. Agregat bisa lepas - lepas dan mortar atau beton tidak kuat. Pengaruh air laut Air laut tidak boleh dipakai sebagai media pencampur semen karena pada permukaan mortar atau beton akan terlihat putih-putih yang sifatnya larut dalam air, sehingga lama-lama terkikis dan mortar atau beton menjadi rapuh. Hal - hal yang mempengaruhi kekuatan tekan Faktor air semen (water ratio cement = w/c) Faktor air semen adalah perbandingan berat air terhadap berat semen. Faktor air semen (FAS = w/c) = berat air/berat semen. Faktor air semen harus dihitung sehingga caripuran air dan semen mcnjadi pasta yang baik, artinya tidak kelebihan air dan tidak kelebihan semen. Apabila faktor air semen tinggi, berat air tinggi, sehingga kelebihan air akibatnya air akan merembes keluar membawa sebagian pasta semen, pasta tidak cukup mengikat agregat dan mengisi rongga yang menyebabkan beton tidak kuat. Hal ini harus dipahami oleh pelaksana pembuat mortar atau beton. Kadang kala karena menginginkan jumlah pasta yang besar dengan menambahkan air tanpa perhitungan, sehingga menjadi encer. Pemisahan (segration) Beton dikatakan mengalami pemisahan apabila agrcgat kasar terpisah dari campuran selama pengangkutan, pengecoran dan pemadatan sehingga sukar dipadatkan, berongga-rongga tidak homogen, beton yang berongga-rongga kurang kuat/mudah pecah. Bleeding


15

Bleeding adalah pemisahan air dari campuran beton yang merembes kepermukaan beton waktu diangkut, dipadatkan atau setelah dipadatkan. Bleeding terjadi karena: Pemakaian air yang berlebihan. Semennya kurang. Agregat kasar turun karena beratnya sendiri dan air naik kepermukaan dengan sendirinya akibat gaya capillary. Bleeding dapat mengakibatkan permukaan beton rusak dan apabila penguapan lebih cepat dari bleeding, beton akan retak-retak. 2.4 Shrinkage Kandungan air dari adonan semen dengan air yang telah mengeras dapat diklasifikasikan menjadi 3 macam : 1. Air (H2O) yang telah terikat dalam senyawa - senyawa hydrat yang mengeras. Air ini terikat secara ikatan kimiawi, biasanya disebut "combined water atau "nonevaporable water. 2. Adsorber water atau gei water yaitu H2O yang terikat secara ikatan fisika dalam molekul - molekul cement gel. 3. Air bebas (free water) adalah air yang terdapat diantara fase padat dan pasta, air ini disebut "capillary water". Pada proses pengeringan beton terjadi penguapan dari "capillary water" yang menyebabkan terjadinya penyusutan dari volume beton atau shrinkage. Shrinkage ini dipengaruhi oleh : Komposisi semen. Jumlah mixing water Concrete mix. Curing condition. Pengaruh komposisi semen terhadap shrinkage Pada dasarnya komponen yang terkandung pada semen yang melepaskan panas hidrasi paling besar akan memberikan kontribusi terhadap shrinkage paling besar. Karena panas hidrasi tersebut akan menaikkan suhu pengeringan. Pengaruh jumlah mixing water terhadap shrinkage. Makin besar mixing water yang dipakai maka makin besar terjadinya penguapan capillary water selama proses pengeringan dan oleh karenanya makin besar


16

terjadinya shrinkage. Pengaruh concrete mix terhadap shrinkage Shrinkage dapat dikurangi dengan memperbanyak agregat dan juga steel reinforcements juga dapat mengurangi terjadinya shrinkage. Pengaruh curing condition terhadap shrinkage Suhu, humidity, aliran angin adalah berpengaruh terhadap shrinkage karena faktor faktor tersebut berpengaruh terhadap kecepatan penguapan capillary water. Penentuan pemakaian air juga dapat ditentukan sebagai berikut: Banyaknya air yang dipcrlukan tergantung pada mobilitas dan pengerjaan adukan beton yang diinginkan. Dalam penentuan kebutuhan air untuk adukan beton absorsi air oleh agregat kasar haruslah diperhitungkan sebab dalam hal ini absorsi melebihi 0,5 % berat. Karena pengerasan beton berdasarkan reaksi antera semen & air, sangat diperlukan agar memeriksa apakah air yang akan digunakan memenuhi syarat-syarat teretentu. Air tawar yang boleh diminum tanpa meragukan boleh dipakai. Air minum tidak selalu ada dan bila tidak ada disarankan untuk mengamati air tersebut agar tidak mengandung bahan-bahan yang merusak beton/baja. Pertama-tama kita harus mengamati apakah air itu tidak mengandung bahan bahan perusak. Conlohnya fosfat, minyak, asam, alkali, bahan-bahan organik atau garam-garam. Penelitian ini harus dilakukan di laboratorium kimia. Selain air dibutuhkan untuk reaksi pengikatan, dipakai pula sebagai perawatan. Sesudah beton dituang, metode perawatan selanjutnya yaitu secara membasahi terus-menerus atau beton yang baru dituang direndam air. Air ini pun harus memenuhi syarat-syarat yang lebih tinggi dari pada air untuk pembuatan beton, misalkan air untuk perawatan selanjutnya keasaman tidak boleh pH nya > 6, juga tidak boleh terlalu sedikit mengandung kapur.


17

BAB III AGREGAT 3.1 Pendahuluan Pesatnya pembangunan sering mengalami kekurangan akan bahan-bahan bangunan seperti semen, kayu dan agregat. Kekurangan akan bahan-bahan tersebut diantaranya disebabkan karena belum berkembangnya industri-industri bahan bangunan dan pengolahan bahan bangunan yang kurang sempurna, misalnya masih sering terjadi campuran agregat untuk pemakaian beton yang rnengandung tanah (lempung) sehingga hasilnya akan mempengaruhi kekuatan beton yang dihasilkan. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian-penelitian mengenai sifat-sifat dan karakteristik dari bahan-bahan bangunan khnsusnya agregat sehingga dapat mencegah kesalahan-kesalahan

dikemudian hari. 3.2 Jenis Agregat Agregat merupakan komponen beton yang paling berperan dalam menentukan besarnya kekuatan beton. Pada beton biasanya terdapat 60% sampai 80% volume agregat. Agregat ini harus bergradasi sedemikian rupa sehingga seluruh massa beton dapat berfungsi sebagai benda yang utuh, homogen, rapat, dimana agregat yang berukuran kecil berfungsi sebagai pengisi celah yang ada diantara agregat berukuran besar. Dua jenis agregat adalah : 1. Agregat kasar (kerikil, batu pecah atau pecahan dari blast furnace) 2. Agregat halus (pasir alami atau batuan) Karena agregat merupakan bahan yang terbanyak didalam beton, maka semakin banyak person agregat dalam campuran akan semakin murah harga beton, dcngan syarat campurannya masih cukup mudah dikerjakan untuk elemen struktur yang memakai beton tersebut. 3.2.1 Agregat Kasar Agregat disebut agregat kasar apabila ukurannya sudah melebihi inch (6 mm). Sifat agregat kasar mempengaruhi kekuatan akhir beton keras dan daya tahannya terhadap disintegrasi beton, cuaca dan efek-efek perusak lainnya. Agregat kasar mineral


18

ini harus bersih dari bahan-bahan organik dan harus mempunyai ikatan yang baik dengan sel semen. Jenis -jenis agregat kasar yang umum adalah : 1. Batu pecah alami Bahan ini didapat dari cadas atau batu pecah alami yang digali. Batu ini dapat berasal dari gunung api, jenis sedimen atau jcnis metamorf. Meskipun dapat menghasilkan kekuatan yang tinggi terhadap beton, batu pecah kurang mcmberikan kemudahan pengerjaan dan pengecoran dibandingkan dengan jenis agregat kasar lainnya. 2. Kerikil alami Kerikil ini didapat dari proses alami yaitu dari pengikisan tepi maupun dasar sungai oleh air sungai yang mengalir. Kerikil memberikan kekuatan yang lebih rendah dari pada batu pecah, tetapi memberikan kemudahan pengerjaan yang lebih tinggi. 3. Agregat kasar buatan Terutama berupa slag atau shale yang bisa digunakan untuk beton berbobot ririgan. Biasanya merupakan hasil dari proses lain seperti dari blast-furnace dan lain - lain. 4. Agregat untuk pelindung nuklir dan berbobot berat Dengan adanya tuntutan yang spesifik pada jaman atom sekarang ini, juga untuk pelindung dari radiasi nuklir sebagai akibat dari semakin banyaknya pcmbangkit atom dan stasiun tenaga nuklir, maka perlu ada beton yang dapat melindungi dari sinar x, sinar gamma dan neutron. Pada beton demikian syarat ekonomis maupun syarat kemudahan pengerjaan tidak begitu menentukan. Agregat kasar yang diklasifikasikan disini, misalnya baja pecah, barit, magnetik dan limonit. Berat volume beton yang dengan agregat biasa adalah sekitar 144 lb/ft3. Sedangkan beton dengan agregat berbobot berat mernpunyai berat volume sekitar 225 sampai 330 lb/ft3. Sifat - sifat beton penahan radiasi yang berbobot berat ini bergantung pada kerapatan dan kepadatannya, hampir tidak bergantung pada seklor air - semennya. Dalam hal demikian, kerapatan yang tinggi merupakan satu satunya kriteria disamping kerapatan dan kekuatannya. 3.2.2 Agregat Halus Agregat halus merupakan pengisi yang berupa pasir. Ukurannya bervariasi antara ukuran no. 4 dan no. 100 saringan standar Amerika. Agregat halus yang baik harus bebas bahan organik, lempung, paitikel yang lebih kecil dan saringan no. 100 atau


19

bahan - bahan lain yang dapat merusak campuran beton. Variasi ukuran dalam suatu campuran harus mempunyai gradasi yang baik, yang sesuai dengan standar analisis saringan dari ASTM (American Society of Testing and Materials). Untuk beton penahan radiasi, serbuk baja halus dan serbuk besi pecah digunakan sebagai agregat halus. 3.3 Sifat Fisik Agregat Pada umumnya agregat yang dihasilkan dari Aggregate Crushing Plant (ACP) memiliki bentuk bersudut. Bentuk pipih atau lonjong dapat terjadi karena komposisi dan struktur batuan. Pada penghancuran batuan yang sangat keras akan terjadi proporsi bentuk pipih yang cukup besar. Tetapi pada proses crushing selanjutnya akan didapat proporsi bentuk bersudut yang lebih baik. Bentuk agregat pipih atau lonjong tidak disukai dalam struktur pekerjaan jalan karena sifatnya yang mudah patah sehingga dapat mempengaruhi gradasi agregat, interlocking dan menyebabkan peningkatan Porositas perkerasan tidak beraspal. Bentuk agregat bulatpun tidak disukai tetapi untuk kondisi perkerasan tertentu, misalnya kelas jalan rendah, bentuk bulat masih diperbolehkan tetapi hanya sebatas penggunaan untuk lapisan pondasi bawah dan lapisan pondasi saja. Maksimal penggunaan untuk lapisan pondasi tidak boleh lebih dari 40%. Sedangkan untuk lapisan pondasi bawah dapat lebih besar lagi. Pada penggunaan praktis di jalan, agregat berbentuk bulat dapat digunakan untuk lapisan permukaan dengan sebelumnya dipecahkan terlebih dahulu. 3.4 Kekuatan Agregat Kekuatan agregat tidak begitu mempengaruhi kekuatan beton, bila kekuatan agregat jauh lebih baik daripada kekuatan beton yang direncanakan. Scbaliknya pemakaian agregat yang kekuatannya rendah dibandingkan dengan kekuatan beton yang direncanakan, sangat mempengaruhi kekuatan beton. Semua kondisi lainnya menurun, bila kekuatan agregat yang dipakai semakin rendah. Kasarnya permukaan agregat juga mempengaruhi kekuatan beton. Berbeda dengan batu kerikil, batu pecah mempunyai permukaan cukup kasar dan hal ini menjamin pengikatan yang lebih kuat dengan semen bila seinua koridisi-kondisi lainnya sama. Ternyata beton batu pecah lebih tinggi kekuatannya dari beton kerikil. Alat Uji Ketahanan dan Cara Kerjanya :


20

a. Peralatan yang digunakan : Peralatan yang digunakan dalam uji ketahanan agregat adalah Aggregate IMPact Machine. Alat ini masih digerakkan secara manual dengan tenaga manusia. Berat total mesin tidak lebih dari 60 kg dan tidak kurang dari 40 kg. Dasar mesin terbuat dari baja dengan diameter 300 mm dan memiliki berat antara 22 sampai 30 kg. Cylinder Steel Cup memiliki diameter dalam 102 mm dan kedalaman 50 mm. Ketebalan cup tidak lebih dari 6 mm. Palu baja yng digunakan memiliki berat antara 13,5 sampai 14 kg dengan bagian bawah (bidang kotak) merupakan lingkaran dan berbentuk datar. Diameter komak sebesar 100 mm dan ketebalan 50 mm, dengan chamfer 1,5 mm. Palu diatur sedemikian rupa, sehingga dapat naik turun dengan rnudah tanpa gesekan berarti. Palu baja bergerak jatuh bebas dengan tinggi jatuh 3805 mm, diukur dari bidang kontak palu sampai permukaan sampel di dalam cup. Alat pengunci palu dapat sedemikian rupa untuk dapat memudahkan pergantian sampel dan pemasangan cup. Saringan dengan diameter 14,0 m; 10,0 mm dan 2,36 mm. Timbangan dengan ketelitian 0,1 gr. b. Penyiapan Sampel o Sampel yang digunakan adalah agregat yang lolos saringan 14,0 mm dan yang tertahan saringan 10,0 mm. Untuk setiap pengujian dibuat dua sampel. o Saring antara 500 - 1000 gr agregat pada urutan saringan 14,0 mm dan 10,0 mm selama 10 menit. Sampel yang diambil adalah agregat yang lolos saringan 14,0 mm dan tertahan di 10.0 mm. o Cuci sampel dengan air yang mengalir dan keringkan dalam oven (110 5)C selama 4 jam (kondisi kering oven). o Setelah suhu turun (atau sama dengan suhu ruangan, 25C) sampel siap untuk digunakan. c. Prosedur Pengujian o Ambil kira - kira setengah dari sarnpel yang telah disiapkan dan timbang sebagai A gr. o Masukkan sampel dalam cup (Cylindrial Steel Cup) sedemikian rupa hingga tidak melebihi tinggi cup (50 mm). Sampel dimasukkan kedalam cup dengan sedikit ditekan atau dipadatkan dengan tangan. o Letakkan Mesin IMPact Agregat pada lantai datar dan keras, seperti lantai beton.


21

o Letakkan cup berisi sampel pada teMPatnya dan pastikan letak cup sudah baik dan tidak akan bergeser akibat tumbukan palu. o Atur ketinggian palu agar jarak antara bidang kontak palu dengan permukaan sampel 3805 mm. o Lepaskan pengunci palu dan biarkan palu jatuh bebas ke sampel. Angkat palu pada posisi semula dan lepaskan kernbali (jatuh bebas). Tumbukan dilakukan sebanyak 15 kali dengan tenggang waktu tumbukan tidak lebih dari satu detik. o Setelah selesai saring benda uji dengan saringan 2,36 mm selama satu menit dan timbang berat yang lolos dengan kctelitian 0,1 gr yang dinyatakan sebagai B gr dan yang tertahan sebagai C gr. Pastikan tidak ada partikel yang hilang selama proses tersebut. Jika jumlah berat agregat yang lolos dan tertahan berbeda 1 gr dengan berta awal (A) maka pengujian harus diulangi. o Ulangi prosedur tersebut untuk sisa sampel berikutnya. 3.5 Susunan Butir Agregat (Gradasi) Komposisi butiran pasir sungai cenderung menghasilkan beton yang berkualitas baik. Pasir yang dipakai sebagai campuran beton harus mempunyai atau terdiri dari partikel-partikel yang ukuran atau besarnya berbeda-beda dari 0,14 - 5,0 mm untuk mengurangi rongga-rongga sesedikit mungkin. Untuk butir-butir kerikil yang dapat digunakan tergantung pada dimensi dari batuan betonnya. Untuk menjamin peneMPatan kerikil dalam campuran beton dengan baik maka ukuran butiran kerikil tidak boleh lebih besar dari pada penampang minimum dari konstruksi beton dan tidak boleh lebih besar dari pada jarak minimum antara dua tulangan pada konstruksi beton bertulang. Ukuran butiran kerikil yang maksimum ditentukan olch ukuran ayakan dimana yang tinggal diatasnya (residu) tidak rnelebihi 5 % dari contoh kerikil yang diuji. 3.6 Kebersihan Agregat Dalam agregat khususnya pasir zat-zat yang tercampur yang paling berbahaya adalah lempung yang rnenutupi partikel-partikel dengan semen, menyebabkan menurunnya kekuatan beton, Adanya lempung didalam pasir ditandai dengan bcrtambahnya volume waktu direndam air. Pasir yang dimaksudkan akan dipakai sebagai agregat untuk beton, kadar lempung, pasir halus dan debu tidak boleh lebih dari


22

5%. Pasir dapat dibersihkan dari lempung dan zat-zat lainnya dengan jalan mencucinya dengan air dalam suatu mesin pencuci. Sedangkan jumlah zat-zat yang tercampur dalam kerikil seperti lempung, pasir halus dan debu tidak boleh rnelebihi 1%. GuMPalan-guMPalan tanah liat atau guMPalan-guMPalan lainnya yang dapat merugikan haruslah dibuang dari kerikil yang akan dipakai sebagai campuran beton. 3.7 Berat Volume dan Berat Jenis Agregat 3.7.1 Berat Volume Agregat Berat volume beton bergantung pada berat volume agregat, berarti juga bergantung pada jenis agregatnya, apakah berbobot ringan, normal atau berat (untuk pelindung terhadap nuklir). Untuk memahami cara menetapkan nilai berat volume agregat dengan mcnggunakan alat silinder logam dan bahan agregat dengan ukuran butir lolos saringan dengan ukuran 20 mm dan tertahan pada saringan no. 4. 3.7.2 Berat Jenis Agregat Pengukuran berat jenis agregat diperlukan untuk perencanaan campuran agregat, misalnya dengan aspal. Campuran ini berdasarkan perbandingan berat, karena lebih teliti dibandingkan dengan perbandingan volume dan juga urluk menentukan banyaknya pori agregat. Berat jenis yang kecil akan mempunyai volume yang besar sehingga dengan berat yang sama akan membutuhkan aspal yang banya. 3.8 Kandungan Unsur Kimia Agregat Kandungan unsur kimia belerang dan senyawa yang terdapat dalam pasir akan membantu terjadinya korosi (karat) didalam beton. Pada senyawa ini tidak boleh melebihi 1 % berat agregat dihitung sebagai SO3. Pasir alami sering mengandung zatzat organis yang tercampur (sisa-sisa tanaman, humus, dan lain-lain). Ini juga berpengaruh negatif terhadap semen, sebab organis yang tercampur dapat membentuk asam organis dan zat-zat lainnya yang dapat bereaksi dengan semen yang sedang mengeras yang menyebabkan berkurangnya kekuatan beton.


23

3.9 Porositas Agregat Berdasarkan ukurannya pori agregat memiliki ukuran lebih besar dari 2 mm ataupun ruangan kosong diantara partikel-partikel batuan ynag gembur. Porositas dari agregat perlu diketahui sebab erat hubungannya dengan sifat-sifat agregat seperti kekuatan, sifat absorpsi dan lain-lain. Agregat dengan kadar pori yang besar akan membutuhkan jumlah semen yang lebih banyak, karena banyak semen yang terserap dan akan mengakibatkan semen mcnjadi lebih tipis. Penentuan banyaknya pori ditentukan berdasarkan air yang dapat terabsorsi oleh agregat.


24

BAB IV BAHAN TAMBAHAN (ZAT ADDITIVE) 4.1 Pendahuluan Adalah suatu bahan tambahan untuk beton yaitu suatu produksi disamping bahan semen, agregat campuran dan air juga dicampurkan dalam campuran spesi beton. Tujuan dari bahan ini adalah urituk memperbaiki sifat - sifat tertentu dari campuran beton keras dan lunak. Takaran bahan tambahan ini sangat sedikit dibandingkan dengan bahan utama hingga takaran bahan ini dapat diabaikan. Bahan tambahan tidak dapat mengkoreksi komposisi spesi - beton yang buruk, karenanya harus diusahakan komposisi beton seoptimal mungkm dengan bahan-bahan dasar yang cocok. Ide bahan tambahan sering berdasarkan efek ball-bearing, dcngan kata lain gelombang udara kecil dibentuk dengan massa spesi dan bekerja scbagai pelumas yang mana konsistensinya terpengaruh. Dalam praktek pcmbuatan konstruksi beton, bahan tambahan (admixture) merupakan bahan yang dianggap penting, terutama untuk pembuatan beton di daerah yang beriklim tropis seperti di Indonesia. Penggunaan bahan tambahan tersebut dimaksudkan untuk memperbaiki dan menambah sifat beton sesuai dengan sifat beton yang diinginkan. Definisi bahan tambahan ini mempunyai arti yang luas, yaitu meliputi material-material seperti polimer, fiber, mineral yang mana dcngan adanya bahan tambahan ini komposisi beton mempunyai sifat yang berbeda dcngan aslinya atau beton biasa. 4.2 Jenis Bahan Tambahan Air Entraining Agent (ASTM C260) Yaitu bahan tambahan untuk meningkatkan kadar udara agar beton tahan terhadap pembekuan dan pencucian terutama untuk daerah salju. Admixture Kimia (ASTM C49 dan BS 5075) Yaitu bahan tambahan cairan yang ditambahkan untuk mengendalikan waktu pengerasan (mempercepat atau memperlambat), mereduksi kebutuhan air, menambah kemudahan pengerjaan beton (meningkatkan nilai slump) dan sebagainya.


25

Mineral Admixture Bahan tambahan ini merupakan bahan padat yang dihaluskan yang ditambahkah untuk memperbaiki sifat beton agar beton mudah dikerjakan dan kekuatan serta keawetannya meningkat. Bahan-bahan mineral ini misalnya bahan tambahan puzzolan, slag, abu terbang (batu bara), abu sekam (gabah) dan silika fume (bahan produksi sampingan silika murni). Bahan tambahan lainnya Yang termasuk kategori bahan tambahan ini adalah semua bahan tambahan yang tidak termasuk dan ketiga kategori diatas, misalnya bahan tambahan jenis polymer, fiber mash, bahan pencegah keretakan, bahan tambahan yang dapat mengembang, bahan tambahan untuk perekat (bonding admixture). 4.2.1 Bahan Tambahan Kimia (Chemical Admixture) Ketentuan dan syarat mutu bahan tambahan kimia sesuai dengan ASTM C49481 "Standart Specification for Chemical Admixture for Concrete. Definisi tipe dan jenis bahan tambahan kimia tersebut dapat diterangkan sebagai berikut: Type A : Water-reducing Admixtures, adalah bahan tambahan yang bersifat mengurangi jumlah air pencampuran beton untuk menghasilkan beton yang konsistensinya tertentu. Type B : Retarding Admixture, adalah bahan tambahan yang berfungsi menghambat pengikat beton. Type C : Accelerating Admixture, adalah bahan tambahan berfungsi mempercepat pengikatan dan pengembangan kekuatan awal beton. Type D : Water Reducing dan Retarding Admixture, adalah bahan tambahan yang berfungsi ganda mengurangi jumlah air pencampuran yang diperlukan untuk menghasilkan beton yang konsistensinya tertentu dan menghambat pengikatan beton. Type E : Water Reducing dan Accelerating Admixture, adalah bahan tambahan yang berfungsi ganda mengurangi jumlah air pencampuran yang diperlukan untuk menghasilkan beton yang konsistensinya tertentu dan mernpercepat pengikatan beton.


26

Type F : Water Reducing, High Range Admixture, adalah bahan tambahan yang berfungsi mengurangi jumlah air pencampuran yang diperlukan untuk menghasilkan beton yang konsistensinya tertentu sebanyak 12% Type G : Water Reducing High Range and Retarding Admixture, adalah bahan tambahan yang berfungsi mengurangi jumlah air pencampuran yang diperlukan untuk menghasilkan beton yang konsistensinya tertentu, sebanyak 12 % atau lebih dan juga menghambat pengikatan beton. Bahan tambahan kimia yang urnum dipakai : Super Plasticizer Tujuannya : mempertinggi kelecakan (zona konsistensi dipertinggi). Mengurangi jumlah air pencampur. Pembentuk Gelembung Udara Tujuannya : meninggikan sifat kedap air, meninggikan kelecakannya. Retarder Tujuannya : memperlambat awal pengikatan/pengerasan, memperpanjang waktu pengerjaan/digunakan pada saat cor, mernbatasi panas hidratasi. Bahan Warna Tujuannya : memberi warna permukaan. Penggunaan plasticizer dan super plasticizer dapat dilihat pada skema dibawah :


27

IV

TANPA TAMBAHAN Faktor air semen rendah. Kekuatan dan durabilitas beton meningkat. Susut dan perkembangan panas meningkat. Kelecakan sesuai

DENGAN TANPA TAMBAHAN Faktor air semen rendah Kekuatan dan durabilitas beton meningkat Kecelakaan sesuai

I

Kekuatan ditingkatkan (+ semen)

Kekuatan ditingkatkan (- air)

PENGONTROLAN BETON

Menghemat semen (- air semen)

Kekuatan, durabilitas dan kecelakaan sesuai Susut dan perkembangan panas lebih rendah

II

Kekuatan ditingkatkan (- air - semen)

Kekuatan ditingkatkan (tanpa merubah porsi campuran)

V

Kekuatan sesuai dan kelecakan meningkat. Susut dan perkembangan panas meningkat

Kekuatan dan durabilitas sesuai Kecelakaan meningkat

III

Gambar 4.2.1 Skema Penggunaan Pasticizer dan Sper Pasticizer Selain bahan-bahan tersebut di atas digunakan juga bahan-bahan (yang mempengaruhi kekuatan tekan) sebagai berikut :


28

1. Water Reducer kegunaannya: a. Meningkatkan workability tanpa menambah air, dengan menghasilkan kekuatan yang sama. b. Pemakaian semen lebih sedikit untuk kekuatan dan workability yang sama. 2. Water Reducer kegunaannya : a. Mengurangi kecepatan evaluasi panas, dipakai didaerah yang pengecorannya luas dalam cuaca yang panas. b. Menghindari terjadinya sambungan dingin pada pengecoran lapisan demi lapisan yang mernakan waktu lama c. Menunda waktu pengikatan awal dengan tetap menjaga workability. Biasanya dipakai apabila jarak antara teMPat pengadukan dengan teMPat yang dibangun jauh. d. Memperlambat waktu pengikatan dan pengerasan untuk kondisi penuangan yang sulit Misalnya : pengerjaan penyemenan pondasi pada sumur minyak. 3. Accelerator Kegunaannya : a. Untuk mempercepat reaksi pada pengerjaan jalan beton yang berfungsi lalu lintas yang padat atau untuk menambal kebocoran air yang mempunyai tekanan merata semua. 4. Air Entrain kegunaannya : a. Mencegah kerusakan beton pada musim dingin karena air dalam beton membeku. b. Memperbaiki ketahanan terhadap pembekuan dimusim dingin terutama digunakan pada perkerasan beton untuk jalan dan landasan pesawat terbang. 5. Water Proofing kegunaannya : a. Mengurangi kadar air dalam workability yang sama. b. Memasukkan sejumlah udara kedalam beton, dipakai dimusim dingin supaya air didalam beton tidak membeku. c. Mengandung mineral filter untuk menghentikan adanya pori-pori udara.


29

4.2.2 Bahan Tambahan Mineral (Mineral Admixture) Yang termasuk dalam bahan tambahan mineral adalah : 1. Pozzolan Pozzolan adalah bahan yang mengandung senyawa silika atau silika alumina dan alumina yang tidak mempunyai sifat mengikat seperti semen akan tetapi dalam bentuknya yang halus dengan adanya air maka senyawa-senyawa tersebut akan bereaksi dengan kalsium hidroksida pada suhu normal rnembentuk senyawa senyawa kalsium silikat hidrat dan kalsium yang bersifal hidrolis dan mempunyai angka kelarutan yang cukup rendah. Menurut ASTM C618-86 mutu pozzolan dibedakan menjadi tiga kelas, dimana tiaptiap kelas ditentukan komposisi kimia dan sifat fisiknya. Pozzolan mempunyai mutu yang baik apabila jumlah kadar SiO2 + A12O2 + Fe2O, tinggi dan reaktifnya tinggi dengan kapur. Ketiga kelas pozzolan diatas adalah : Kelas N : Pozzolan alam atau hasil pembakaran, pozzolan alam yang dapat digolongkan didalam jenis ini seperti tanah diatomik, oparine cherts dan shales, tuff dan abu vulkanik atau pumicite, dimana bisa diproses melalui pembakaran maupun tidak. Selain itu juga berbagai material hasil pembakaran yang mempunyai sifat pozzolan yang baik. Kelas C : Fly ash yang mengandung CaO diatas 10% yang dihasilkan dari pembakaran lignite atau sub-bitumen batubara. Kelas F : Fly ash yang mengandung CaO kurang dari 10% yang dihasilkan dari pembakaran antrhacite atau bitumen batubara. Sedangkan mcnurut proses pembentukannya, bahan pozzolan dapat dibedakan menjadi 2 jenis yaitu : a. Pozzolan alam Pozzolan alam adalah bahan alam yang merupakan sedimentasi dari abu atau lava gunung berapi mengandung silika aktif yang bila dicampur dengan kapur padam akan mengadakan proses sementasi. Sifat pozzolan alam terhadap beton pada dasarnya mirip dengan pola lainnya, yaitu memperlambat waktu setting sehingga kekuatan awal beton rendah, bereaksinya dengan Ca(OH)2 membentuk senyawa kalsium silikat hidrat (CSH)


30

sehingga mengurangi

kandungan Ca(OH)2

dalam

beton, membuat beton

tahan terhadap air laut dan sulfat. b. Pozzolan buatan Pozzolan buatan sebenarnya banyak macamnya, baik merupakan sisa pembakaran dari tungku maupun hasil pemanfaatan limahah yang diolah menjadt abu yang mengandung silika reaktif dengan melalui proses pembakaran seperti abu terbang (fly ash), abu sekam (rice husk ash), silika fume dan lain-lain. 2. Abu Terbang (Fly Ash) Fly Ash adalah hasil pemisahan sisa pembakaran yang halus dari pembakaran batu bara yang dialirkan dari ruang pembakaran melalui ketel berupa scmburan asap, yang dikenal di Inggris sebagai serbuk abu pembakaran. Fly ash mempunyai butiran yang cukup halus dan berwarna abu-abu kehitaman. 3. Abu Sekam Abu sekam adalah limbah dari tanaman padi dimana didalamnya terdapat unsur SiO2, yang dengan mengatur pembakaran tertentu akan diperoleh silica yang reaktif. Pembakaran sekam pada proses pembuatan batu bata menoapai suhu 600o - 700. Pada suhu tersbut akan dihasilkan SiO2 yang reaktif yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan pozzolan buatan. 4.3 Cara Pakai Bahan Tambahan ( Zat Additive ) Biasanya penggunaan zat aditive hanya 10 - 20% berat jenis semen. Sebelum dicampurkan dengan semen, zat aditive dicampur terlebih dahulu dengan air secukupnya. Lalu dituangkan ke dalam adonan semen yang sudah bercampur dengan pasir dan koral. Aditive tidak boleh dicampur pada semen yang sudah mulai membatu atau mengeras. Aditive jarang dipakai oleh masyarakat umum karena harganya kurang terjangkau dan pemakaian aditive dalam campuran beton jarang diketahui oleh masyarakat karena kelangkaan barang tersebut. Karena mahalnya aditive tersebut biasanya digunakan hanya untuk pengecoran beton pada bagian yang penting, misalnya pada kolam renang atau kamar mandi lantai II. Beberapa contoh bahan tambahan untuk beton, yaitu :


31

Tabel 4.3 Contoh Bahan Tambahan NO TIPE 1 A PEMIMPIN PABRIK Sika NAMA DAGANG Flastrocreto NC Plastiment Bv- 100 Plastocrete N Cormix P 1 Cormix P 3 Cormix P.6 Feblow Standard Tricosal BV Sika Retardar Cormix P.2 Cormix R.1 Tricosal VZ 100 Sika Set Febeast Febspeed Tricosal T4 Tricosal Sill Plastocrete R Plastimen VZ Cormix P.S Ferblow Retarding Tricosal BVS Plastocrete- HL Sika-Set-CL Cormix P.S Feblow- Accelerating Feoeast P.3 Febexel Tricosal BVS Sika.ment Cormix SP1 Acosal Acosal Acasal NT Sikament- R4

Crosfield

2

B

FEB Berk Sika Cosfield Bork Sika FEB Berk

3

C

4

D

Sika Crosfield FEB Berk Sika Crofield FEB

5

E

6

F

Berk Sika Crosfield Berk

G

Sika

Menurut hasil survei terdapat beberapa zat aditive sebagai berikut Partemen Supermen Addibon : Rp. 36.000/Kg : Rp. 21.000/Kg : Rp. 20.000/Kg


32

BAB V BETON NORMAL

5.1 Hipotesis Dasar Beton Bertulang Beton sederhana dibentuk oleh pengerasan campuran semen, air, agregat halus, agregat kasar (batu pecah/kerikil), udara dan kadang-kadang campuran tambahan lainnya. Campuran yang masih plastis ini dicor kedalam acuan dan dirawat untuk mempercepat reaksi hidrasi campuran semen-air yang menyebabkan pengerasan beton. Bahan yang terbentuk ini mempunyai kekuatan tekan yang tinggi dan ketahanan terhadap tarik rendah atau kira- kira kekuatan tariknya 0,1 kali kckuatan terhadap tekan. Maka penguatan tarik dan geser harus diberikan pada daerah tarik dari penampang untuk mengatasi kelemahan pada daerah tarik dari elemen beton bertulang. Karena adanya perbedaan dengan penampang kayu atau baja yang homogen yang dari komposisinya beton merupakan bahan yang tidak homogen, maka pcrlu adanya modifikasi pendekatan dari prinsip - prinsip dasar perencanaan struktural. Kedua komponen ini (beton dan tulangan) harus disusun komposisinya sehingga dapat dipakai sebagai material yang optimal. Hal ini dimungkinkan karena boton dapat dengan mudah dibentuk dengan cara meneMPatkan campuran yang masih basah ke dalam cetakan beton sampai terjadi pengerasan beton. Jika berbagai unsur pembentuk beton tersebut dirancang dengan baik, maka hasilnya adalah bahan yang kuat, tahan lama dan apabila dikombinasikan dengan baja tulangan akan menjadi elemen yang utama pada suatu sistem struktur. 5.2 Karakteristik Beton Untuk merencanakan dan memperoleh beton yang karakteristik dan fungsinya sesuai dengan tujuan tertentu, kita perlu mengetahui karakteristik beton yang baik. Yang perlu disadari benar disini adalah perancangan komposisi bahan pembentuk beton merupakan penentu kualitas beton yang berarti pula kualitas total. Bukan hanya bahannya yang harus baik, melainkan juga keseragamannya harus dipertahankan pada keseluruhan produk beton. Karakteristik beton yang baik disimpulkan sebagai berikut:


33

1. Kepadatan Ruang yang ada pada beton sedapat mungkin terisi oleh agregat dan pasta semen. Kepadatan mungkin saja merupakan kriteria primer untuk beton yang dipakai pada radiasi nuklir. 2. Kekuatan. Beton harus mempunyai kekuatan dan daya tahan internal berbagai jenis kegagalan. 3. Faktor air - semen. Faktor air semen harus terkontrol sehingga memenuhi persyaratan kekuatan beton yang direncanakan. 4. Tekstur Permukaan beton ekspos harus mempunyai kerapatan dan kekerasan tekan yang tahan segala cuaca. 5.3 Parameter-Parameter yang Mempengaruhi kualitas Beton. Untuk mencapai kondisi-kondisi yang dituliskan diatas, harus ada control kualitas yang baik. Parameter-parameter yang paling penting adalah : 1. Kualitas semen. 2. Proporsi semen terhadap air dalam campurannya. 3. Kekuatan dan kebersihan agregat. 4. Interaksi atau adesi antara pasta semen dan agreyat. 5. Pencampuran yang cukup dari bahan-bahan pembentuk beton. 6. PeneMPatan yang benar, penyelesaian dan koMPaksi beton segar. 7. Perawatan pada temperature yang tidak rendah dari 50 F pada saat beton hendak mencapai kekuatannya. 8. Kandungan klorida tidak melebihi 0,15% dalam beton ekspos dan 1% untuk beton terlindung. Penyelidikan mengenai persyaratan ini membuktikan bahwa hampir semua kontrol menyangkut hal-hal sebelum pengecoran beton segar. Karena kontrol ini menyangkut penentuan komposisi dan kemudahan mekanis atau kemudahan pengangkutan dan pengecoran, maka perlu pula dipelajari kriteria-kriteria yang berdasarkan teori penentuan komposisi untuk setiap campuran beton. Dua metode yang diterima secara umum untuk perancangan campuran beton berbobot ringan dan beton berbobot berat adalah metode perancangan campuran


34

American Concrete Institute yang berupa rekomendasi praktis untuk perancangan campuran pada beton struktur ringan. 5.4 Definisi Beton Normal Beton normal adalah beton yang mempunyai berat isi 2200 - 2500 kg/m menggunakan agregat alam yang dipecah atau tanpa dipecah serta tidak menggunakan bahan tambahan. Dalam klasifikasi beton, yang termasuk beton normal adalah kelas II. Beton kelas II adalah untuk pekerjaan-pekerjaan struktural secara umurn. Pelaksanannya memerlukan keahlian yang cukup dan harus dilakukan dibawah pimpinan tenaga-tenaga ahli. Beton kelas II dibagi dalam mutu-mutu standar B1, K125, Kl75 dan K225. Pada mutu B1, pengawasan mutu hanya dibatasi pengawasan sedang terhadap mutu bahan-bahan, sedangkan terhadap kekuatan tekan tidak diisyaratkan pemeriksaan. Pada mutu-mutu K15, K175 dan K225, pengawasan mutu terdiri dari pengawasan yang ketat terhadap mutu bahan-bahan dengan keharusan untuk memeriksa kekuatan tekan beton secara kontinyu. Pada beton kelas II, untuk pertimbangan-pertimbangan tertentu bila diinginkan mutu lain daripada mutu standar yang telah disebutkan diatas, maka hal itu diijinkan asal syarat-syarat yang ditentukan tetap dipenuhi. Dalam hal ini mutu beton tersebut dinyatakan dengan hurup K diikuti dengan angka dibelakangnya, yang menyatakan kekuatan karakteristik beton yang bersangkutan. 5.5 Persyaratan Mix Disain Beton Normal Seperti kita ketahui bahan campuran beton terdiri dari semen, agregat, air dan bahan tambahan (admixture). Bahan campuran ini sudah diteliti oleh para ahli tcknik terdahulu, begitu juga dilakukan pada sifat-sifat dan perbandingan bahan-bahan campuran beton. Pada dasarnya Perencanaan Campuran Adukan Beton (PCAB) harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut: 1. Memenuhi ketentuan tekan karakteristik atau kekuatan tekan minimum yang dikehendaki (Compressive strength). 2. Memenuhi keawetan terhadap pengaruh-pengaruh serangan agresif lingkungan (durabilitas). 3. Memenuhi kemudahan pengerjaan di lapangan (workabilitas) 4. Harga adukan beton harus ekonomis.


35

Yang dimaksud kekuatan tekan beton adalah tegangan tekan hancur karakteristik yang dibutuhkan dan dapat diperkirakan dari tegangan rata-rata, yang dipengaruhi pula oleh standar deviasi rencana, fc = fcr 1,65.S dan fc = fcr + 2,33 N 4. Besarnya standar deviasi rencana (Sr) ini tcrgantung kemampuan mutu pclaksanaan dari kontraktor, yang mana mutu pelaksanaan ini sangat dipengaruhi oleh manajemen pelaksanaan di lapangan, peralatan yang dipakai dan skil labour (pengetahuan dari pelaksana). Harga K = 1,64 yang berarti kemungkinan kegagalan tes benda dibawah fc sekitar 5%. Pada metode ACI, probabilitas kegagalan 10% dengan K = 1,34. Bila tegangan ratarata (fcr) diketahui, FAS pun ditentukan pula. Sedangkan untuk masalah durabilitas ini sulit diukur, sebab masalah keawetan merupakan fungsi waktu. Dalam beton, hal keawetan ini dipertimbangkan terutama pada beton yang dibuat pada lingkungan yang agresif atau pekerjaan khusus. Untuk masalah keawetan ini, unsur-unsur kimia dari bahan-bahan beton yaitu semen, agregat juga mempunyai pengaruh dan masalah kekedapan beton (water tight) juga merupakan tuntutan yang harus diperhatikan. Beberapa saran yung perlu diperhatikan agar beton yang dihasilkan memenuhi syarat keawetan. Syarat-syarat yang dimaksud antara lain: 1. Penggunaan semen sesuai dengan fungsi dari konstruksi yang akan dibangun dan lingkungannya. 2. Rencanakan adukan beton sedapat mungkin dengan menggunakan gradasi sebaik mungkin. 3. Batasi penggunaan diameter maksimum agregat kasar = 30 mm. 4. Batasi penggunaan FAS, harga FAS berkisar antara 0,4 - 0,6 atau maksimum 0,6. 5. Bila perlu diadakan tes permeabilitas untuk mengukur kekedapan beton. 6. Kekuatan minimal rata - rata 250 - 300 kg/m2 7. Penggunaan pasir zone 2. 8. Gunakan tambahan mineral yang dapat meningkatkan kekedapan/impermeabilitas beton. Untuk masalah workabilitas (kemudahan pengerjaan beton), sesuaikan dcngan kcbuluhan atau fungsi struktur, karena bagian struktur kolom, balok dan pelat serta pondasi mempunyai batasan slump masing - rnasing. Pada dasarnya slump 7,5 - 8,0 cm


36

menghasilkan workabilitas yang baik karena slump 7,5 memenuhi tuntutan slump keseluruhan bagian struktur. Untuk masalah ekonomis, berhubungan dengan pelaksanaan dan ruang pori adukan minimum. Makin minimum ruang porinya, makin sedikit pasta yang dipergunakan, sehingga kebutuhan semen juga makin berkurang. Masalah lain yang perlu diperhatikan ialah bahwa adukan beton harus dikontrol sifat bleeding dan segresinya secara visual. Perlu dipertimbangkan keadaan tertentu ponambahan

admixture dan pengurangan semen untuk mendapatkan beton yang ekonomis. 5.6 Jenis - Jenis Mix Disain Seperti telah dijelaskan diatas, beton normal adalah beton kelas II yang

mempunyai mutu standar B KI25, K175 dan K. Untuk beton mutu B, dan KI25 harus dipakai campuran nominal semen, pasir dan kerikil (batu pecah) dalam perbandingan isi 1 : 2 : 3 atau 1 : 1 : 2 . Sedangkan untuk beton mutu K175 dan K225 serta mutu - mutu lainnya yang lebih tinggi, harus dipakai campuran beton yang direncanakan. Yang dimaksud dengan campuran beton yang direncanakan adalah campuran yang dapat dibuktikan dengan data otentik dari pengalaman-pengalaman pelaksanaan beton di waktu yang lalu atau dengan data dari percobuan-percobaan pendahuluan, bahwa kekuatan karakteristik yang disyaratkan dapat tercapai. Dalam melaksanakan beton dengan campuran yang telah direncanakan, jumlah semen minimum dan nilai fakor air semen maksimum yang dipakai harus disesuaikan dengan keadaan sekelilingnya. Sehingga dapat dicapai beton yang kekuatannya optimum, dengan semen yang minimum dan kemudahan pengerjaan yang dapat diterima Semakin kecil faktor air semen, semakin tinggi kekuatan beton. Dengan demikian dapat disimpulkan, jenis - jenis campuran pada beton normal ada dua, yaitu : campuran nominal dan campuran yang direncanakan. 5.7 Contoh Perhitungan Mix Disain Beton Normal Seperti telah direncanakan diatas, bahwa jenis-jenis campuran pada beton normal ada dua, yaitu: campuran nominal dan campuran yang direncanakan. Campuran nominal biasanya dibuat untuk pckerjaan-pekerjaan kecil. Seringkali untuk pekerjaan pekerjaan kecil, sulit untuk bekerja lebih teliti. Juga tidak memungkinkan dari segi waktu untuk menunggu sejumlah percobaan beton itu mengeras, sehingga kekuatan karakteristik


37

dapat ditentukan. Dibawah ini ditampilkan sebuah tabel yang menyediakan berbagai jenis campuran dalam beton yang mempunyai kekuatan dan keawetan yang cukup, selama air hanya cukup untuk memudahkan pekerjaan beton. Walaupun demikian perkiraan kasar ini tidak dapat menggantikan perekonomiaan beton yang tepat. Tabel 5.7a Contoh Perhitungan Mix Disain Beton Normal Prosedur : Pilih ukuran agregat maksimum yang tepat. Gunakan campuran B, tambahan air untuk menambah beton. Bila beton kelihatan kekurangan pasir, ganti mix A dan kalau beton kelebihan pasir ganti mix B Ukuran Mix Semen Perkiraan Berat Beton (lb/ft3 ) Agregat Pasir Agregat Kasar Maksirnum Beton Beton Batu pecah Slag tamur berudara tanpa besi udara A 25 48 51 54 47 B 25 46 49 56 49 C 25 44 47 58 51 A 23 45 49 62 54 B 23 43 47 64 56 C 23 41 45 66 58 1 A 22 41 45 62 54 B 22 39 43 64 56 C 22 37 41 66 58 1 A 20 41 45 75 05 B 20 39 43 77 67 C 20 37 41 79 69 2 A B 19 19 19 40 38 36 45 43 41 79 81 83 69 71 75

Untuk campuran yang direncanakan, akan membahas dua metode, yaitu: metode DOE dan metodc ACI. Metode DOE Di Indonesia, metode DOE paling sering digunakan dalam pencampuran beton. Cara ini dikembangkan oleh Departement of Environmental dari kerajaan Inggris dan telah dikembangkan oleh Prof. Torben C, Hansen dengan sedikit modifikasi. Pada metode DOE ini, beton terdiri dari campuran air, semen pasir dun bahan kerikil batu pecah. Baik buruknya hasil campuran tergantung dan mutu bahan beton dan proporsi dari masing-masing bahan tersebut.


38

Dalam penggunaan metode DOE ini ada dua anggapan dasar, yaitu : a. Mudahnya pengerjaan adukan beton tergantung dari jumlah air bebas dan tidak tergantung dari kadar semen dan faktor air semen, b. Kekuatan beton tergantung dari faktor air semen (FAS) dan tidak tergantung dari banyaknya air dan kadar semen. Dari dua anggapan dasar inilah perhitungan rancangan adukan beton dikembangkan. Penjelasan pengisian formulir Perancangan Adukan Beton dan Urutan Tahapan Perancangan dengan metode DOE dan Kriteria menurut PBI 1971. 1. Kekuatan Tekan Karakteristik Ialah suatu nilai kekuatan beton umur 28 hari dimana jumlah yang cacat tidak lebih dari 5%, artinya kekuatan yang ada hanya 5% yang diperbolehkan dari jumlah yang dites. 2. Standar deviasi. 3. Nilai tambah (Margin) Adalah hasil faktor dari deviasi standar dimana faktor K tergantung pada banyaknya yang cacat dan jumlah benda uji. 4. Kekuatan rata-rata (cr) yang akan dicapai. Adalah kuat tekan karakteristik ditambah nilai tambah. 5. Jenis semen. 6. Jenis agregat kasar dan halus. 7. Faktor air semen (FA S). 8. Faktor air semen maksimum Faktor air semen yang dipakai adalah faktor air semen yang terendan. 9. Slump. 10. Ukuran agregat maksimum 11. Kadar air bebas. Kebutuhan air yang dibutuhkan untuk proses hidrasi semen, bukan untuk peresapan air. 12. Kadar semen. Didapat dari membagi kadar air bebas dibagi dengan FAS. 13. Kadar semen maksimum. Bila tidak dituangkan dapat diabaikan.


39

14. Kadar semen ditetapkan untuk persyaratan kondisi tertentu. Mungkin ditetapkan persyaratan kondisi tertentu. 15. Faktor air semen yang disesuaikan. Bila kadar semen berubah karena lebih kecil dari kadar semen minimum yang ditetapkan, maka faktor air semen harus diperhitungkin kembali. 16. Susunan besar batu agregat halus. 17. Persentase fraksi pasir. Makin halus pasir, persentase pasir makin kecil. Untuk pasir zone 2 persentasenya antara 31 % - 40 % sedangkan untuk zone 1 persentasenya antara 40%-55%. 18. Berat jenis relative agregat gabungan. Terdiri dari persentase pasir dikalikan berat jenis agregat kasar. Bila tidak ada data maka digunakan berat jenis pasir ( agregat halus ) 2,5 t/m3 dan untuk agregat kasar 2,6 t/m3. 19. Berat jenis beton. 20. Kadar agregat gabungan. Adalah berat jenis beton dikurangi jumlah (kadar) semen dan air. 21. Kadar agregat halus Adalah persentase fraksi pasir dikalikan jumlah agregat campuran. Dan ini merupakan jumlah pasir yang diperlukan. 22. Kadar agregat kasar. Didapat dari pcngurangan jumlah agregat gabungan dikurangi jumlah pasir. Dari langkah-langkah perhitungan 1 sampai dcngan 22 akan didapat jumlah, bahan beton, air, semen, agregat halus dan agregat kasar untuk 1 m3 beton dalam kondisi SSD. Berikut adalah contoh perhitungannya: Ketentuan-ketentuan campuran beton yang dibuat: a. Kuat tekan karaktristik = 225 kg/cm2 untuk umur 28 hari dcngan jumlah yang mungkin cacat adalah 5 %. b. Semua semen yang dipakai adalah semen Portland normal type I c. Tinggi slump disyaratkan 45 mm (30 - 60 mm) d. Ukuran besar butir maksirnum 40 mm. e. Nilai faktor air semen maksimum 0,6. f. Kadar semen minimum = 275 kg/m3


40

g. Susunan butir agregat halus ditetapkan zone 2. h. Agregat yang tersedia adalah pasir Yp1 dan Yp2 dan kerikil Ya123 i. Data-data berat jenis, penyerapan air dan kadar air bebas dari agregat dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Tabel 5.7b Date - data Agregat Sifat Fisis Berat Jenis ( SSD ) Penyerapan Air Kadar Air Pasir Halus Alami 2,50 t/m3 3,10% 6,50% Agregat Pasir Kasar Alami 2,44 t/m3 4,20% 8,80% Batu Pecah (Kerikil) 2,66 t/m3 1,63% 1,06%

Rencanakan adukan beton sesuai dengan ketentuan-ketentuan diatas dan data-data dari bahan yang ada. Tabel 5.7c Daftar Isian (Formulir) Rancangan Campuran BetonUraian 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. Kuat tekan karakteristik Standar deviasi Nilai tambah Kekuatan rata-rata yang hendak dicapai Jenis semen Jenis agregat : kasar halus Faktor air semen bebas Faktor air semen maksimum Slump Ukuran agregat maksimum Kadar air bebas Kadar semen Kadar semen minimum Kadar semen maksimum Faktor air semen yang disesuaikan Susunan butir agregat halus Persen bahan lebih halus dari 4,8 mm Berat jenis relatif agregat (kering permukaan) Berat jenis beton Kadar agregat gabungan Kadar agregat halus Kadar agregat kasar Tabel/Grafik Perhitungan Ditentukan Diketahui 1+3 Ditetapkan Ditetapkan Ditetapkan Ditetapkan Ditetapkan Ditetapkan Ditetapkan Tabel 4 11:8 Ditetapkan/PBI Ditetapkan Grafik 3-9 PBI Grafi 8 Nilai 22,5 N/mm pada 28 hari bagian cacat 5% 7 N/mm2 atau tanpa data (k = 1,64) 1,64 * 7 = 11,5 N/mm2 22,5 + 11,5 = 34 N/m2 Semen normal type I Batu pecah alami 0,6 0,6 Slump 30 60 40 mm 170 kg/m2 170 0,6 = 283 kg/m3 265 kg/m3 pakai bila > 12, hitung no. 15 ......... Kg/m3 Daerah (zone) susunan butir 2 35% 2,59 diketahui 2,380 kg/m3 2,380 283 170 = 1.927 kg/m3 1927 * 0,35 = 674 kg/m3 1927 647 = 1253 ko/m32

Grafik 7 19, 12, 11 20 21


41

Berdasarkan (teoritis) Tiap m3 dengan ketel 5 kg Tiap campuran uji 0,05 m3 Banyaknya bahan ditimbang Tiap m3 Tiap 0,05 m3

Semen (kg) 283 14,5 Semen (kg) 283 14,5

Air (kg atau 1) 170 8,5 Air (kg atau 1) 150 7,5

Agregat Halus (kg) 674 33,17 Agregat Halus (kg) 702 35,1

Agregat Karet (kg) 1253 62,65 Agregat Kasar (kg) 1245 62,25

Penjelasan formulir isian : 1. Sudah jelas 2. Lihat tabel berikut : Tabel 5.7d Mutu Pelaksanan Diukur dengan Deviasi Standar (PBI 1971) Isian Pekerjaan Jumlah beton Sebuatn (m3) Kecil 1000 Sedang Besar 1000-3000 3000 Standar Deviasi (S), kg/cm2 Baik sekali 45 < S < 55 35 < S < 45 25 < S < 35 Baik 55 < S < 65 45 < S < 55 35 < S < 45 Dapat terima 65 < S < 85 55 < S < 75 45 < S < 65

Untuk 1000 m3 beton, S = 7 N/mm2 atau tergantung derajat kontrol yang ditetapkan. 3. Sudah jelas 4. Sudah jelas 5. Sudah jelas 6. Jenis agregat diketahui : Agregat halus (pasir) alami (pasir kali) Agregat kasar berupa batu pecah (kerikil)

7. Gunakan gambar 1 dan tabel berikut :


42

Tabel 5.7e Jumlah Semen Minum dan Nilai Faktor Air Semen Maksimum (PBI 1971) Jumlah semen Nilai faktor air minimum per semen m3 beton (kg) maksimum Beton di dalam ruangan bangunan : a. Keadaan keliling non korosif 275 0,60 b. Keadaan keliling non korosif 325 0,52 disebabkan oleh kondensasi atau uapuap korosif Beton di luar ruangan bangunan a. Tidak terlindung dari hujan dan terik matahari b. Terlindung dari hujan danterik matahari langsung Beton yang masuk dalam tanah : a. Mengalami keadaan kering dan basah berganti-ganti b. Mendapat pengaruh sulfat alkali tanah atau air tanah Beton yang kontinyu berhubungan dengan air : a. Air tawar b. Air laut

325 275

0,60 0,60

325 375

0,55 0,52

275 375

0,57 0,52

Tabel 5.7f Perkiraan Kekuatan Tekan (N/mm2) Beton dengan Faktor Air Semen 0,5 dan Jenis Semen dan Agregat Kasar yang Biasa dipakai di Indonesia Kekuatan Tekan (N/mm2) Pada Umur (hari) Jenis Semen Jenis Agregat 3 7 28 91 Semen Portland (tipe I) Alami (koral) 20 28 40 48 Batu pecah 23 32 45 54 Semen Portland (tipe II) Alami (koral) Batu pecah 13 11 18 26 32 36 40 44

-

Dari tabel, untuk semen Portland tipe I dan batu pecah, pada umur 28 hari bk

= 45 N/mm2

-

Dari grafik / gambar 1 :


43

Dari titik kekuatan tekan 45 N/mm2, tarik garis datar hingga memotong garis tengah kurva yang berbentuk kira-kira sama dengan kurva diatas dan dibawahnya (memakai garis putus-putus). Dari titik kekuatan beton yang direncanakan (34 kg/cm2) tarik garis mendatar yang memotong kurva putus-putus tersebut. Dari titik potong ini, tarik garis tegak lurus kc bawah yang memotong sumbu x (sumbu x = faktor air semen). 8. Faktor air semen maksimum ditetapkan 0,6. Dalam hal ini, faktor air semen yang diperoleh dari gamhar 2 tidak sama dengan yang ditetapkan, dipakai FAS

Documents

Buku Ajar Konstruksi Beton i