KARAKTERISTIK KUAT TEKAN, KUAT TARIK, DAN ABSORBSI …

KARAKTERISTIK KUAT TEKAN, KUAT TARIK, DAN ABSORBSI BETON AKIBAT PENAMBAHAN STYROFOAM DAN
SUPERPLASTICIZER
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2018
KARAKTERISTIK KUAT TEKAN, KUAT TARIK, DAN ABSORPSI BETON AKIBAT PENAMBAHAN STYROFOAM DAN SUPERPLASTICIZER
TUGAS AKHIR
menempuh Colloqium Doctum/Ujian Sarjana Teknik Sipil
Disusun Oleh :
Dosen Pembimbing
Pembanding I Pembanding II
Ir. Torang Sitorus, M.T. M Agung P Handana, ST, MT NIP. 19571002 198601 1 001 NIP 19821206 201012 1 005
Disetujui Oleh :
Medis Sejahtera Surbakti, S.T, M.T, Ph.D
NIP. 19710914 200012 1 001
BIDANG STUDI STRUKTUR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2018
KARAKTERISTIK KUAT TEKAN, KUAT TARIK, DAN ABSORPSI BETON AKIBAT PENAMBAHAN STYROFOAM DAN
SUPERPLASTICIZER
ABSTRAK
Penggunaan beton sebagai pembentuk struktur bangunan pada proyek konstruksi semakin meningkat. Berbagai penelitian dilakukan untuk meningkatkan kualitas beton, salah satu inovasinya adalah beton ringan. Beton ringan merupakan beton yang mempunyai berat jenis yang lebih kecil dari beton normal, yaitu 1850 kg/cm³ atau lebih kecil (SK SNI 03-3449-2002). Salah satu pembuatan beton ringan yaitu dengan menggunakan agregat ringan. Dalam penelitian ini bahan alternatif yang digunakan adalah styrofoam.Styrofoam atau expanded polystyrene biasa dikenal sebagai gabus putih yang umumnya digunakan untuk tempat makanan dan minuman, pengemas pengaman barang elektronik, mesin maupun pecah belah, dekorasi dan sebagainya. Material dari styrofoam ini bersifat non-daur ulang dan nonbiodegradable (tidak dapat membusuk menjadi zat konstituen). Pemakaian styrofoam sebagai pengganti agregat dilakukan untuk mengurangi efek berat volume dari beton. Beton yang dibuat dengan penambahan styrofoam dapat disebut beton- styrofoam (styrofoam concrete) yang disingkat styrocon.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui besar pengaruh kuat tekan, kuat tarik belah, berat isi, dan absorpsi betondengan menggunakanstyrofoamsebagai pengganti sebagian volume beton dan superplasticizer. Perbandingan semen dan agregat halus yang digunakan untuk campuran beton adalah 1 : 2, dengan faktor air semen adalah 0,25, subsitusi superplasticizer terhadap semen adalah 2%. Variasi penambahan styrofoam terhadap volume betonadalah 0%, 10%, 20%, 30% dan 40% dengan masing-masing tiga sampel untuk pengujian kuat tekan, kuat tarik belah, berat isi dan absorpsi. Benda uji yang digunakan adalah silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Pengujian ini dilakukan pada beton umur 28 hari.
Hasil pengujian kuat tekan beton styrofoam menunjukkan adanya pengaruh penambahan styrofoam terhadap kuat tekan beton jika dibandingkan dengan beton normal. Kuat tekan dan tarik belah yang paling maksimum terjadi pada penambahan 10% styrofoam terhadap volume beton yaitu sebesar 22,628 MPa dan 4,326 MPa jika dibandingkan dengan beton normal sebesar 24,532 MPa dan 4,8 MPa. Berat isi dan absorpsi minimum diperoleh pada 40% subsitusi styrofoam terhadap volume sebesar 1670,484 kg/m³dan 0,36%. Beton dengan substitusi 30% styrofoam dengan kuat tekan sebesar 18,401 Mpa dan berat isi sebesar 1797,392 kg/m3dapat dikategorikan sebagai beton ringan struktural.
Kata kunci : beton styrofoam, styrocon, kuat tekan, kuat tarik belah, absorpsi
Universitas Sumatera Utara
Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah memberikan karunia
kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini.
Tugas akhir ini merupakan syarat untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil bidang
Struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara,
dengan judul“Karakteristik Kuat Tekan, Kuat Tarik, dan Absorpsi Beton
Akibat PenambahanStyrofoamdan Superplasticizer”
Saya menyadari bahwa dalam penyelesaian tugas akhir ini tidak terlepas dari
dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, saya ingin
menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak
yang berperan penting yaitu :
1. Ibu Rahmi Karolina, ST, MT selaku pembimbing, yang telah banyak
memberikan dukungan, masukan, bimbingan serta meluangkan waktu, tenaga
dan pikiran dalam membantu saya menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Bapak Medis Sejahtera Surbakti, ST, MT selaku Ketua Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dr. Ridwan Anas, ST, MTselaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil
4. Bapak Ir. Torang Sitorus, MT dan Bapak M Agung Putra Handana, ST,
MTselaku Dosen Pembanding dan Penguji, atas saran dan masukan yang di
berikan kepada penulis terhadap tugas akhir ini.
5. Bapak dan Ibu staf pengajar dan seluruh pegawai Departemen Teknik Sipil
6. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas teknik
Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada
saya.
7. Asisten Laboratorium Bahan Rekayasa: Bagas Sangga Buana sebagai asisten
laboratorium pendamping, dan asisten yang lain yang telah membantu memberi
masukan dan mendukung selesainya tugas akhir ini.
8. Teristimewa untuk keluarga saya, terutama kepada kedua orang tua saya, G.
Simanjuntak dan mendiang R. Purbayang telah memberikan doa, bimbingan,
motivasi, semangat dan nasihat kepada saya. Terima kasih atas segala
pengorbanan, yang telah di berikan kepada saya. Tak lupa untuk abang saya,
Wira Romian Simanjuntak yang juga selalu memberikan dukungan kepada saya.
9. Teman-teman tim beton yang selalu membantu saya, Brian Pardosi, Novita
Simbolon, Ecy Damanik, Hendra Sigalingging. Tidak lupa untuk Hizkia
Gultom, Agita Simanjuntak, Anastasia Batubara , Yohana Zalukhu, Michael
Chandra, Luccas Saragih, Fanny Barimbing, dan Agnes Sinaga yang turut
membantu, serta teman-teman seperjuangan sipil, Astrya Simalango, Sintongdo
Sihombing, Claudya Tarigan, Aditya Manau, George Tobing, Joshua Manggala.
10. Teman-teman satu stambuk yang luar biasa, Teknik Sipil USU 2012.
11. Terpenting untuk semua teman-teman dan adik-adik lainnya yang tidak dapat
disebutkan seluruhnya terima kasih atas doa, semangat dan bantuannya.
Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari
kesempurnaan. Oleh karena itu saya menerima kritik dan saran yang bersifat
membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini
Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat
bermanfaat bagi para pembaca.
DAFTAR ISI
ABSTRAK .................................................................................................................. i KATA PENGANTAR ............................................................................................... ii DAFTAR ISI ............................................................................................................. iv DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ vi DAFTAR TABEL ................................................................................................... vii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... viii DAFTAR NOTASI ................................................................................................... ix
BAB 1PENDAHULUAN ........................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah .................................................................................. 2 1.3 Tujuan Penelitian ................................................................................... 2 1.4 Manfaat Penelitian ................................................................................. 2 1.5 Batasan Masalah .................................................................................... 3 1.6 Metode Penelitian ................................................................................... 4
1.7 Diagram Alir Metode Penelitian ............................................................. 5 1.8 Sistematika Penulisan ............................................................................. 6
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................. 7
2.1 Umum .................................................................................................... 7 2.2 Sifat Mekanik Beton .............................................................................. 9
2.2.1 Kemudahan pengerjaan (workability) ............................................ 9 2.2.2 Berat isi ....................................................................................... 12 2.2.3 Absorpsi ....................................................................................... 13 2.2.4 Kuat tekan beton .......................................................................... 13 2.2.5 Kuat tarik belah beton .................................................................. 15
2.3 Beton Ringan ....................................................................................... 16 2.4 Beton Styrofoam(Styrocon) ................................................................... 18 2.5 Bahan Penyusun Beton Ringan ............................................................. 19
2.5.1 Semen ........................................................................................... 19 2.5.1.1 Semen portland ............................................................... 19 2.5.1.2 Senyawa utama dalam semen portland ........................... 20 2.5.1.3 Sifat-sifat semen portland ................................................ 21
2.5.2 Agregat halus ............................................................................... 22 2.5.3 Styrofoam (expanded polysterene) ............................................... 27
2.5.3.1 Umum ............................................................................. 27 2.5.3.2 Proses pembuatan styrofoam ........................................... 28
2.5.4 Air ................................................................................................ 29
2.5.5 Bahan tambahan (admixture) ....................................................... 30 2.5.5.1 Bahan tambah kimia (chemical admixture) .............................. 31
2.5.5.2Bahan tambah mineral (additive) ............................................ 32 2.5.5.3Superplasticizer ....................................................................... 32
2.6 Perawatan Beton (Curing) .................................................................... 35
BAB 3 METODE PENELITIAN ........................................................................... 37 3.1 Umum ................................................................................................... 37 3.2 Bahan-bahan Penyusun Beton .............................................................. 37
3.2.1 Semen portland ............................................................................ 39 3.2.2 Agregat halus ............................................................................... 39 3.2.3 Styrofoam ..................................................................................... 42 3.2.4 Air ................................................................................................ 43
3.3 Perencanaan Campuran Beton Styrofoam(Mix Design) ....................... 43 3.3.1 Penggunaan styrofoam ................................................................. 44
3.4 Penyediaan Bahan Penyusun Beton ...................................................... 45 3.5 Pembuatan Benda Uji ........................................................................... 45 3.6 Pengujian Sampel ................................................................................. 46
3.6.1 Berat isi dan absorpsi ................................................................... 46 3.6.2 Uji kuat tekan beton ..................................................................... 47 3.6.3 Uji kuat tarik belah beton ............................................................. 47
BAB 4 APLIKASI DAN PEMBAHASAN ............................................................ 48
4.1 Nilai Slump ........................................................................................... 48 4.2 Berat Isi ................................................................................................. 49 4.3 Absorpsi ................................................................................................ 51 4.4 Kuat Tekan Silinder Beton ................................................................... 53 4.5 Kuat Tarik Belah Silinder Beton .......................................................... 55 4.6 Kontrol Klasifikasi Mutu Beton ........................................................... 56
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................... 59 5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 59 5.2 Saran ......................................................................................................... 60
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. x LAMPIRAN
Lampiran I (Pemeriksaan Bahan) Lampiran II (Data Pengujian) Lampiran III (Foto Dokumentasi)
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Kerucut abrams .................................................................................. 11 Gambar 2.2 Slump sebenarnya ............................................................................... 11 Gambar 2.3 Slump geser ......................................................................................... 12 Gambar 2.4 Slump runtuh ....................................................................................... 12 Gambar 3.1 Diagram alir pembuatan beton penambahan styrofoam dan
superplasticizer................................................................................... 38 Gambar 3.2 Semen Padang tipe I (www.semenpadang.co.id) ............................... 39 Gambar 3.3 Uji kuat tekan beton ........................................................................... 47 Gambar 4.1 Grafik variasi styrofoam terhadap nilai slump .................................... 48 Gambar 4.2 Grafik variasi styrofoam terhadap berat isi ........................................ 49 Gambar 4.3 Grafik variasi styrofoam terhadap absorpsi ........................................ 50 Gambar 4.4 Grafik kuat tekan beton styrofoam umur 28 hari ............................... 51 Gambar 4.5 Grafik kuat tarik belah beton styrofoam umur 28 hari ...................... 53
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Jumlah benda uji untuk variasi campuran ............................................ 4 Tabel 2.1 Perkembangan kuat tekan beton berdasarkan umur beton ................. 15 Tabel 2.2 Jenis-jenis beton ringan berdasarkan kuat tekan, berat isi, dan agregat
penyusunnya ....................................................................................... 18 Tabel 2.3 Komposisi umum oksida semen portland tipe I ................................ 21 Tabel 2.4 Pengaruh sifat agregat terhadap beton ................................................ 23 Tabel 2.5 Susunan gradasi untuk agregat halus ................................................. 25 Tabel 2.6 Susunan besar butiran agregat kasar ................................................... 26 Tabel 2.7 Spesifikasi umum styrofoam .............................................................. 28 Tabel 3.1 Komposisi kebutuhan beton untuk 1 benda uji .................................. 45 Tabel 4.1 Nilai Slump untuk berbagai variasi ................................................... 48 Tabel 4.2 Berat isi rata-rata beton untuk berbagai variasi styrofoam ................. 50 Tabel 4.3 Absorpsi rata-rata beton untuk berbagai variasi styrofoam ................ 51 Tabel 4.4 Kuat tekan rata-rata beton styrofoam umur 28 hari ........................... 53 Tabel 4.5 Kuat tarik belah rata-rata beton styrofoam umur 28 hari .................. 55
DAFTAR NOTASI
f’c = Kekuatan tekan beton P = Beban tekan A =Luas penampang SSD =Saturated surface dry fct = Tegangan rekah beton P = Beban maksimum L = Panjang silinder d = Diameter silinder Abs =Absorpsi D = Berat silinder pada keadaan kering oven F = Berat silinder pada keadaan jenuh permukaan kering G = Berat silinder dalam air sampai terendam penuh (kg) Mb = Berat benda uji dalam keadaan jenuh air Mk = Berat benda uji dalam keadaan kering oven = Berat isi beton FM =Fine modulus / modulus kehalusan
hingga saat ini adalah beton. Beton mempunyai banyak keunggulan jika
dibandingkan dengan bahan bangunan lainnya. Keunggulaan beton antara lain
harganya relatif murah, mempunyai kekuatan tekan tinggi, tahan terhadap karat,
mudah diangkut dan dicetak, relatif tahan terhadap kebakaran dan tidak mengalami
pembusukan.
Namun beton memiliki salah satu kelemahan yaitu berat jenisnya cukup
tinggi sehingga beban mati pada suatu struktur menjadi besar.Beberapa cara dapat
dipakai untuk mengurangi berat jenis beton, seperti tidak menggunakan agregat
halus, penggunaan agregat ringan, dan membuat pori-pori udara pada beton. Cara-
cara tersebut akan menghasilkan beton dengan berat jenis yang lebih kecil daripada
beton normal, sehingga disebut beton ringan. Beton ringan sendiri sesuai dengan
namanya menitikberatkan pada berat volume beton yang rendah, yaitu 1850 kg/cm³
atau lebih kecil (Murdock dan Brook, 1999).
Salah satu cara membuat beton ringan adalah dengan menggunakan agregat
berberat jenis ringan. Bahan alternatif yang dapat digunakan adalah styrofoam.
Styrofoam atau expanded polystyrene yang berbentuk granular, berat satuannya
menjadi sangat kecil yaitu hanya berkisar antara 13-16 kg/m3 (Ginting, 2007).
Styrofoam atau expanded polystyrene dikenal sebagai gabus putih yang biasa
digunakan untuk membungkus barang elektronik. Polystyrene merupakan bahan
yang baik ditinjau dari segi mekanis maupun suhu namun bersifat agak rapuh dan
lunak pada suhu dibawah 100°C (Billmeyer 1984). Polystyrene memiliki berat jenis
sampai 1050 kg/m3, kuat tarik sampai 40 MN/m2, modulus lentur sampai 3 GN/m2,
modulus geser sampai 0.99 GN/m2, angka poisson 0.33 (Crawford, 1998dalam
Satyarno, 2004).
terjebak. Keuntungan menggunakan styrofoam dibandingkan menggunakan rongga
udara dalam beton berongga adalah styrofoam mempunyai kekuatan tarik dan
jumlahnya dapat dikontrol (Satyarno, 2004)
Mutu beton tergantung pada jenis semen yang digunakan, ukuran dan mutu
agregat, cara dan lama pencampuran, cara dan waktu pemadatan, faktor air semen,
perawatan beton serta jenis bahan tambah (additive) yang digunakan. Pada penelitian
ini digunakan bahan tambah superplasticizer untuk meningkatkan workabilitas beton
untuk mengatasi kendala nilai slump (keenceran) yang rendah. Superplasticizer
dapat diartikan sebagai bahan campuran kimia yang pemanfaatannya untuk
kelayakan tingkat tinggi dan dalam rangka mengurangi pemakaian air dalam jumlah
besar diluar batas normal campuran plastis.
1.2 Rumusan Masalah
penelitian ini sebagai berikut :
campuran beton terhadap kuat tekan dan kuat tarik beton?
2. Bagaimana pengaruh penambahan styrofoam dan superplasticizer pada
campuran beton terhadap berat isi dan aborpsi beton ?
1.3 Tujuan Penelitian
1. Untuk mengetahui pengaruh penambahan styrofoam dan superplasticizerpada
campuran beton terhadap kuat tekan dan kuat tarik beton.
2. Untuk mengetahui pengaruh penambahan styrofoam dan superplasticizerpada
campuran beton terhadap berat isi dan absorpsi beton.
1.4 Manfaat Penelitian
alternatif material dalam pembuatan beton ringan.
2. Memberikan informasi menenai penggunaan styrofoam pada beton ringan
dan dapat dijadikan sebagai referensi pada penilitian selanjutnya
1.5 Batasan Masalah
1. Bahan-bahan yang digunakan:
a. Semen OPC (Ordinary Portland Cement) atau Tipe I yang diproduksi PT.
SEMEN PADANG dalam kemasan satu zak 50 kg.
b. Agregat halus yang digunakan berupa pasir alami yang lolos ayakan No.
4(4,76 mm).
c. Variasi penambahan styrofoam terhaap volume beton yaitu 10%, 20%,
30% dan 40%.
campuran.
f. Air yang digunakan untuk adukan adalah berasal dari PDAM Tirtanadi, di
Laboratorium Bahan Konstruksi (Beton), Departemen Teknik Sipil
2. Beton normal yang digunakan terdiri dari campuran pasir, semen, dan air.
3. Mutu beton rencana adalah 12 MPa.
4. Perbandingan yang digunakan untuk campuran beton adalah semen : agregat
halus = 1 : 2, dengan subsitusi superplasticizer terhadap semen adalah 2%.
5. Pengujian dilakukan adalah kuat tekan, kuat tarik, dan absorpsi.
6. Pengujian kuat tekan, kuat tarik belah, berat isi, dan absorpsi dilakukan pada
saat beton berumur 28 hari.
7. Perawatan benda uji dengan cara pembasahan yaitu merendam benda uji
selama 28 hari.
8. Benda uji adalah silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm.
tekan beton yang besar.
10. Faktor air semen yang digunakan adalah 0,25
11. Jumlah benda uji yang akan dibuat untuk penelitian ini sebanyak 45 buah,
dengan rincian terlihat pada tabel 1.1.
Tabel 1.1 Jumlah benda uji untuk variasi campuran
No.
(buah) Kuat tekan
Kuat tarik Absorpsi
1. 0 0 3 3 3 9
2. 10 2 3 3 3 9
3. 20 2 3 3 3 9 4. 30 2 3 3 3 9 5. 40 2 3 3 3 9
Total keseluruhan 45
1.6 Metodologi Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah kajian
eksperimental di Laboratorium Bahan Rekayasa, Departemen Teknik Sipil, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun tahap-tahap pelaksanaan penelitian
sebagai berikut:
1. Penyediaan bahan penyusun beton yaitupasir, semen, air, styrofoam dan
superplasticizer.
b. Pemeriksaan berat jenis dan absorpsi agregat halus
c. Pemeriksaan kadar lumpur agregat halus.
3. Pembuatan campuran beton
5. Pembuatan benda uji silinder dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm.
6. Pengujian berat volume, kuat tekan, kuat tarik belah, berat isi dan absorpsi
menggunakan benda uji silinder pada umur 28 hari
1.7 Diagram Alir Metodologi Penelitian
Gambar 1.1 Diagram alir metodologi penelitian
Mulai
Pemeriksaan Bahan ( Analisa Ayakan, Berat Jenis dan Absorpsi, Kadar Lumpur)
Pembuatan Campuran Beton
Pengujian Benda Uji (Berat Isi, Uji Tekan, Uji Tarik, Absorpsi)
Data Pengujian
Analisis Data
Pencetakan Beton
Pengujian Slump
1.8 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dalam tugas akhir ini disusun per bab, pada setiap bab
terdiri dari beberapa bagian yang diurakan secara rinci. Sistematika penulisan pada
masing-masing bab adalah sebagai berikut:
BAB I Pendahuluan
Pada bab ini dibahas tentang latar belakang penelitian, rumusan masalah,
tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah, metodologi penelitian serta
sistematika penulisan dalam tugas akhir yang digunakan.
BAB II Tinjauan Pustaka
Pada bab ini dibahas tentang uraian dari literatur atau referensi yang menjadi
acuan dalam penulisan tugas akhir yaitu materi tentang beton, styrofoam,
superplastcizer, kuat tekan, kuat tarik belah, berat isi, dan absorpsi pada
beton.
Pada bab ini dibahas tentang tahapan-tahapan penelitian serta metode analisis
data yang digunakan dalam menyelesaikan tugas akhir.
BAB IV Hasil dan Pembahasan
Pada bab ini berisikan pembahasan tentang analisis data dari hasil penelitian
yang didapatkan dari pengujian kuat tekan, kuat tarik belah, berat isi, dan
absorpsi.
BAB V Kesimpulan dan Saran
Pada bab ini berisikan kesimpulan dan saran yang diperoleh dari bab-bab
sebelumnya.
yang umumnya mudah diperoleh, serta mudah diolah sehinga menjadikan beton
mempunyai sifat yang dituntut sesuai dengan eadaan situasi pemakaian tertentu.
Selain itu, beton memiliki harga yang relatif murah jika dibandingkan dengan baja,
dapat menahan gaya tekan yang besar, bahan penyusunnya mudah didapat, dan dapat
dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi, sehingga penggunaan beton sangat
dibutuhkan dalam dunia konstruksi.
Secara umum beton merupakan campuran dari semen, agregat halus, agregat
kasar, dan air dengan perbandingan tertentu, dengan atau tanpa tambahan bahan
campuran. Material-material penyusun ini akan berikatan satu dengan lain sehingga
membentuk satu kesatuan yang memiliki daya tahan terhadap gaya tekan yang tinggi.
Semen terdiri dari senyawa-senyawa yang berfungsi sebagai pengikat material
pengisi ketika bercampur dengan air.
Beton merupakan suatu bahan komposit (campuran) dari beberapa material,
yang bahan utamanya terdiri dari campuran antara semen, agregat halus,agregat
kasar, air dan atau tanpa bahan tambah lain dengan perbandingan tertentu. Karena
beton merupakan komposit, maka kualitas beton sangattergantung dari kualitas
masing-masing material pembentuk(KardiyonoTjokrodimulyo,2007). Menurut SNI
2847:2013, beton adalah campuran semen portland atau semen hidrolis lainnya,
agregrat halus, agregrat kasar, dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan
(admixture). Seiring dengan penambahan umur, beton akan semakin mengeras dan
akan mencapai kekuatan rencana (f’c) pada usia 28 hari. Beton memiliki daya kuat
tekan yang baik oleh karena itu beton banyak dipakai atau dipergunakan untuk
pemilihan jenis struktur terutama struktur bangunan, jembatan dan jalan.
Beton terdiri dari udara 5% , pasta semen 20-35%, sementara kadar agregat
antara 65-80% (Antoni dan Paul Nugraha, 2007). Kualitas dari struktur beton yang
baik harus memperhatikan banyak hal, dan melalui proses pengerjaan dan
pengawasan yang baik.
a. Kualitas bahan penyusun beton
b. Proporsi semen terhadap air (faktor air semen)
c. Proses pencampuran dan pengadukan material-material penyusun
d. Ketepatan saat penuangan dan pencetakan
e. Perawatan beton (curing).
pemakaiannya di lapangan. Antoni dan Paul Nugraha (2007), menyatakan bahwa
keunggulan beton adalah sebagai berikut :
1. Ketersediaan (availability) material dasar yang mudah didapat.
2. Kemudahan untuk digunakan (versatility).
3. Kemampuan beradaptasi (adaptility).
Selain memiliki beberapa keunggulan di atas, beton juga memiliki kelemahan
diantaranya :
1. Berat sendiri beton yang besar, sekitar 2400 kg/m³.
2. Kekuatan tariknya rendah.
3. Beton cenderung untuk retak, karena semennya hidraulis.
4. Kualitasnya sangat tergantung cara pelaksanaan di lapangan.
5. Struktur beton sulit untuk dipisahkan. Pemakaian kembali atau daur ulang
sulit dan tidak ekonomis.
kelebihan antara lain sebagai berikut ini:
1. Harga yang relatif lebih murah karena menggunakan bahan-bahan dasar yang
umumnya mudah didapat
2. Termasuk bahan yang awet, tahan aus, tahan panas, tahan terhadap
pengkaratan atau pembusukan oleh kondisi lingkungan, sehingga biaya
perawatan menjadi lebih murah
3. Mempunyai kuat tekan yang cukup tinggi sehingga jika dikombinasikan
dengan baja tulangan yang mempunyai kuat tarik tinggi sehingga dapat
menjadi satu kesatuan struktur yang tahan tarik dan tahan tekan, untuk itu
struktur beton bertulang dapat diaplikasikan atau dipakai untuk pondasi,
kolom, balok, dinding, perkerasan jalan, landasan pesawat udara, penampung
air, pelabuhan, bendungan, jembatan dan sebagainya
4. Pengerjaan atau workability mudah karena beton mudah untuk dicetak dalam
bentuk dan ukuran sesuai keinginan. Cetakan beton dapat dipakai beberapa
kali sehingga secara ekonomi menjadi lebih murah.
Walaupun beton mempunyai beberapa kelebihan, beton juga memiliki beberapa
kekurangan, menurut (Tjokrodimuljo, 2007) kekurangan beton adalah sebagai
berikut ini:
1. Bahan dasar penyusun beton agregat halus maupun agregat kasar bermacam-
macam sesuai dengan lokasi pengambilannya, sehingga cara perencanaan dan
cara pembuatannya bermacam-macam
sesuai dengan bagian bangunan yang akan dibuat, sehingga cara perencanaan
dan cara pelaksanaan bermacam-macam pula
3. Beton mempunyai kuat tarik yang rendah, sehingga getas atau rapuh dan
mudah retak. Oleh karena itu perlu diberikan cara-cara untuk mengatasinya,
misalnya dengan memberikan baja tulangan, serat baja, dan sebagainya agar
memiliki kuat tarik yang tinggi.
2.2 Sifat Mekanik Beton
2.2.1 Kemudahan pengerjaan (workability)
beton, karena sangat mempengaruhi mutu dan kualitas suatu campuran
beton.Workability adalah sifat atau perihal mudah/tidaknya beton segar dikerjakan,
diangkut, homogenitas, stabil, sifat pemadatan serta memperkecil pori udara beton.
Newman (1965) mengusulkan agar pengertian workability didefinisikan sekurang-
kurangnya pada tiga sifat yang berbeda, yaitu:
1. Kompabilitas atau kemudahan dimana beton dapat dipadatkan dan rongga-
rongga udara diambil
2. Mobilitas atau kemudahan dimana beton dapat mengalir ke dalam cetakan.
3. Stabilitas atau kemampuan beton untuk tetap sebagai massa yang homogen,
koheren dan stabil selama dikerjakan dan digetarkan tanpa terjadi segregasi
terhadap bahan-bahan utamanya.
Untuk mengukur workability maka digunakan istilah slump sebagai tolak ukur,
dengan alat untuk mengukur slump disebut slump test. Secara umum faktor yang
mempengaruhi workabilitas adalah :
1. Jumlah air pencampur.
Semakin banyak air yang dipakai, maka akan semakin mudah beton segar itu
dikerjakan, akan tetapi jumlahnya tetap diperhatikan agar tidak terjadi
segregation.
adukan beton, karena diikuti dengan penambahan air campuran untuk
memperoleh nilai FAS (faktor air semen) tetap.
3. Gradasi campuran pasir dan kerikil.
Bila campuran pasir dan kerikil mengikuti gradasi yang telah disarankan oleh
peraturan maka adukan beton akan mudah dikerjakan. Gradasi adalah
distribusi ukuran dari agregat berdasarkan hasil persentase berat yang lolos
pada setiap ukuran saringan dari analisa saringan.
4. Bentuk butiran agregat kasar
Agregat berbentuk bulat-bulat lebih mudah untuk dikerjakan.
5. Cara pemadatan dan alat pemadat.
Bila cara pemadatan dilakukan dengan alat getar maka diperlukan tingkat
kelecakan yang berbeda, sehingga diperlukan jumlah air yang lebih sedikit
daripada jika dipadatkan dengan tangan.
Konsistensi/kelecakan adukan beton dapat diperiksa dengan pengujian slump
yang didasarkan pada SNI 1972:2008. Pengujian ini menggunakan beberapa alat
seperti batang perojok dengan panjang 60 cm dan diameter 5 mm, meteran atau
penggaris, sendok semen, plat dasar, dan kerucut abrams. Kerucut abrams adalah alat
berbentuk kerucut terpancung pada bagian atasnya, dengan diameter atas 10 cm,
diameter bawah 20 cm dan tinggi 30 cm dan besi pegangan pada bagian atas dan
penahan pada bagian bawah, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1Kerucut Abrams
Ada tiga jenis slump yaitu slump sejati (slump sebenarnya), slump geser dan slump
runtuh.
1. Slump sebenarnya merupakan penurunan umum dan seragam tanpa ada
adukan beton yang pecah, oleh karena itu dapat disebut slump yang sebenar.
Pengambilan nilai slump sebenarnya dengan mengukur penurunan minimum
dari puncak kerucut.
Gambar 2.2Slump sebenarnya
2. Slump geser terjadi bila separuh puncaknya tergeser atau tergelincir ke bawah
pada bidang miring. Pengambilan nilai slump geser ini ada dua yaitu dengan
mengukur penurunan minimum dan penurunan rata-rata dari puncak kerucut.
Gambar 2.3 Slump geser
3. Slump runtuh terjadi pada kerucut adukan beton yang runtuh seluruhnya
akibat adukan beton yang terlalu cair. Pengambilan nilai slump ini dengan
mengukur penurunan minimum dari puncak kerucut.
Gambar 2.4Slumpruntuh
Besar nilai slump mengindikasikan tingkat kemudahan pengerjaan beton pada
saat diaduk, diangkut, dituang, dan dipadatkan. Semakin tinggi nilai slump maka
beton akan semakin mudah dikerjakan, namun niai slump yang terlalu tinggi juga
dapat menurunkan mutu beton, karena jumlah air yang terlalu banyak sehingga nilai
FAS semakin besar, dan menurunkan mutu beton itu sendiri.
2.2.2 Berat isi
Berat isi merupakan salah satu sifat yang sangat penting untuk diketahui pada
struktur beton ringan selain kekuatannya. Berat isi yang ringan mengindikasikan
bahwa beton ringan sudah mencapai berat yang diinginkan. Peraturan mengenai
pengujian berat isi beton ringan diatur dalam SNI 3402-2008.
Berat isi beton ringan dapat diukur dalam dua keadaan, yaitu saat beton
dalam keadaan kering oven pada suhu 110 C selama 24 jam, serta beton ringan
beton mencapai berat yang konstan.
Berat isi beton ringan struktural secara umum dalam keadaan kering oven
dihitung dengan menggunakan rumus :
= 997 −
2.2.3 Absorpsi
Absorpsi adalah kemampuan suatu bahan untuk menyerap air. Nilai absorpsi
sangat berkaitan dengan berat jenis maupun porositas suatu bahan, karena nilai
absorpsi yang besar mengindikasikan banyaknya rongga-rongga yang terdapat dalam
material tersebut. Besarnya absorpsi juga dapat menyebabkan menurunnya kekuatan
beton, karena pori-pori yang ada menyebabkan ikatan antar partikel pada suatu
material berkurang.
dihitung menggunakan persamaan:
2.2.4 Kuat tekan beton
struktur.Semakin tinggi tingkat kekuatan struktur yang dikehendaki, semakin tinggi
pula mutu beton yang dihasilkan.
Kuat tekan beton dipengaruhi oleh faktor air semen (water cement ratio, w/c),
sifat dan jenis agregat,jenis campuran, kelecakan (workability), perawatan (curing)
betondan umur beton.
Faktor air semen (water cement ratio, w/c) sangat mempengaruhi kuat
tekanbeton. Semakin kecil nilai w/c nya maka jumlah airnya sedikit yang
akanmenghasilkan kuat tekan beton yang besar.
2. Sifat dan jenis agregat
Sifat dan jenis agregat yang digunakan juga berpengaruh terhadap
kuat tekanbeton. Semakin tinggi tingkat kekerasan agregat yang digunakan
akan dihasilkankuat tekan beton yang tinggi. Selain itu susunan besar butiran
agregat yang baikdan tidak seragam dapat memungkinkan terjadinya interaksi
antar butir sehinggarongga antar agregat dalam kondisi optimum yang
menghasilkan beton padatdan kuat tekan yang tinggi.
3. Jenis campuran
dan mengisirongga-rongga diantara agregat sehingga dihasilkan beton dengan
kuat tekanyang diinginkan.
4. Perawatan (curing)
maka betonyang masih muda perlu dilakukan perawatan dengan tujuan agar
proses hidrasipada semen berjalan dengan sempurna. Pada proses hidrasi
semen dibutuhkankondisi dengan kelembaban tertentu. Apabila beton terlalu
cepat mengering,akan timbul retak-retak pada permukaannya. Retak-retak ini
akan menyebabkankekuatan beton turun, juga akibat kegagalan mencapai
reaksi hidrasi kimiawipenuh.
5. Umur Beton
bertambahnya umurbeton. Kuat tekan beton dianggap mencapai 100 %
setelah beton berumur 28hari. Menurut SNI T-15-1991, perkembangan
kekuatan beton dengan bahanpengikat PC type 1 berdasarkan umur beton
disajikan pada Tabel 2.1 sebagaiberikut:
Tabel 2.1 Perkembangan kuat tekan beton berdasarkan umur beton
Umurbeton (hari) 3 7 14 221 28 90 365 PC Type 1 0,44 0,65 0,88 0,95 1,0 - -
Sumber : SNI T-15-1991
′ = (2.3)
P : beban tekan (kN)
2.2.5 Kuat tarik belah beton
Meskipun beton sangat kuat menahan gaya tekan, namun kemampuannya
dalam menahan gaya tarik sangatlah kecil. Dipohusodo (1997), mencatatkan besar
kuat tarik beton hanya berkisar antara 9%-15% dari kekuatan tekannya. Sementara
untuk pendekatannya digunakan persamaan nilai , dengan f'c adalah kuat tekan beton
(MPa). Upaya dalam peningkatan nilai kuat tarik beton dengan penambahan serat
akan menurunkan besar kuat tekannya. Sehingga dalam upaya penanggulangan kuat
tarik beton yang lemah maka beton dipadukan dengan tulangan yang disebut beton
bertulang.
1.Pengujian tarik langsung,untuk menguji tarik langsung pada spesimen
silindermaupun prisma dilakukandengan menempelkan benda uji pada suatu pelat
besidengan lem epoxy. Tepi benda uji harus digergaji dengan gerinda intan untuk
menghilangkan pengaruh pengecoran atau vibrasi. Beban kecepatan 0,005 MPa/detik
sampai runtuh.
2. Pengujian tarik belah (pengujiantarik beton tak langsung) dengan menggunakan
“split cylinder test”. Dengan membelah silinder beton terjadi pengalihan tegangan
tarik melalui bidang tempat kedudukan salah satu silinder dan silinderbeton tersebut
terbelah sepanjang diameter yang dibebaninya. Benda uji berbentuk silinder
berdiameter 150 mm dan tinggi 300 mm, diletakkan pada arah memanjang di atas
alat penguji kemudian beban tekan diberikan merata arah tegak dari atas pada eluruh
panjang silinder. Apabila kuat tarik terlampaui, benda uji terbelah menjadi dua
bagian dari ujung ke ujung.
Tegangan tarik yang timbul saat benda uji mengalami retak dan terbelah
dihitung berdasarkan rumus :
= 2
P : Beban maksimum (kN)
L : Panjang silinder (mm)
D : Diameter silinder (mm)
Dalam upaya menaikkan kekuatan tarik beton, secara umum digunakan bahan
serat maupun fiber untuk menjaga ikatan antar bahan penyusun beton namun hal ini
juga akan berpengaruh pada menurunnya kekuatan tekan beton tersebut.
2.3Beton Ringan
Salah satu inovasi yang dilakukan dalam konstruksi beton adalah dengan cara
mengurangi berat jenis dari beton itu sendiri. Berat jenis beton adalah 2400
kg/m3,sehingga inovasi beton ringan dirasa mampu membuat berat jenis beton
menjadi lebih kecil.
Dengan kata lain, beton ringan adalah beton yang memiliki berat jenis
(density) lebih ringan daripada beton pada umumnya. Beton ringan dapat dibuat
dengan berbagai cara, antara lain dengan menggunakan agregat ringan (fly ash, batu
apung, kulit kerang, dll), campuran antara semen, silika, pozolan, atau semen dengan
cairan kimia penghasil gelembung udara. Agregat yang digunakan untuk
memproduksi beton ringan merupakan agregat ringan juga.
Tidak seperti beton biasa, berat beton ringan dapat diatur sesuai kebutuhan.
Pada umumnya beton ringan berkisar antara 600kg/m³ – 1800 kg/m³. Karena itu
keunggulan beton ringan utamanya ada pada berat, sehingga apabila digunakan pada
proyek bangunan tinggi akan dapat secara signifikan mengurangi berat sendiri
bangunan, yang selanjutnya berdampak kepada perhitungan pondasi.
Pada dasarnya, beton ringan diperoleh dengan cara penambahan pori udara ke
dalam campuran betonnya. Oleh karena itu pembuatan beton ringan dapat dilakukan
dengan cara-cara berikut (Tjokrodimuljo, 2009) :
1. Dengan membuat gelembung-gelembung gas/udara dalam adukan semen.
Dengan demikian akan terjadi banyak pori-pori udara di dalam betonnya. Bahan
tambahan khusus (pembentuk gelembung udara dalam beton) ditambahkan ke
dalam semen dan akan timbul gelembung-gelembung udara.
2. Dengan menggunakan agregat ringan, misalnya tanah liat bakar dan batu apung.
Dengan demikian beton yang terjadipun akan lebih ringan daripada beton
normal.
3. Pembuatan beton tidak dengan butir-butir agregrat halus. Dengan demikian
beton ini disebut “beton non-pasir” dan hanya dibuat dari semen dan agregrat
kasar saja (dengan butir maksimum agregrat kasar sebesar 20 mm atau 10 mm).
Beton ini mempunyai pori-pori yang hanya berisi udara (yag semula terisi oleh
butir-butir agregrat halus).
Menurut Neville dikutip dari Surya Bermansyah, dkk (2011) ada pembagian
penggunaan beton ringan berdasarkan berat jenis dan kuat tekan minimum yang
harus dipenuhi. Secara garis besar pembagian penggunaan beton ringan dapat dibagi
tiga yaitu :
a. Beton ringan dengan berat volume rendah (Low Density Concretes) untuk
non struktur dengan berat jenis antara 300 kg/m³ sampai 800 kg/m³ dan kuat
tekan antara0,35 MPa sampai 7 MPa yang umumnya digunakan seperti untuk
dinding pemisah atau dinding isolasi.
b. Beton ringan dengan kekuatan menengah (Moderate Strength Concretes)
untuk struktur ringan dengan berat jenis 800 kg/m³ sampai 1350 kg/m³ dan
kuat tekan antara 7 MPa sampai 14 MPa yang umumnya digunakan seperti
untuk dinding yang juga memikul beban.
c. Beton ringan struktur (Structural lightweight Concretes) untuk struktur
dengan berat jenis antara 1350 kg/m³ sampai 1900 kg/m³ dan kuat tekan lebih
dari 14 Mpa yang dapat digunakan sebagai beton normal.
Menurut SK SNI 03-3449-2002 beton ringan struktural adalah beton yang
memiliki agregat ringan atau campuran agregat kasar ringan dan pasir alam sebagai
pengganti agregat halus ringan dengan ketentuan tidak boleh melampaui berat isi
maksimum beton 1850 kg/m3 dan harus memenuhi ketentuan kuat tekanan dan kuat
tarik belah beton ringan untuk tujuan struktural.
Persyaratan beton ringan berdasarkan kuat tekan, berat isi, jenis agregrat
ringan dapat dilihat pada Tabel 2.2 di bawah ini.
Tabel 2.2 Jenis-jenis beton ringan berdasarkan kuat tekan, berat isi, dan agregat penyusunnya
Konstruksi Bangunan Beton Ringan
Berat Isi (kg/m3)
Struktural • Maksimum • Minimum
Agregat ringan dibuat melalui proses pemanasan dari batu serpih, lempung, sabakterak besi dan abu terbang
Struktutal Ringan • Maksimum • Minimum
Struktural Sangat Ringan Sebagai Isolasi
• Maksimum • Minimum
Dalam pembuatan beton ringan salah satu bahan alternatif tambahan yang
digunakan adalah styrofoam. Beton yang dibuat dengan penambahan styrofoam dapat
disebut beton-styrofoam (styrofoam concrete) yang disingkat styrocon. Styrofoam ini
ditambahkan ke dalam campuran beton.Styrofoam biasa dikenal sebagai gabus putih
yang umumnya digunakan sebagai pembungkus barang-barang elektronik.
Styrofoam atau foam polysterene adalah bahan yang dibentuk dari polysterene
dengan cara menghembuskan udara pada polysterene dalam kondisi panas sehingga
menghasilkan foam dengan kandungan udara mencapai 95 % sehingga berat satuan
styrofoam cukup rendah berkisar antara 15 – 22 kg/m3 . Beton styrofoam merupakan
salah satu beton ringan yang dibentuk dengan menggunakan material ringan berupa
butiran styrofoam. Beton styrofoam dapat dibentuk dari campuran semen, agregat
halus dan butiran styrofoam atau semen, agregat halus, agregat kasar dan butiran
styrofoam. Styrofoam yang ditambahkan ke dalam campuran beton dapat dianggap
sebagai rongga udara. Keuntungan penggunaan styrofoam sebagai pembentuk
styrofoam dibandingkan pemasukan udara dalam beton adalah styrofoam memiliki
kekuatan tarik dan jumlahnya dapat dikontrol (Satyarno, 2004).
2.5 Bahan Penyusun Beton Ringan
2.5.1 Semen
Semen merupakan bahan ikat yang penting dan banyak digunakan dalam
pembangunan fisik di sektor konstruksi sipil. Jika ditambah air, semen akan menjadi
pasta semen. Jika ditambah agregat halus, pasta semen akan menjadi mortar,
sedangkan jika digabungkan dengan agregat kasar akan menjadi campuran beton
segar yang setelah mengeras akan menjadi beton keras (hardened concrete).
Fungsi semen ialah untuk mengikat butir-butir agregat hingga membentuk
suatu massa padat dan mengisi rongga-rongga udara di antara butiran agregat. Semen
merupakan hasil industri yang sangat kompleks, dengan campuran serta susunan
yang berbeda-beda. Semen dapat dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu:
1. Semen non-hidrolik yaitu semen yang tidak dapat mengikat dan mengeras di
dalam air, tetapi dapat mengeras jika berada di udara. Contoh utama dari
semen non-hidrolik adalah kapur.
2. Semen hidrolik mempunyai kemampuan mengikat dan mengeras di dalam
air. Contoh semen hidrolik diantaranya kapur hidrolik, semen pozollan,
semen terak, semen alam, semen portland, dan semen alumina.
2.5.1.1 Semen portland
yang dihasilkan dengan menghaluskan clinker yang terdiri dari silika–silika kalsium
yang bersifat hidraulis, yang umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium
sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-sama dengan bahan utamanya.
Berdasarkan Peraturan Beton 1989 (SKBI.4.53.1989) membagi semen portland
menjadi 5 jenis (SK.SNI T-15-1990-03:2) yaitu :
1. Tipe I (Normal Portland Cement), semen portland yang dalam
penggunaannya tidak memerlukan persyaratan khusus seperti jenis-jenis
persyaratan khusus.
2. Tipe II (High – Early – Strength Portland Cement), semen portland yang
dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas
hidrasi sedang. Digunakan untuk konstruksi bangunan dan beton yang terus-
menerus berhubungan dengan air kotor atau air tanah atau untuk pondasi
yang tertahan di dalam tanah yang mengandung air agresif (garam-garam
sulfat) dan saluran air buangan atau bangunan yang berhubungan langsung
dengan rawa.
3. Tipe III (Modified Portland Cement), semen portland yang dalam
penggunaannya memerlukan kekeuatan awal yang tinggi dalam fase
permulaan setelah pengikatan terjadi. Semen jenis ini digunakan pada daerah
yang bertemperatur rendah, terutama pada daerah yang mempunyai musim
dingin (winter season).
4. Tipe IV (Low Heat Portland Cement), semen portland yang dalam
penggunaannya memerlukan panas hidrasi yang rendah. Digunakan untuk
pekerjaan-pekarjaan yang besar dan masif, umpamanya untuk pekerjaan
bendung, pondasi berukuran besar atau pekerjaan besar lainnya.
5. Tipe V (Sulfate Resisting Portland Cement), semen portland yang dalam
penggunaannya memerlukan ketahanan yang tinggi terhadap sulfat.
Digunakan untuk bangunan yang berhubungan dengan air laut, air buangan
industri, bangunan yang terkena pengaruh gas atau uap kimia yang agresif
serta untuk bangunan yang berhubungan dengan air tanah yang mengandung
sulfat dalam persentase yang tinggi.
6. Portland Pozzolan Cement (PPC), Semen portland pozzolan adalah campuran
dari semen tipe I biasa dengan pozzolan.
2.5.1.2 Senyawa utama dalam semen portland
Semen Portland yang umum dipakai dalam eksperimen tanpa kebutuhan
khusus adalah semen portland Tipe I. Semen tipe ini memiliki kandungan kapur
sebesar 63%. Kandungan lain yang terdapat dalam semen tipe ini dapat dilihat dalam
Tabel 2.3.
Sumber : Antoni dan Paul Nugraha,2007
Walaupun demikian pada dasarnya ada 4 unsur paling penting yang
menyusun semen portland, yaitu :
1. Trikalsium Silikat (3CaO.SiO2) yang disingkat menjadi C3S, sekitar 50%.
2. Dikalsium Silikat (2CaO.SiO2) yang disingkat menjadi C2S, sekitar 25%.
3. Trikalsium Aluminat (3CaO.Al2O3) yang disingkat menjadi C3A, sekitar
12%
C4AF, sekitar 8%.
mengikat/mengunciketika menjadi klinker. Semen dan air saling bereaksi,
persenyawaan inidinamakan proses hidrasi, dan hasilnya dinamakan hidrasi semen.
2.5.1.3 Sifat-sifat semen portland
1. Kehalusan butiran (fineness) Kehalusan butir semen mempengaruhi proses
hidrasi. Waktu pengikatan (setting time) menjadi semakin lama jika butir
semen lebih kasar. Kehalusan butiran semen yang tinggi dapat mengurangi
terjadinya bleeding atau naiknya air kepermukaan, tetapi menambah
kecendrungan beton untuk menyusut lebih banyak dan mempermudah
terjadinya retak susut. Menurut ASTM, butiran semen yang lewat ayakan
no.200 harus lebih dari 90%.
2. Waktu pengikatan
Nama Umum/ Oksida % Berat Kapur, CaO 63 Silika, SiO2 22 Alumina, Al2O3 6 Ferrit oksida, Fe2O3 2,5 Magnesia, MgO 2,6 Disodium oksida, Na2O 0,3 Alkalis, K2O 0,5-1 Sulfur dioksida, SO2 2,0
Waktu ikat adalah waktu yang diperlukan semen untuk mengeras, terhitung
mulai dari bereaksi dengan air dan menjadi pasta semen hingga pasta semen
cukup kaku dan tidak bisa dibentuk lagi. Waktu ikat semen dibedakan
menjadi dua :
a. Waktu ikat awal (initial setting time), yaitu waktu dari pencampuran
semen dengan air menjadi pasta semen hingga hilangnya sifat
keplastisan. Pada selang waktu ini beton mulai melakukan pengikatan,
sementara pasta semen bersifat lecak (kenyal).
b. Waktu ikat akhir (final setting time), yaitu waktu antara terbentuknya
pasta semen hingga beton mengeras. Pada semen portland initial
setting time terjadi tidak boleh kurang dari 45 menit, sedangkan final
setting time tidak boleh lebih dari 375 menit.
3. Panas hidrasi
Panas hidrasi adalah panas yang terjadi pada saat semen bereaksi dengan air,
dinyatakan dalam kalori/gram. Jumlah panas yang dibentuk antara lain
bergantung pada jenis semen yang dipakai dan kehalusan butiran semen.
Dalam pelaksanaan, perkembangan panas ini dapat mengakibatkan masalah
yakni timbulnya retakan pada saat pendinginan karena semen mengalami
susut. Pada beberapa struktur beton, terutama pada struktur beton mutu
tinggi, retakan ini tidak diinginkan. Oleh karena itu, perlu dilakukan
pendinginan melalui perawatan (curing) pada saat pelaksanaan.
4. Perubahan volume
Perubahan volume pasta semen yang telah mengeras merupakan suatu ukuran
yang menyatakan kemampuan pengembangan bahan-bahan campurannya dan
kemampuan untuk mempertahankan volume setelah pengikatan terjadi.
Pengembangan volume dapat menyebabkan kerusakan dari suatu beton,
sehingga sifat ini harus diperhitungkan.
2.5.2 Agregrat halus
sangattinggi, yaitu berkisar 60%-70% dari volume beton. Walaupun fungsinya
hanyasebagaipengisi, tetapi karena komposisinya yang cukup besar sehingga
karakteristik dan sifatagregat memiliki pengaruh langsung terhadap sifat-sifat beton.
Pengaruh sifat agregat terhadaap beton dapat dilihat dalam Tabel 2.4 berikut.
Tabel 2.4 Pengaruh sifat agregat terhadap beton
Sifat agregat Pengaruh pada Sifat beton
Bentuk, tekstur, gradasi Beton cair Kelecakan, pengikatan, da pengerasan
Sifat fisik, sifat kimia, mineral Beton keras Kekuatan, kekerasan,
ketahanan Sumber : (Antoni, 2007)
Agregat yang digunakan dalam campuran beton dapat berupa agregat alam
atauagregat buatan (artificial aggregates). Secara umum agregat dapat
dibedakanberdasarkan ukurannya, yaitu agregat kasar dan agregat halus. Ukuran
antara agregathalus dengan agregat kasar yaitu 4.80 mm (British Standard) atau 4.75
mm (StandarASTM). Agregat kasar adalah batuan yang ukuran butirnya lebih besar
dari 4.80 mm(4.75 mm) dan agregat halus adalah batuan yang lebih kecil dari 4.80
mm (4.75 mm).Agregat yang digunakan dalam campuran beton biasanya berukuran
lebih kecil dari40 mm.
1. Agregat normal
Agregat normal dihasilkan dari pemecahan batuan dengan quarry
ataulangsung diambil dari alam. Agregat ini biasanya memiliki berat jenis rata- rata
2,5- 2,7. Beton yang dibuat dengan agregat normal adalah beton yang memiliki berat
isi 2200-2500 kg/m3. Beton yang dihasilkan dengan menggunakan agregat ini
memiliki kuat tekan sekitar 15-40 MPa (SK.SNI.T-15-1990:1).
2. Agregat ringan
Agregat ringan adalah agregat yang mempunyai kepadatan sekitar 300 –1850
kg/m3. Agregat ringan adalah agregat yang mempunyai berat jenis yang ringan
danporositas yang tinggi, yang dapat dihasilkan dari agregat alam maupun hasil
fabrikasi (Tri Mulyono, 2004). Agregat ringan biasanya digunakan atas
pertimbangan ekonomis dan struktural. Pertimbangan ekonomis didasarkan atas
biaya produksi untukmenghasilkan agregat ringan dan pengerjaan struktur betonnya
sendiri. Secara struktural pertimbangan didasarkan atas berat-volume atau kepadatan
dari beton yan terbentuk dimana akan lebih ringan dibandingkan dengan
menggunakan agregatnormal, sehingga jika digunakan untuk struktur atas akan lebih
ringan yang pada akhirnya beban konstruksi menjadi lebih kecil.
Menurut SNI 03-2461-2002, agregat ringan diklasifikasikan menjadi 2 bagian
yaitu :
membekahkan(expanding) atau memanaskan bahan-bahan, seperti terak
dan peleburan besi,tanah liat diatome, abu terbang (fly ash), tanah serpih,
batu tulis dan lempung(slate).
2. Agregat ringan alami, adalah agregat yang diperoleh dan bahan-bahan
alamiseperti batu apung (pumice), batu letusan gunung atau batuan lahar.
Agregat ringan alami atau natural agregate, umumnya berupa material
vulkanik atau bersumber dari lava yang membeku. Secara garis besar, agregat alami
dikelompokkan ke dalam 2 bagian, antara lain :
a. Agregat yang berasal dari vulkanik, terbentuk ketika lava dari gunung
berapi.Lava merupakan lelehan didih yang mungkin berisi udara dan
gas, dan ketika itu mendingin, ia membeku menjadi massa berpori.
Dengankata lain, menghasilkan bahan ringan yang berpori dan reaktif.
Jenis bahanini dikenal sebagai agregat vulkanik, atau batu apung atau
agregat scoria.Agregat diperoleh dengan pengolahan mekanik, seperti
menghancurkan,menyaring, dan menggiling.
pertaniansebagai agregat. Sebagai contoh, limbah cangkang kelapa sawit
dapatdigunakan sebagai agregat dalam produksi beton ringan. Cangkang
kelapa sawit memiliki bulk-density sekitar 620 kg/m3 dan berat jenis
1,25.
Untuk kebutuhan gradasi agregat pada campuran beton ringan serta sifat
fisik agregat ringan untuk beton ringan struktural, SNI 03-2461-2002 menetapkan
dalam Tabel 2.5.
3. Agregat Berat
Agregat berat memiliki berat jenis lebih besar dari 2800 kg/m3. Agregat
inibiasanya dipergunakan untuk menghasilkan beton untuk proteksi terhadap radiasi
nuklir (SK.SNI.T-15-1990:1).
Dari ukurannya, agregat dapat dibedakan menjadi dua golongan yaitu agregat
kasar dan agregat halus.
Agregat halus merupakan material pengisi dalam campuran beton. Ukurannya
bervariasi antara 4,75mm sampai 0,15mm saringan standar Amerika (ASTM).
Agregat halus yang baik harus bebas bahan organik, lempung, partikel yang lebih
kecil dari saringan 0,075mm atau bahan – bahan lain yang dapat merusak campuran
beton.
1. Modulus Kehalusan butiran 2,2 sampai 3,2 yaitu:
a. Pasir halus : 2,2 < FM < 2,6
b. Pasir sedang : 2,6 < FM < 2,9
c. Pasir kasar : 2,9 < FM < 3,2
2. Susunan gradasi harus memenuhi syarat seperti Tabel 2.5 berikut:
Tabel 2.5 Susunan gradasi untuk agregat halus
Ukuran lubang ayakan Persen lolos kumulatif 3/8 in (9,5 mm) 100 No. 4 (4,75 mm) 90-100 No. 8 (2,36 mm) 75-100 No. 16 (1.19 mm) 55-90 No. 30 (0,6 mm) 35-59 No. 50 (0,3 mm) 8-30
No. 100 (0,15 mm) 0-10 Sumber : ASTM C136 -71
3. Kadar lumpur atau bagian yang lebih kecil dari 70 mikron (0,075 mm atau
No. 200) dalam persen berat maksimum. tidak boleh melebihi 5 % (ternadap
berat kering ). Apabila kadar lumpur melampaui 5 % maka agragat harus
dicuci.
4. Kadar gumpalan tanah liat maksimum 1% ( terhadap berat kering ).
5. Kadar zat organik yang ditentukan dengan mencampur agregat halus dengan
padatan NaOH 3% yang dicampurkan dengan 388 ml aquades, tidak
menghasilkan warna yang lebih tua dibanding warna standard. Jika warnanya
lebih tua maka ditolak kecuali:
a. Warna lebih tua timbul karena sedikit adanya arang lignit atau yang
sejenisnya.
b. Ketika diuji dengan uji perbandingan kuat tekan beton yang dibuat
dengan pasir standard silika hasilnya menunjukkan nilai lebih besar dari
95%.
Agregat harus mempunyai gradasi yang baik, artinya harus tediri dari
butiranyang beragam besarnya, sehingga dapat mengisi rongga-rongga akibat ukuran
yang besar, sehingga akan mengurangi penggunaan semen atau penggunaan semen
yang minimal.
persyaratan-persyaratan sebagai berikut :
sepertiyang terlihat pada tabel berikut.
Tabel 2.6 Susunan besar butiranagregat kasar
Ukuran lubang ayakan (mm) Persentase lolos kumulatif (%) 38,10 95–100 19,10 35–70 9,52 10–30 4,75 0–5
Sumber : ASTM C3-03
2. Agregat kasar yang digunakan untuk pembuatan beton dan akan
mengalamibasah dan lembab terus menerus atau yang akan berhubungan
dengan tanahbasah, tidak boleh mengandung bahan yang reaktif terhadap
alkali dalamsemen, yang jumlahnya cukup dapat menimbulkan pemuaian
yang berlebihandi dalam mortar atau beton. Agregat yang reaktif terhadap
alkali dapat dipakaiuntuk pembuatan beton dengan semen yang kadar
alkalinya tidak lebih dari0,06% atau dengan penambahan bahan yang
dapat mencegah terjadinyapemuaian.
3. Agregat kasar harus terdiri dari butiran-butiran yang keras dan tidak
berporiatau tidak akan pecah atau hancur oleh pengaruk cuaca seperti
terik matahariatau hujan.
4. Kadar lumpur atau bagian yang lebih kecil dari 75 mikron (ayakan
no.200),tidak boleh melebihi 1% (terhadap berat kering). Apabila kadar
lumpurmelebihi 1% maka agregat harus dicuci.
5. Kekerasan butiran agregat diperiksa dengan bejana Rudellof dengan
bebanpenguji 20 ton dimana harus dipenuhi syarat berikut:
a. Tidak terjadi pembubukan sampai fraksi 9,5 - 19,1 mm lebih dari
24%berat.
b. Tidak terjadi pembubukan sampai fraksi 19,1 - 30 mm lebih dari
22%berat.
6. Kekerasan butiran agregat kasar jika diperiksa dengan mesin Los Angeles
dimana tingkat kehilangan berat lebih kecil dari 50%.
2.5.3 Styrofoam (expanded polysterene)
sebagai styrofoamyang merupakan nama dagang produk yang diproduksi oleh Dow
Chemical Company. Sejarah penemuan styrofoam berawal dari penemuan
polistirenapada tahun 1838. Eduard Simonmenemukan polistirena dengan cara
mengisolasi suatu bahan dari resin alami. Berangkat dari penemuan tersebut, Ray
McIntire mencampurkan stirena dengan isobutylene dengan tekanan tinggi. Hasil
percobaan tersebut menghasilkan material yanglebih kuat dan 30 kali lebih
ringandaripada polistirena. Material tersebut diperkenalkan sebagaistyrofoampada
tahun 1954 (MaryBellis 2011).
mempertahankan panas maupun dingin, dan biaya produksi yang murah, sehingga
menyebabkan styrofoambanyak digunakan sebagai kemasan baik makanan maupun
barang elektronik. Namun, penggunaan styrofoam berdampak negatif
bagi lingkungan karena styrofoam sulit untuk didegradasi dan dapat bertahan di alam
selama ribuan tahun. Spesifikasi umum dari styrofoam daapat dilihat pada Tabel 2.7.
Styrofoam terbuat dari bahan utama polystyrene yaitu bahan plastik yang
cukup kuat yang disusun oleh erethylene dan benzene. Bahan ini diproses secara
injeksi kedalam sebuah cetakan dengan tekanan tinggi dan dipanaskan pada suhu
tertentu dan waktu tertentu. Styrofoam atau expanded polystyrene biasa dikenal
sebagai gabus putih yang umumnya digunakan untuk tempat makanan dan minuman,
pengemas pengaman barang elektronik, mesin maupun pecah belah, dekorasi dan
sebagainya. Materi dari styrofoam ini bersifat non-daur ulang dan nonbiodegradable
(tidak dapat membusuk menjadi zat konstituen).
Tabel 2.7 Spesifikasi umum styrofoam (expanded polysterne)
Technical properties Standard Unit Value Density DIN 53420 kg/dm3 0,015 0,020 0,030 Compressive strength DIN 53421 N/mm2 0,07-0,12 0,12-0,16 0,18-0,26 Flexural strength DIN 53430 N/mm2 0,15-0,23 0,25-0,32 0,37-0,52 Shear strength DIN 53427 N/mm2 0,09-0,12 0,12-0,15 0,19-0,22 Bending strength DIN 53423 N/mm2 0,16-0,21 0,25-0,30 0,42-0,50 Young’s modulus - N/mm2 0,6-1,25 1,0-1,75 1,8-3,1 Extension Coefficient - l/K 5-7.105 5-7.105 5-7.105 Specific heat capacity DIN 4108 J / (kg.k) 1500 1500 1500 Permeability of steam DIN 53429 g / (m2.d) 40 35 20 Steam diffusion resistance coefficient, (μ) DIN 4108 l 20/50 30/70 40/100
Under the water state water absorption
7 days DIN 53428
1 year In volume, % 5,0 4,0 3,5
Sumber: Kelestemur dan Yildiz, 2006
Foam polistirena merupakan plastik yang terdiri dari monomer-monomer
stirena yang berbahan dasar minyak bumi melalui polimerisasi suspensi pada tekanan
dan suhu tertentu. Selanjutnya dilakukan pemanasan untukmelunakkan resin dan
menguapkan sisa blowing agent. Bahan dasar yang digunakan adalah 90%-95%
polisteren dan 5%-10% gas seperti n-butana atau n-pentana. Ka r e na s i f a t nya
ya ng r a puh ma ka polistirendicampur seng dan senyawabutadien.Hal ini
menyebabkan polistirenkehilangansifat jernihnya dan berubah warna menjadi putih
susu. Kemudian untuk kelenturannya, ditambahkan zat
stearat . Kemudian proses pembuatannya ditiup dengan blowing agentyaitu gas
chlorofluorocarbon (CFC), sehingga membentuk buih (foam).
2.5.4 Air
Air di dalam campuran beton berfungsi untuk menghidrasi semen dan sangat
menentukan workability dari pekerjaan semen. Kental atau encernya campuran
ditentukan oleh banyaknya air yang terdapat dalam beton yang baru diaduk.
Kandungan air dalam beton segar harus sesuai dengan yang ditetapkan dalam mix
design dan kondisi lapangan sewaktu pembuatan beton. Kadar air yangtinggi akan
menyebabkan beton menjadi encer sedangkan kadar air yang rendah akan
menyebabkan daya rekat campuran beton berkurang.
Air yang mengandung senyawa – senyawa berbahaya, yang tercemar garam,
minyak gula, atau bahan kimia lainnya, jika dipakai dalam campuran beton dapat
menurunkan kualitas beton.
mengandungminyak, asam, alkali, zat organis atau bahan lainnya yang dapat
merusak beton. Dalam pemakaian air untuk beton sebaiknya air memenuhi syarat
sebagai berikut :
a. Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2
gram/liter.
b. Tidak mengandung garam-garamm yang dapat merusak beton (asam, zat
organik,dan sebagainya) lebih dari 15 gram/liter.
c. Tidak mengandungfklorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter.
d. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter.
Air yang digunakan untuk pembuatan beton dipengaruhi oleh faktor – faktor berikut :
1. Ukuran agregat maksimum
mortar yang dibutuhkan menjadi lebih sedikit).
2. Bentuk butir
Butiran yang bulat menjadikan kebutuhan air menurun (batu pecah perlu
lebih banyak air).
3. Gradasi agregat
untuk kelecakan yang sama.
4. Kotoran dalam agregat
Makin banyak lanau, tanah liat, dan lumpur maka kebutuhan air meningkat.
5. Perbandingan agregat halus dan kasar
Agregat halus lebih sedikit maka kebutuhan air menurun.
Untuk air perawatan, dapat dipakai juga air yang dipakai untuk pengadukan,
tetapi harus yang tidak menimbulkan noda atau endapan yang merusak warna
permukaan beton. Besi dan zat organis dalam air umumnya sebagai penyebab utama
pengotoran atau perubahan warna, terutama jika perawatan cukup lama.
2.5.5 Bahan tambahan (admixture)
Bahan mineral pembantu saat ini banyak ditambahkan ke dalam campran
beton dengan berbagai tujuan, antara lain untuk mengurangi pemakaian semen,
mengurangi temperatur akibat reaksi hidrasi, mengurangi bleeding dan sebagainya.
Cara pemakaiannya pun berbeda-beda, sebagai bahan pengganti sebagian semen atau
sebagai tambahan pada campuran untuk mengurangi pemakaian agregrat.
Bahan tambah adalah bahan-bahan yang ditambahkan ke dalam
campuranbeton pada saat atau selama pencampuran berlangsung. Fungsi dari bahan
ini adalah untuk mengubah sifat-sifat dari beton agar menjadi lebih cocok untuk
pekerjaan tertentu, atau untuk menghemat biaya. Secara umum bahan tambah yang
digunakan dalam beton dapat dibedakanmenjadi dua yaitu bahan tambah yang
bersifat kimiawi (chemical admixture) danbahan tambah yang bersifat mineral
(additive). Bahan tambah kimia (chemicaladmixture) lebih banyak digunakan untuk
memperbaiki kinerja beton pada saatpelaksanaan. Sedangkan, bahan tambah additive
merupakan bahan tambah yang lebihbanyak bersifat penyemenan, sehingga dapat
dikatakan bahwa bahan tambah aditiflebih banyak digunakan untuk perbaikan kinerja
kekuatan beton.
yang bersifat pozzolanik (disebut juga material pozzolan), yaitu dapat bereaksi
dengan kapur bebas (kalsium hidroksida) yang dilepaskan semen saat proses hidrasi
dan membentuk senyawa bersifat mengikat pada temperatur normal dengan adanya
air (Antoni dan Paul Nugraha, 2007). Secara umum mineral-mineral pembantu ini
bermacam-macam seperti kerak tanur tinggi (ground granulated blast furnace), uap
silica (silika fume), abu kulit gabah (rice husk ash) dan lainnya
2.5.5.1 Bahan tambah kimia (chemical admixture)
a. Tipe A (Water-Reducing Admixtures)
Water-reducing admixture adalah bahan tambah yang mengurangi air
pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu.
b. Tipe B (Retarding Admixtures)
Retarding admixturesadalah bahan tambah yang berfungsi untuk
menghambatwaktu pengikatan beton.
Accelerating admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi untuk
mempercepat pengikatan dan pengembangan kekuatan awal beton.
d. Tipe D (Water Reducing and Retarding Admixtures)
Water reducing and retarding admixtures adalah bahan tambah yang
berfungsi ganda yaitu mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukanuntuk
menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu dan menghambatpengikatan awal.
e. Tipe E (Water Reducing and Accelerating Admixtures)
Water reducing and accelerating admixtures adalah bahan tambah yang
berfungsi untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk
menghasilkan beton yang konsistensinya tertentu dan mempercepat pengikatanawal.
f. Tipe F (Water Reducing, High Range Admixtures)
g. Tipe G (Water Reducing, High Range Retarding Admixtures)
Water reducing, high range retarding admixturesadalah bahan tambah
yangberfungsi untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk
menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu, sebanyak 12% atau lebih dan juga
untuk menghambat pengikatan beton.
Bahan tambah mineral merupakan bahan tambah yang dimaksudkan
untukmemperbaiki kinerja beton, terutama kuat tekan sehingga bahan tambah
mineral inicenderung bersifat penyemenan. Beberapa bahan tambah mineral
iniadalahpozzollan,fly ash, dan silica fume.
Beberapa keuntungan penggunaan bahan tambah mineral antara lain :
1. Memperbaiki kinerja workability
2. Mengurangi panas hidrasi
4. Mempertinggi daya tahan terhadap serangan sulfat
5. Mempertinggi daya tahanterhadap serangan reaksi alkali-silika
6. Mempertinggi usia beton
8. Mempertinggi keawetan beton
(workability) beton dengan menggunakan air yang seminimum mungkin, digunakan
bahan kimia tambah (chemical admixture) seperti superplasticizer sehingga dapat
dihasilkan beton segar (flowing concrete).
Superplasticizer jenis bahan tambah kimia (chemical admixture) Tipe F, yaitu
Water Reducing, High Range Admixtures. Water Reducing, High Range Admixtures
adalah bahan tambah yang berfungsi untuk mengurangi jumlah air pencampur yang
diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu, sebanyak 12%
atau lebih. Kadar pengurangan air dalam bahan ini lebih tinggi sehingga diharapkan
kekuatan beton yang dihasilkan lebih tinggi dengan air yang sedikit, tetapi tingkat
kemudahan pekerjaan juga lebih tinggi. Superplasticizer sering disebut juga sebagai
“bahan tambahan kimia pengurang air”. Tiga jenis plasticizer yang dikenal adalah
1. Kondensi sulfonat melamin formadehid dengan kandungan klorida
sebesar 0,005%,
diabaikan, dan
3. Modifikasi lignosulfonat tanpa kandungan klorida.
Ketiga jenis bahan tambahan tersebut dibuat dari sulfonat organik dan disebut
superplasticizer, karena dapat mengurangi pemakaian air pada campuran beton dan
meningkatkan slump beton sampai 8 inch (208 mm) atau lebih. Dosis yang
disarankan adalah 1% sampai 2% dari berat semen. Dosis yang berlebihan akan
menyebabkan menurunnya kekuatan tekan beton. Pada penelitian ini digunakan
bahan superplasticizer dengan dosis 2% dari jumlah berat bahan semen.
Superplasticizer adalah bahan tambah kimia yang melarutkan gumpalan-
gumpalan dengan cara melapisi pasta semen sehingga semen dapat tersebar dengan
merata pada adukan beton dan mempunyai pengaruh dalam meningkatkan
workability beton sampai pada tingkat yang cukup besar. Bahan ini digunakan dalam
jumlah yang relatif sedikit karena sangat mudah mengakibatkan terjadinya bleeding.
Superplasticizer dapat mereduksi air sampai 40% dari campuran awal.
Beton berkekuatan tinggi dapat dihasilkan dengan pengurangan kadar air,
akibat pengurangan kadar air akan membuat campuran lebih padat sehingga
pemakaian superplasticizer sangat diperlukan untuk mempertahankan nilai
slumpyang tinggi.
adalah untuk :
dengan lebih baik dengan slump hingga 23 cm.
2. Menghasilkan beton mutu tinggi dengan mengurangi air sehingga faktor
air semen yang merupakan faktor utama penentu mutu beton dapat
diminimalkan sekecil mungkin, sehingga hanya air yang diperlukan
untuk reaksi hidrasi semen saja yang digunakan
3. Menghasilkan beton dengan permeabilitas yang lebih rendah (lebih
kedap air). Dengan pengurangan pemakaian air dan kemampuan
menyebarkan partikel semen dalam adukan beton segar, dapat
menghasilkan kepadatan beton yang lebih baik sehingga lebih kedap air
4. Menghasilkan beton yang setara mutunya dengan faktor air semen yang
lebih kecil, sehingga pemakaian semen menjadi lebih sedikit. Namun
pemakaian untuk tujuan ini tidak terlalu sering digunakan, karena jumlah
semen minimum yang disyaratkan untuk beton tertentu harus dipenuhi
Keistimewaan penggunaan superplasticizer dalam campuran pasta semen
maupun campuran beton antara lain:
a. Menjaga kandungan air dan semen tetap konstan sehingga didapatkan
campuran dengan workability tinggi.
yang lebih rendah dengan kekuatan yang lebih besar.
c. Mengurangi kandungan air dan semen dengan faktor air semen yang
konstan tetapi meningkatkan kemampuan kerjanya sehingga
menghasilkan beton dengan kekuatan yang sama tetapi menggunakan
semen lebih sedikit.
d. Tidak ada udara yang masuk. Penambahan 1% udara kedalam beton
dapat menyebabkan pengurangan strength rata-rata 6%. Untuk
memperoleh kekuatan yang tinggi, diharapkan dapat menjaga ”air
content” di dalam beton serendah mungkin. Penggunaan superplasticizer
menyebabkan sedikit bahkan tidak ada udara masuk kedalam beton.
e. Tidak adanya pengaruh korosi terhadap tulangan.
pengerjaannya menjadi lebih singkat. Dalam waktu sekitar satu jam setelah
penambahan superplasticizer, workability-nya akan relatif hilang karena slump loss
(kehilangan slump) yang sangat cepat. Untuk mengatasi efek negatif ini, penambahan
superplasticizer dapat dicampurkan sesaat sebelum beton segar dituang di lapangan.
Namun perlu diperhatikan dosis penggunaannya terutama jika penambahan
superplasticizer dilakukan setelah beton segar dituang sebagian yang mengakibatkan
kesulitan mengetahui sisa beton segar yang masih ada di dalam mobilmixer.
2.6 Perawatan Beton (Curing)
Perawatan beton dilakukan setelah beton mencapai final setting, artinya beton
telah mengeras. Perawatan ini dilakukan agar proses hidrasi selanjutnya tidak
mengalami gangguan. Jika hal ini terjadi, beton akan mengalami keretakan karena
kehilangan air yang begitu cepat. Perawatan dilakukan minimal selama 7 hari dan
beton untuk berkekuatan awal tinggi minimal selama 3 hari serta harus dipertahankan
dalam kondisi lembab.
Jenis – jenis perawatan yang dapat dilakukan pada beton antara lain :
1. Perawatan dengan pembasahan
perawatan dengan pembasahan ini dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu:
a) Menaruh beton segar dalam ruangan yang lembab
b) Menaruh beton segar dalam genangan air
c) Menaruh beton segar dalam air
d) Menyelimuti permukaan beton dengan air
e) Menyelimuti permukaan beton dengan karung basah
f) Menyirami permukaan beton secara kontinyu
Cara a), b), dan c) digunakan untuk contoh uji.Cara d), e), dan f) digunakan
untuk beton di lapangan yang permukaannya datar. Fungsi utama dari perawatan
beton adalah untuk menghindarkan beton dari :
1) Kehilangan air-semen yang banyak pada saat setting time concrete.
2) Kehilangan air akibat penguapan pada hari – hari pertama.
2. Perawatan dengan membran
untuk menghalangi penguapan air. Bahan yang digunakan harus kering dalam
waktu 4 jam (sesuai final setting time), dan membentuk selembar film yang
kontinyu, melekat, dan tidak bergabung, tidak beracun, tidak selip, bebas dari
lubang – lubang halus dan tidak membahayakan beton.
Lembaran plastik atau lembaran lain yang kedap air dapat digunakan dengan
sangat efisien. Perawatan dengan menggunakan membran sangat berguna untuk
perawatan pada lapisan perkerasan beton (rigid pavement). Cara ini harus
dilaksanakan sesegera mungkin setelah waktu pengikatan beton. Perawatan
dengan cara ini dapat juga dilakukan setelah atau sebelum perawatan dengan
pembasahan.
Perawatan dengan uap dapat dibagi menjadi dua yaitu perawatan dengan
tekanan rendah dan perawatan dengan tekanan tinggi. Perawatan tekanan rendah
berlangsung selama 10-12 jam pada suhu 40oC -55 0C, sedangkan perawatan
dengan suhu tinggi dilaksanakan selama 10-16 jam pada suhu 65oC -95 oC,
dengan suhu akhir 40oC -55oC. Sebelum perawatan dengan penguapan dilakukan,
beton harus dipertahankan pada suhu 10oC -30 oC selama beberapa jam.
Perawatan dengan penguapan berguna pada daerah yang mempunyai musim
dingin. Perawatan ini harus diikuti dengan perawatan pembasahan setelah lebih
dari 24 jam, minimal selama umur 7 hari, agar kekuatan tekan dapat tercapai
sesuai dengan rencana pada umur 28 hari.
Secara umum urutan tahap penelitian meliputi :
a. Penyediaan bahan penyusun beton styrofoam.
b. Pemeriksaan bahan.
f. Pengujian berat isi dan absorpsi pada umur 28 hari.
g. Pengujian kuat tekan beton umur 28 hari.
h. Pengujian kuat tarik beton umur 28 hari.
Diagram alir pembuatan beton styrofoam dengan penambahan
superplasticizerterhadap berat semen dapat dilihat pada Gambar 3.1.
3.2 Bahan-bahan Penyusun Beton
Bahan penyusun beton terdiri dari semen portland, agregat halus, agregat
kasar dan air. Sering pula ditambah bahan campuran tambahan yang sangat
bervariasi untuk mendapatkan sifat-sifat beton yang diinginkan. Biasanya
perbandingan campuran yang digunakan adalah perbandingan jumlah bahan
penyusunbeton yang lebih ekonomis dan efektif. Dalam penelitian ini tidak
digunakan agregat kasar.
superplasticizer
Mulai
Pemeriksaan bahan ( Analisa ayakan, berat jenis dan absorpsi, kadar lumpur)
Pembuatan campuran beton
Pengujian benda uji (Berat isi, absorpsi, uji tekan, uji tarik)
Data pengujian
Analisis data
Pencetakan beton
Pengujian slump
Semen yang digunakan dalam penelitian ini adalah semen jenis OPC
(Ordinary Portland Cement) atau Tipe I, yang diproduksi oleh PT. SEMEN
PADANG dalam kemasan 1 zak 50 kg (Gambar 3.2).
Gambar 3.2 Semen Padang tipe I (www.semenpadang.co.id)
3.2.2 Agregat halus
Agregat halus adalah agregat berupa pasir alam sebagai hasil disintegrasi
alami dari batu-batuan, mempunyai ukuran butir maksimum 5 mm atau lolos
saringan no.4 dan tertahan pada saringan no.200 (0,075mm).Agregrat halus (pasir)
yang dipakai dalam eksperimen ini diperoleh dari Binjai.
Pemeriksaan yang dilakukan terhadap agregat halus meliputi:
1. Analisa ayakan pasir
3. Pemeriksaan kandungan organik (colometric test)
4. Pemeriksaan kadar liat (clay lump)
5. Pemeriksaan berat isi pasir
6. Pemeriksaan berat jenis dan absorpsi pasir
Analisa ayakan pasir
kehalusan pasir (FM)
b. Hasil pemeriksaan :
c. Pedoman:
Berdasarkan nilai kehalusan (FM), agregrat halus dibagi dalam beberapa kelas,
yaitu:
Pencucian pasir lewat ayakan no.200
a. Tujuan :
b. Hasil pemeriksaan :
c. Pedoman:
Kandungan Lumpur yang terdapat pada agregat halus tidak dibenarkan
melebihi 5% (dari berat kering). Apabila kadar lumpur melebihi 5% maka pasir
harus dicuci.
Untuk memeriksa kadar bahan organik yang terkandung di dalam pasir.
b. Hasil Pemeriksaan
c. Pedoman
Warna larutan hasil pengujian tidak boleh lebih dari standar warna no.3 pada
standar warna gardner.
b. Hasil Pemeriksaan:
c. Pedoman
Kandungan liat yang terdapat pada agregat halus tidak boleh melebihi 1% (dari
berat kering). Apabila kadar liat melebihi 1% maka pasir harus dicuci.
Pemeriksaan berat isi pasir
a. Tujuan
Untuk menentukan berat isi (unit weight) pasir dalam keadaan padat dan
longgar.
Berat isi keadaan longgar : 1405,53kg/m3.
c. Pedoman
Dari hasil pemeriksaan diketahui bahwa berat isi pasir dengan cara merojok lebih
besar daripada berat isi pasir dengan cara menyiram, hal ini berarti bahwa pasir
akan lebih padat bila dirojok daripada disiram. Dengan mengetahui berat isi pasir
maka kita dapat mengetahui berat pasir dengan hanya mengetahui volumenya
saja.
a. Tujuan
Untuk menentukan berat jenis (specific grafity) dan penyerapan air (absorpsi)
pasir.
d. Absorpsi : 3,95%
c. Pedoman
Berat jenis SSD merupakan perbandingan antara berat pasir dalam keadaan SSD
dengan volume pasir dalam keadaan SSD. Keadaan SSD (Saturated Surface Dry)
dimana permukaan pasir jenuh dengan uap air sedangkan dalamnya kering,
keadaan pasir kering dimana pori-pori pasir berisikan udara tanpa air dengan
kandungan air sama dengan nol, sedangkan keadaan semu dimana pasir basah
total dengan pori-pori penuh air. Absorpsi atau penyerapan air adalah persentase
dari berat pasir yang hilang terhadap berat pasir kering dimana absorpsi terjadi
dari keadaan SSD sampai kering.
Hasil pengujian harus memenuhi :
3.2.3 Styrofoam
Styrofoam adalah salah satu agregat ringan yang dapat digunakan sebagai
agregat pengganti untuk mendapatkan beton ringan. Pemeriksaan yang dilakukan
terhadap styrofoam adalah memeriksa berat isinya. Styrofoam dapat diperoleh
melalui limbah atau menggunakan styrofoam produksi pabrik dengan diameter 3mm-
5mm.
Untuk memeriksa berat styrofoam persatuan volume. Hal ini dilakukan untuk
mengetahui proporsi campuran styrofoam terhadap komposisi campuran beton
styrofoam.
c. Pedoman
Styrofoam sebagai agregat ringan harus memiliki berat volume yang termasuk
dalam kategori agregat ringan. SNI 03-2461-2002 menyatakan untuk agregat
halus ringan tidak boleh melebihi berat isi 880 kg/m³. Berarti styrofoam masuk
dalam kriteria agregat ringan untuk beton ringan.
3.2.4 Air
Air yang digunakan dalam penelitian ini adalah air yang berasal dari sumber
air bersih. Secara pengamatan visual air yang dapat digunakan untuk pembuatan
beton styrofoam adalah air yang jernih, tidak berwarna dan tidak mengandung
kotoran-kotoran seperti minyak dan zat organik lainnya. Dalam penelitian ini air
yang dipakai adalah berasal dari PDAM Tirtanadi, di Laboratorium Bahan
Konstruksi (Beton), Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara.
Perencanaan campuran beton dimaksudkan untuk mengetahui komposisi atau
proporsi bahan-bahan penyusun beton. Proporsi bahan-bahan penyusun beton ini
ditentukan melalui sebuah perancangan beton (mix design). Hal ini dilakukan agar
proporsi campuran dapat memenuhi syarat teknis secara ekonomis. Dalam
menentukan proporsi campuran dalam penelitian ini digunakan metode Departeman
Pekerjaan Umum berdasarkan pada SK SNI T-15-1990-03.
Pada penelitian ini proporsi campuran diperoleh menggunakan metode trial
mix, dimana proporsi campuran diperoleh berdasarkan cara coba-coba, dengan
melakukan percobaanawal untuk mendapatkan proporsi yang tepat. Mix design untuk
1 silinder uji dapat dilihat pada Tabel 3.1.
Diketahui :
Faktor air semen = 0,25
Berat jenis semen portland tipe I = 3,150 g/cm³ = 3150 kg/m³
Berat jenis pasir (kondisi SSD) = 2,475 g/cm³ = 2475 kg/m³
Berat sendiri styrofoam = 0,013g/cm³
Faktor keamanan = 1,15
Maka proporsi campuran beton untuk beton normal
• Jumlah semen per m³ = 3150 : 3 = 1050 kg/m³
• Berat semen per silinder beton normal = 1050 ×0,006094 = 6,399kg
• Jumlah pasir per m³ = 2475 × 2 : 3 = 1650kg/m³
• Berat pasir per silinder beton normal = 1650 × 0,006094 = 10,055 kg
3.3.1 Penggunaan Styrofoam
Pada tugas akhir ini, styrofoam digunakan sebagai bahan tambah terhadap
volume beton itu sendiri. Adapun variasi yang digunakan adalah : 0%, 10%, 20%,
30%, 40%. Cara penghitungan berat styrofoam yang digunakan yaitu (ms= ρs × Vb).
Dimana diketahui, volume silinder beton = 0,006094 m3, berat isi styrofoam =
0,013g/cm3.
Dimana :
ρs = Beart isi styrofoam
a. Variasi 0 : kosong (ms= ρs × 0%Vb)
b. Variasi I : ms = ρs × 10%Vb
ms = 13000 g/m3 × 0,1(0,006094 m³) = 7,922 g
c. Variasi II : ms= ρs × 20%Vb
ms = 13000 g/m3 × 0,2(0,006094 m³) = 15,843 g
d. Variasi III : ms= ρs × 30%Vb
ms = 13000 g/m3 × 0,3(0,006094 m³) = 23,765 g
e. Variasi IV : ms= ρs × 40%Vb
ms = 13000 g/m3 × 0,4(0,006094 m³) = 31,687g
No Material Normal Variasi I (Str10%, Sp2%)
Variasi II (Str20%, Sp2%)
Variasi III (Str30%, Sp2%)
Variasi IV (Str40%, Sp2%)
1 Styrofoam, gr - 7,922 15,843 23,765 31,687 2 Semen, kg 6,398 5,758 5,119 4,479 3,839 3 Pasir, kg 10,054 9,049 8,044 7,038 6,033 4 Air, l 1,6 1,440 1,280 1,120 0,960 5 Superplasticizer, l - 0,115 0,102 0,09 0,077
3.4 Penyediaan Bahan Penyusun Beton
Sesudah dilakukan pemeriksaan karakteristik terhadap bahan pembuatan
beton seperti, pasir, styrofoam, semen dan bahan tambahan yang akan digunakan
untuk mendapatkan mutu material yang baik sesuai dengan persyaratan yang ada,
maka bahan tersebut disimpan dalam wadah tertutup dan ditempatkan di ruangan
tertutup, hal ini untuk menghindari pengaruh cuaca luar yang dapat merusak bahan
ataupun mengakibatkan perbedaan kualitas bahan.
Bahan-bahan untuk membuat beton styrofoam ini dipersiapkan sehari
sebelum dilakukan pengecoran benda uji. Bahan-bahan tersebut ditimbang beratnya
sesuai dengan variasi campuran yang ada dan diletakkan dalam wadah yang terpisah
untuk mempermudah pelaksanaan pengecoran yang dilakukan.
3.5 Pembuatan Benda Uji
Pembuatan benda uji terdiri dari empat variasi campuran untuk percobaan,
yaitu campuran beton normal tanpa bahan substitusi, campuran dengan substitusi
superplasticizersebesar 2% dari penggunaan semen dan subsitusi styrofoam sebesar
10%, 20%, 30 %, 40% dari volume beton. Setelah semua bahan selesai disediakan,
hidupkan mesin molen dan masukkan air secukupnya ke dalam molen hingga
membasahi permukaan molen agar adukan beton yang sebenarnya tidak berkurang.
Setelah ± 30 detik, airtersebut di buang.
Untuk beton tanpa bahan subsitusi, langkah pertama masukkan agregat halus
dan semen selama ± 60 detik supaya adukan teracampur merata. Kemudian air
dimasukkan sebagian-sebagian ke dalam molen secara menyebar, agar air tidak
hanya tercampur di beberapa tempat dan menyebabkan adukannya tidak rata
(menggumpal).
Biarkan mesin molen selama ± 1 menit sampai campuran beton benar-benar
tercampur secara merata dan homogen. Adukan yang sudah tercampur merata,
dituangkan ke dalam sebuah pan besar yang tidak menyerap air, dan kemudian
adukan diukur kekentalannya dengan menggunakan metode slump test dari kerucut
Abrams.
Setelah pengukuran nilai slump, campuran beton dimasukkan ke dalam
cetakan silinder yang berukuran diameter 15 cm dan tinggi 30 cm dengan cara dibagi
dalam tiga tahapan, dimana masing-masing tahapan diisi 1/3 bagian dari cetakan
silinder dan lalu dipadatkan dengan menggunakan alat vibrator.
Beton yang telah mencapai umur 24 jam, cetakan silinder dibuka dan mulai
dilakukan perawatan beton dengan cara direndam dalam bak perendaman sampai
pada masa yang direncanakan untuk melakukan pengujian untuk menghindari panas
hidrasi berlebih pada benda uji.
3.6 Pengujian Sampel
Pengujian yang dilakukan terhadap beton keras adalah pengujian berat isi,
absorpsi, , kuat tekan beton, dan kuat tarik-belah beton.
3.6.1 Berat isi dan absorpsi
Pengujian berat isi bertujuan untuk mengetahui berat suatu campuran beton
persatuan volume. Pengujian dilakukan mengacu kepada SNI 3402:2008. Benda ujia
adalah silinder beton diameter 15 cm dan tinggi 30 cm umur 28 hari. Benda uji
ditimbang dalam keadaan terendam penuh, jenuh permukaan dan kering oven. Untuk
menghitung berat isi danabsorpsidigunakan persamaan (2.1)
Pengujianabsorpsi di lakukan untuk mengetahui tingkat penyerapan beton
terhadap air. Pengujian dilakukan mengacu kepada SNI 03-6433-2000. Benda uji
adalah silinder beton diameter 15 cm dan tinggi 30 cm umur 28 hari. Benda uji
ditimbang dalam jenuh permukaan dan kering oven. Untuk
menghitungabsorpsidigunakan persamaan (2.2).
3.6.2 Uji kuat tekan beton
Pengujian dilakukan pada umur beton 28 hari untuk tiap variasi beton
sebanyak 3 buah. Sehari sebelum pengujian sesuai umur rencana, silinder beton
dikeluarkan dari bak perendaman. Sebelum dilakukan uji kuat tekan, benda uji
ditimbang beratnya. Pengujia

Documents

KARAKTERISTIK KUAT TEKAN, KUAT TARIK, DAN ABSORBSI …