 |
| Beton |
Kualitas
beton sangat ditentukan oleh kualitas bahan susunnya. Oleh karena itu agar
memperoleh beton yang baik, maka harus dipilih bahan susun yang berkualitas
baik pula.
1. Semen Portland
Semen
adalah bahan yang mempunyai sifat adhesif maupun kohesif, yaitu bahan pengikat.
Fungsi semen adalah untuk mengikat butir-butir gregat hingga membentuk suatu
massa padat dan mengisi rongga-rongga udara di antara butiran agregat.
Menurut
SNI 15-2049-2004 Semen Portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan
cara menggiling terak semen portland terutama yang terdiri atas kalsium silikat
yang bersifat hidrolis dan digiling bersama-sama dengan bahan tambahan berupa
satu atau lebih bentuk kristal senyawa kalsium sulfat dan boleh ditambah dengan
bahan tambahan lain.
Semen
Portland dibuat dari serbuk halus mineral kristalin yang komposisi utamanya
adalah kalsium dan aluminium selikat. Penambahan air pada mineral ini
menghalsilkan suatu pasta yang jika mengering akan mempunyai kekuatan seperti
batu. Bahan baku pembentuk semen adalah kapur (CaO) dari batu kapur, silica
(StO2) dari lempung dan alumina (Al2O3) dari
lempung.
Kekuatan
semen merupakan hasil dari proses hidrasi. Proses kimiawi ini berupa
terkristalisasi dalam bentuk interlocking-crystals
sehingga membentuk gel semen yang akan mempunyai kekuatan tekan tinggi apabila
mengeras. Kekuatan awal semen Portland semakin tinggi apabila semakin banyak C3S.
Jika perawatan kelembaban terus berlangsung, kekuatan akhirnya akan lebih besar
apabila presentase C2S semakin besar. C3A mempunyai
kontribusi terhadap kekuatan selama beberapa hari sesudah pengecoran beton
karena bahan ini yang terdahulu mengalami hidrasi.
Menurut
SNI 15-2049-2004, menurut penggunaanya, semen portland diklasifikasikan menjadi
5 jenis. Dalam penelitian ini akan menggunakan PCC (Portland Composite Cement) yaitu jenis semen yang digunakan untuk
bangunan-bangunan pada umumnya, dan sama dengan penggunaan Semen Portland Jenis
I dengan kuat tekan yang sama. Namun PCC mempunyai panas hidrasi yang lebih
rendah selama proses pendinginan dibandingkan dengan Semen Portland Jenis I,
sehingga pengerjaannya akan lebih mudah dan menghasilkan permukaan beton atau
plester yang lebih rapat dan lebih halus (sementigaroda.com). Tidak dianjurkan
untuk konstruksi yang banyak berhubungan dengan senyawa sulfat dan tidak
dianjurkan untuk konstruksi dengan kenaikan temperatur yang tinggi. Kadar C3S
antara 48% sampai 52% dan kadar C3A antara 1% sampai 15%.
Jika semen Portland
dicampuri dengan air, maka komponen kapur dilepaskan dari senyawanya. Banyaknya
kapur yang dilepaskan ini sekitar 20% dari berat semen. Kondisi terburuknya
ialah mungkin terjadi pemisahan struktur yang disebabkan oleh lepasnya kapur
dari semen. Situasi ini harus dicegah dengan menambahkan pada semen suatu mineral
silika seperti pozolan. Mineral yang ditambahkan ini bereaksi dengan kapur bila
ada uap air membentuk bahan yang kuat, yaitu mineral silikat.
Tabel Unsur-Unsur Penyusun Utama
Semen
Nama
Oksida Utama
|
Rumus
Empiris
|
Rumus
Oksida
|
Notasi
Pendek
|
Kadar
Rata – Rata (%)
|
Trikalsium Silikat
|
Ca3SiO5
|
3CaO.SiO2
|
C3S
|
50
|
Dikalsium Silikat
|
Ca2SiO4
|
2CaO.SiO2
|
C2S
|
25
|
Trikalsium Aluminat
|
Ca3Al2O6
|
3CaO.SiO2
|
C3A
|
12
|
Tetrakalsium Aluminoferrit
|
2Ca2AlFeO5
|
4CaO.Al2O3.Fe2O3
|
C4AF
|
8
|
Kalsium Sulfat Dihidrat
(Gypsum)
|
CaSO4.2H2O
|
CS̅H2
|
3,5
|
Sumber : Nugraha dan Antoni. 2007
Ketika
air ditambahkan ke dalam campuran semen, proses kimiawi yang disebut dengan
hidrasi akan berlangsung. Adapun reaksi-reaksi hidrasi yang berlangsung adalah
Hidrasi C3S dan C2S, Hidrasi C3A, dan Hidrasi
C4AF.
2. Agregat
Agregat
merupakan komponen yang paling banyak terkandung dalam beton. Pada beton
biasanya terdapat sekitar 60% sampai 80% volume agregat. Agregat ini harus
bergradasi sedemikian rupa sehingga seluruh massa beton dapat berfungsi sebagai
benda yang utuh, homogeny, dan rapat, dimana agregat yang berukuran kecil
berfungsi sebagai pengisi celah yang ada di antara agregat berukuran besar.
Penggunaan
agregat dalam beton adalah untuk :
a. Menghemat
penggunaan semen portland
b. Menghasilkan
kekuatan yang besar pada beton.
c. Mengurangi
susut pengerasan beton.
d. Mencapai
susunan beton yang padat. Dengan gradasi yang baik, maka akan didapatkan beton
yang padat.
e. Mengontrol
workabilitas beton. Dengan gradasi agregat yang baik (gradasi menerus), maka akan didapatkan beton yang
mudah dikerjakan.
Dua
jenis agregat adalah Agregat halus (pasir alami dan pasir buatan) dan Agregat
kasar (kerikil, batu pecah, atau pecahan pecahan dari blast-furnace)
Agregat
Halus
Menurut SNI 03-3976-1995, Agregat
halus adalah pasir alam sebagai hasil desintegrasi secara alami dari batu atau
pasir yang dihasilkan oleh industri pemecah batu dan mempunyai ukuran butiran terbesar
5,0 mm.
Menurut standar SK SNI S-04-1998-F,1989,
agregat halus untuk bahan bangunan (kecuali agregat khusus, misalnya : agregat
ringan dan sebagainya) sebaiknya dipilih yang memenuhi persyaratan sebagai
berikut :
1) Butir-butirnya
tajam dan keras dengan indeks kekerasan ≤ 2,2
2) Kekal,
tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca (terik matahari dan hujan). Jika
diuji dengan larutan garam natrium sulfat bagian yang hancur maksimum 12% dan
jika diuji dengan garam magnesium sulfat, bagian yang hancur maksimum 10%.
3) Tidak
mengandung lumpur lebih dari 5%, jika kandungan lumpur pasir melebihi 5% maka
pasir harus dicuci.
4) Tidak
mengandung zat organik yang terlalu banyak, yang dibuktikan dengan percobaan
warna dengan menggunakan larutan NaOH 3%. Warna cairan di atas endapan pasir
tidak boleh lebih gelap dari warna standar pembanding.
5) Distribusi
ukuran butiran pasir mempunyai modulus kehalusan antara 1,5 sampai 3,8 dengan
variasi butiran sesuai standar gradasi pasir.
6) Untuk
beton dengan tingkat keawetan tinggi, agregat halus tidak boleh reaktif
terhadap alkali.
7) Agregat
halus dari laut/pantai, penggunaannya harus dengan petunjuk lembaga pemeriksaan
bahan-bahan yang diakui.
Adapun sifat – sifat dari agregat halus
yaitu :
1) Berat
jenis agregat merupakan rasio antara massa padat agregat dan massa air dengan
volume yang sama pada suhu yang sama. Pada umumnya agregat mengandung butiran
pori-pori, sehingga berat jenis agregat dibedakan menjadi dua istilah, yaitu
berat jenis mutlak, jika volume benda padatnya tanpa pori dan berat jenis semu,
jika volume benda padatnya termasuk pori-pori tertutupnya.
Berdasarkan
berat jenisnya agregat dibedakan menjadi :
a) Agregat
normal, yaitu agregat yang berat jenisnya antara 2,5 sampai 2,7.
b) Agregat
berat, yaitu agregat yang berat jenisnya lebih dari 2,8
c) Agregat
ringan, yaitu agregat dengan berat jenis kurang dari 2,0, biasanya agregat ini
digunakan untuk pembuatan beton ringan.
2) Berat
satuan agregat adalah berat agregat dalam satu satuan volume bejana, dinyatakan
dalam kg/liter atau ton/m3. Berat satuan agregat berkisar antara
1,50 sampai 1,80 kg/liter.
3) Modulus
halus butiran adalah suatu indeks yang dipakai untuk ukuran kehalusan atau
kekasaran butir-butir agregat. Makin besar modulus kehalusan agregat
menunjukkan bahwa semakin besar pula ukuran butir-butir agregatnya, begitu juga
sebaliknya. Modulus halus butiran dihitung dengan menjumlahkan persen kumulatif
dari butir-butir agregat yang tertinggal di atas satu set ayakan dan kemudian
dibagi seratus.
4) Gradasi
agregat adalah distribusi ukuran butiran dari agregat. Bila butir-butir agregat
memiliki ukuran yang sama (seragam) volume pori akan besar. Sebaliknya bila
ukuran butiran agregat bervariasi, maka pori-pori yang terjadi akan semakin
kecil. Hal ini karena butiran yang kecil akan mengisi pori di antara butiran
yang besar, sehingga pori-porinya semakin sedikit dan tingkat menjadi semakin
tinggi. Kurva gradasi suatu agregat dapat dibuat dengan menggunakan hasil dari
analisis ayakan/saringan. Kurva gradasi digambarkan pada skala semilog, yaitu
dengan “ukuran ayakan” pada absis berskala log dan “% berat yang melalui
ayakan” pada ordinat berskala linear (Nugraha dan Antoni, 2007). Berdasarkan
syarat batas gradasinya, agregat halus (pasir) dibagi menjadi 4 (empat) zona seperti
yang di tunjukkan dalam Tabel 2.2 berikut :
Tabel 2.2 Syarat Batas Gradasi Pasir
Ayakan
(mm)
|
Persentase Lolos Ayakan
|
|||||||
Zona 1
Pasir
kasar
|
Zona 2
Pasir agak kasar
|
Zona 3
Pasir agak halus
|
Zona 4
Pasir
halus
|
|||||
Bawah
|
Atas
|
Bawah
|
Atas
|
Bawah
|
Atas
|
Bawah
|
Atas
|
|
10
|
100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
100
|
4,5
|
90
|
100
|
90
|
100
|
90
|
100
|
95
|
100
|
2,4
|
60
|
95
|
75
|
100
|
85
|
100
|
95
|
100
|
1,2
|
30
|
70
|
55
|
90
|
75
|
100
|
90
|
100
|
0,6
|
15
|
34
|
35
|
59
|
60
|
79
|
80
|
100
|
0,3
|
5
|
20
|
8
|
30
|
12
|
40
|
15
|
50
|
0,15
|
0
|
10
|
0
|
10
|
0
|
10
|
0
|
15
|
Sumber
: SK SNI-S04-1989-F
Menurut
Standar Nasional Indonesia (SNI), pemeriksaan terhadap agregat halus (pasir)
dilakukan terhadap kadar lumpur, berat jenis, gradasi, berat volume dan kadar
air agregat halus (pasir).
1) Pemeriksaan
kadar lumpur agregat halus (pasir)
Pemeriksaan
kadar lumpur pasir mengacu pada SNI 13-6669-2002 penentuan kadar lempung bahan
pasir. Kadar lumpur pasir ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut :
Kadar lumpur =
x 100% ..................... (2.1)
Di
mana :
G1 = berat kering oven pasir awal
G2 =
berat pasir kering oven setelah dicuci.
2) Pemeriksaan
berat jenis agregat halus (pasir)
Prosedur
pelaksanaan untuk pemeriksaan berat jenis agregat halus ini dilakukan
berdasarkan SNI 1970:2008 tentang cara uji berat jenis dan penyerapan air
agregat halus. Pada pengujian ini akan diperoleh berat jenis bulk (bulk specific gravity), berat jenis
kering permukaan (SSD : Saturated surface
dry) dan berat jenis semu (apperent)
dan penyerapan agregat halus (absorpsi). Persamaan yang digunakan adalah :
Bulk specific
gravity =
.. .................. (2.2)
Saturated Surface Dry (
SSD) =
..................... (2.3)
Apparent specific grafity =
..................... (2.4)
Absorption =
x 100% ..................... (2.5)
Di mana
Bj =
berat agregat halus dalam keadaan kering permukaan
Ba =
berat air + piknometer
Bt =
berat air + sampel + piknometer
Bk =
berat kering agregat halus (pasir)
3) Pemeriksaan
gradasi agregat halus (pasir)
Pemeriksaan
gradasi agregat halus mengacu pada Standar Nasional Indonesia SNI 03-1968-1990
tentang analisis saringan agregat halus dan kasar. Pada pengujian ini digunakan
saringan standar ASTM ( American society
of testing and materials). Perhitungan persentase berat agregat yang
tertahan pada setiap saringan ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut :
%
Tertahan =
x 100%
…. ... (2.6)
4) Pemeriksaan
berat volume agregat halus (pasir)
Pemeriksaan
ini mengacu pada SNI 03-4804-1998 Metode Bobot Isi dan Rongga Udara dalam
Agregat. Berat volume ditentukan dengan persamaan berikut :
Berat volume =
................... (2.7)
Di
mana :
G = berat agregat dalam penakar
T =
berat penakar
V =
volume penakar
5) Pemeriksaan
kadar air agregat halus (pasir)
Pemeriksaan
kadar air agregat halus ini mengacu pada SNI 03-1971-1990 tentang prosedur
pengujian kadar air agregat. Untuk menentukan kadar air agregat digunakan
persamaan berikut :
Kadar
air =
..................... (2.8)
Di
mana :
w1 = berat pasir awal (sebelum dikeringkan)
w2 = berat pasir kering oven.
Agregat
Kasar
Menurut
SNI 03-3976-1995, Agregat kasar adalah kerikil sebagai hasil desintegrasi alam
dari batu atau berupa batu pecah yang diperoleh dari industri pemecah batu dan
mempunyai ukuran butir antara 5 – 40 mm. Sifat agregat kasar mempengaruhi
kekuatan akhir beton keras dan daya tahannya terhadap desintegrasi beton,
cuaca, dan efek – efek perusak lainnya. Agregat kasar mineral ini harus bersih
dari bahan – bahan organik, dan harus mempunyai ikatan yang baik dengan gel
semen.
Jenis
agregat kasar pada umumnya yaitu batu pecah alami, kerikil alami, agregat kasar
buatan, dan agregat untuk pelindung nuklir dan berbobot berat. Dalam penelitian
ini digunakan batu pecah alami. Batu pecah alami dapat menghasilkan kekuatan
yang tinggi terhadap beton.
Agregat
harus memenuhi syarat kebersihan yaitu, tidak mengandung lumpur lebih dari 1 %,
dan tidak mengandung zat–zat organik yang dapat merusak beton. Pemeriksaan yang
dilakukan pada agregat kasar ini adalah sebagai berikut :
1) Pemeriksaan
gradasi agregat kasar
Pemeriksaan
gradasi agregat kasar ini sama dengan pemeriksaan gradasi agregat pada agregat
halus. Untuk menentukan distribusi butiran agregat dapat digunakan persamaan
2.6. Agregat kasar memiliki modulus kehalusan butiran antara 5 sampai 8 dan
persyaratan gradasi yang telah ditentukan menurut British
Standard adalah sebagai berikut :
Tabel
2.3 Syarat agregat kasar menurut British
Standard
Ayakan (mm)
|
Persen Butir lewat
ayakan,
Besar butir maks
|
||
40 mm
|
20 mm
|
12,5 mm
|
|
40
|
95 – 100
|
100
|
100
|
20
|
30 -70
|
95 - 100
|
100
|
12,5
|
-
|
-
|
90 - 100
|
10
|
10 - 35
|
25 - 55
|
40 - 85
|
4,8
|
0 - 5
|
0 - 10
|
0 - 10
|
Sumber
: Mulyono, 2003
2) Berat
jenis agregat kasar
Pada
pengujian ini akan diperoleh berat jenis kering permukaan (SSD : Saturated surface dry), berat jenis semu
(apperent) dan penyerapan agregat
kasar (absorpsi). Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut :
Bulk specific
gravity =
… ................ (2.9)
Saturated Surface Dry (
SSD) =
….……......
(2.10)
Apparent specific grafity =
….……......
(2.11)
Absorption =
x 100% ...................
(2.12)
Di mana
Bj =
berat kerikil dalam keadaan kering permukaan
Ba =
berat agregat dalam air
Bk =
berat kering agregat kasar (kerikil)
3) Pemeriksaan
berat volume agregat kasar
Pemeriksaan
ini mengacu pada SNI-03-4804-1998 Metode Bobot Isi dan Rongga Udara dalam
Agregat. Perhitungan berat volume agregat kasar menggunakan persamaan 2.7.
4) Kadar
air agregat kasar
Pemeriksaan
kadar air agregat kasar ini mengacu pada SNI 03-1971-1990 tentang prosedur
pengujian kadar air agregat. Untuk menentukan kadar air agregat digunakan
persamaan berikut :
Kadar air =
................. (2.13)
Di
mana :
w1
= berat kerikil awal ( sebelum dikeringkan)
w2 = berat kerikil kering oven.
Air
Air
diperlukan pada pembuatan beton agar terjadi reaksi kimiawi dengan semen untuk
membasahi agregat dan untuk melumas campuran agar mudah pengerjaannya. Pada
umumnya air minum dapat dipakai untuk campuran beton. Air yang mengandung
senyawa – senyawa yang berbahaya , yang tercemar garam, minyak, gula, atau
bahan – bahan kimia lain, bila dipakai untuk campuran beton akan sangat
menurunkan kekuatannya dan dapat juga mengubah sifat – sifat semen. Selain itu,
air yang demikian dapat mengurangi afinitas antara agregat dengan pasta semen
dan mungkin pula mempengaruhi kemudahan perkerjaan.
Karena
karakter pasta semen merupakan hasil reaksi kimiawi antara semen dengan air,
maka bukan perbandingan jumlah air terhadapt total (semen + agregat halus +
agregat kasar) material yang menentukan, melainkan hanya perbandingan antara
air dan semen pada campuran yang menentukan. Kandungan air yang rendah
menyebabkan beton sulit dikerjakan (tidak mudah mengalir), dan kandungan air
yang tinggi menyebabkan kekuatan beton akan rendah..
Air
yang diperlukan dipengaruhi faktor-faktor di bawah ini :
1) Ukuran
agregat maksimum
Diameter
membesar maka kebutuhan air menurun, begitu pula jumlah mortar yang dibutuhkan
menjadi lebih sedikit.
2) Bentuk
butir
Bentuk
bulat maka kebutuhan air menurun, batu pecah perlu lebih banyak air.
3) Gradasi
agregat
Gradasi
baik maka kebutuhan air menurun untuk kelecakan yang sama.
4) Kotoran
dalam agregat
Makin
banyak silt, tanah liat dan lumpur maka kebutuhan air meningakat.
5) Jumlah
agregat halus
Agregat
halus lebih sedikit maka kebutuhan air menurun.
Dalam
pemakaian air untuk beton sebaiknya air memenuhi syarat sebagai berikut :
1) Tidak
mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/liter
2) Tidak
mengandung garam-garam yang dapat merusak beton (asam, zat organik, dan
sebagainya) lebih dari 15 gram/liter
3) Tidak
mengandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter
4) Tidak
mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter
Air
yang mengandung kotoran yang cukup banyak akan mengganggu proses pengerasan
atau ketahanan beton. Kotoran secara umum dapat menyebabkan :
Gangguan
pada hidrasi dan pengikatan
1) Gangguan
pada kekuatan dan ketahanan
2) Perubahan
volume yang dapat menyebabkan keretakan
3) Korosi
pada tulangan baja maupun kehancuran beton
4) Bercak-bercak
pada permukaan beton.
0 comments:
Posting Komentar