commit to user 13
Gambar 2.1 Limbah beton dan limbah yang sudah diolah
2.2.5.3. Air
Air merupakan bahan dasar pembuat dan perawatan beton, penting namun harganya paling murah. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen, serta untuk
menjadi bahan pelumas antara butir-butir agregat agar mudah dikerjakan dan dipadatkan. Air yang memenuhi syarat sebagai air minum, memenuhi syarat pula
untuk bahan campuran beton. Tetapi tidak berarti air harus memenuhi persyaratan air minum. Jika diperoleh air dengan standar air minum, maka dapat dilakukan
pemeriksaan secara visual yang menyatakan bahwa air tidak berwarna, tidak berbau, dan cukup jernih.
Menurut Tjokrodimuljo 1996, dalam pemakaian air untuk beton sebaiknya air memenuhi syarat sebagai berikut:
a. Kandungan lumpur benda melayang lainnya maksimum 2 gramliter.
b. Kandungan garam-garam yang merusak beton asam, zat organik, dll
maksimum15 gramliter. c.
Kandungan klorida Cl maksimum 0,5 gramliter. d.
Kandungan senyawa sulfat maksimum 1 gramliter.
2.2.5.4. Bahan Tambah
a. Pengertian Bahan Tambah
Bahan tambah merupakan bahan selain unsur pokok bahan penyusun beton semen, air, dan agregat yang ditambahkan ke dalam adukan material penyusun
beton sebelum atau selama proses pencampuran. Bahan ini biasanya ditambahkan
commit to user 14
kedalam beton apabila diinginkan untuk mengubah sifat-sifat beton, baik itu dalam keadaan segar maupun setelah beton itu mengeras. Hal ini juga dilakukan
mengingat berbagai persoalan yang ada di lapangan sangat kompleks, sehingga dibutuhkan cara-cara khusus untuk menanggulanginya.
b. Accelellator
Accelerator adalah bahan tambah yang berfungsi untuk untuk mempercepat proses ikatan dan pengerasan beton maupun mortar, bahan ini digunakan untuk
mengurangi lamanya waktu pengeringan dan mempercepat pencapaian kekuatan pada beton maupun mortar. Bahan ini digunakan jika penuangan adukan
dilakukan dibawah air, atau pada struktur beton yang memerlukan pengerasan segera.
2.2.5.5. Serat Baja Ban Bekas
Dewasa ini, serat yang paling populer yang dipakai di luar negeri adalah serat baja steel fiber. Salah satu penyebab pemakaian konsep beton serat belum banyak
dikenal di Indonesia adalah belum tersedianya serat baja secara murah dalam jumlah banyak karena harus mendatangkannya dari luar negeri. Untuk mengatasi
hal tersebut, telah ditemukan solusi alternatif dengan menggunakan serat baja ban bekas.
Dari penelitian sebelumnya membuktikan bahwa sifat – sifat beton yang kurang
baik dapat diperbaiki dengan menambahkan serat yang terbuat dari potongan kawat ban bekas.
Ide dasar penambahan serat adalah memberi tambahan pada beton dengan serat yang disebarkan secara merata ke dalam adukan beton dengan orientasi random
akan dapat mencegah terjadinya retak-retak beton secara dini, baik akibat panas hidrasi, penyusutan, dan pembebanan Harjono, 2001.
commit to user 15
Penambahan serat dalam beton dapat memperbaiki kekuatan tarik beton dan sifat getasnya Soroushian dan Bayashi, 1987. Untuk beton berserat, serat akan
berfungsi dengan baik jika ukuran panjang serat lebih besar dari ukuran agregatnya. Apabila agregatnya yang lebih besar dapat meyebabkan
penggumpalan serat, serat tidak mampu mengikat antar agregat. Hal ini memungkinkan munculnya efek negatif pada sifat beton yang dihasilkan.
Ketika beton dibiarkan mengering pada tempat yang terbuka maka beton tersebut akan menyusut. Hal ini disebabkan karena pada beton terjadi proses penguapan
atau evaporasi sehingga tegangan pori pada beton meningkat akibat berkurangnya kadar air. Pada saat beton mengeras dan menyusut, retak yang sangat kecil akan
berkembang. Bila retak kecil tersebut terpotong oleh batangan-batangan serat maka retak tersebut akan tecegah untuk berkembang menjadi retak yang lebih
besar.
Penelitian ini menggunakan serat dari limbah industri yaitu kawat baja ban bekas.. Serat yang digunakan dalam penelitian ini mempunyai ukuran panjang 50 mm
dengan prosentase campuran 0, 0.5, 1, 1.5 dari volume adukan beton.
Limbah industri ban bekas dan serat baja dapat dilihat pada Gambar 2.2 berikut.
Gambar 2.2 Limbah industri ban bekas dan serat baja
2.2.6. Sifat Struktural Beton Serat
Peningkatan sifat struktural yang diperlihatkan oleh beton serat dipengaruhi oeh hal-hal sebagai berikut :
commit to user 16
a. Orientasi penyebaran Dispersion Short Fiber yang acak.
Arah penyebaran serat yang acak dan terdistribusi secara merata dan baik akan menyebabkan peningkatan sifat struktural yang optimal. Untuk
mencapai hal ini maka faktor yang perlu diperhatikan adalah metode penyebaran dan pencampuran serat ke dalam adukan, konsentrasi dan aspek
rasio serat. b.
Lekatan pada Alur Retakan Ukuran serat yang pendek dan tidak menerus, memungkinkan terjadinya alur
retak tidak melewati serat, sehingga lekatan antara serat dan partikel penyusun beton dalam komposit menjadi tidak optimal. Apabila lekatan
serat yang terjadi pada massa beton lebih kecil dari kuat tarik serat, maka kekuatan beton serat akan ditentukan oleh kuat lekat serat bond strength.
c. Panjang tertanam serat yang tidak teratur acak
Gaya aksial yang diakibatkan oleh tegangan lekat serat pada pasta semen, merupakan fungsi dari panjang tertanam minimum serat pada bidang retak.
Panjang tertanam serat ini juga tidak teratur.
2.2.7. Penyusutan pada Beton Shrinkage
2.2.7.1. Definisi Shrinkage
Pada awal pengerasan beton selalu terjadi penyusutan pada beton. Penyusutan volume beton yang tidak dipengaruhi oleh perubahan beban disebut Shrinkage.
Shrinkage yang berlebih pada beton mengakibatkan terjadinya deformasi seiring bertambahnya umur beton. Besarnya susut pada beton akan tergantung pada
keterbukaan beton itu sendiri. Keterbukaan terhadap angin akan mempercepat kecepatan susut beton, sedangkan atmosfir yang lembab akan mengurangi
kecepatan susut.Biasanya regangan susut berkisar antara 0,0002 sampai 0,0006. Tapi terkadang dapat mencapai 0,001.
commit to user 17
Sumber : R.Park and T.Paulay 1974
Gambar 2.3. Penyusutan Terhadap Waktu
2.2.7.2. Macam-macam Shrinkage
Saat ini sudah dikenal 5 macam shrinkage yaitu sebagai berikut :
a. Drying shrinkage
Drying shrinkage adalah penyusutan yang terjadi karena penguapan air pori dan penguapan permukaan evaporasi. Ketika beton berada di lingkungan kering
maka akan terjadi penguapan dan terjadi kehilangan uap air, yang dikenal sebagai drying shrinkage pada beton tersebut.
b. Autogenus Shrinkage
Autogenus shrinkage adalah penyusutan yang terjadi karena berkurangnya air pori karena dikonsumsi semen untuk proses hidrasi sehingga menyebabkan naiknya
tegangan pori. Autogenus shrinkage dimulai beberapa jam setelah beton dituang dalam cetakan.
c. Chemical Shrinkage
Chemical shrinkage adalah suatu reaksi kimia antara semen dan air dimana volume hasil hidrasi pasta semen lebih kecil dari volume mula-mula.
d. Carbonation Shrinkage
Seiring dengan proses karbonasi yang berarti reaksi antara CO
2
dengan hasil hidrasi semen, beton mengalami penyusutan yang disebut Carbonation shrinkage.
commit to user 18
Proses ini berlangsung sangat lambat dan tergantung pada permeabilitas beton, moisture content, CO
2
dan kelembaban relatif dari lingkungan.
e. Plastic Shrinkage
Plastic Shrinkage adalah perubahan volume akibat berkurangnya air dalam beton segar fresh concrete pada proses hidrasi. Berkurangnya air tersebut akibat
adanya penguapan air pada permukaan beton evaporasi dan penyerapan absorbsi. Penyusutan ini besarnya kira-kira 1 dari volume sebenarnya dari
semen saat kering. Faktor-faktor yang mempengaruhi plastic shrinkage antra lain suhu udara, kelembaban relatif dan kecepatan angin.
2.2.7.3. Drying Shrinkage Beton
Hilangnya air pori pada drying shrinkage akan menyebabkan terjadinya tegangan kapiler yang menyebabkan dinding-dinding kapiler tertarik sehingga beton akan
menyusut. Beton akan mengalami drying shrinkage selama berbulan-bulan bahkan bertahun-tahun sampai kandungan air dalam beton tersebut telah habis
menguap.
Dengan adanya perawatan yang baik pada beton yaitu dengan cara disiram air pada umur awal maka drying shrinkage beton akan tertunda karena adanya
penyediaan kelembaban dari siraman air tersebut. Setelah beton mencapai kekuatan yang dinginkan maka perawatan boleh dihentikan, jadi drying shrinkage
yang terjadi tidak akan mengurangi kekuatan beton. Tetapi dalam penelitian ini yang diselidiki adalah besarnya drying shrinkage, maka tidak dilakukan
perawatan agar drying shrinkage bisa segera diketahui.
2.2.7.4. Mekanisme Terjadinya Drying Shrinkage
Berikut ini akan dijelaskan mekanisme terjadinya drying shrinkage dalam suatu beton :
commit to user 19
a. Sifat dasar yang tidak stabil dari pembentukan kalsium silikat hidrat pada
proses penyusutan saat terjadi pengeringan. Sifat yang tepat dari mekanisme ini sukar dimengerti dan merupakan sesuatu yang bersifat permanen.
b. Dalam pasta semen terdapat pori-pori besar dan kecil. Mula-mula pori-pori
yang terdapat dalam beton terisi penuh oleh air, tetapi dengan bertambahnya umur beton maka air tersebut secara perlahan-lahan akan menguap dari beton.
Air yang pertama menguap adalah air dari pori yang besar, berlangsung sampai air pada pori yang besar habis. Berkurangnya air dari pori yang besar
ini belum cukup menimbulkan tegangan kapiler yang akan mengakibatkan shrinkage. Selanjutnya setelah air dari pori yang besar habis menguap maka
air dari kapiler yang lebih kecil dan lebih halus secara berangsur-angsur akan mulai menguap. Kehilangan air dari kapiler kecil inilah yang akan
menyebabkan terjadinya tegangan pori yang signifikan dan menyebabkan terjadinya shrinkage. Mekanisme ini akan dijelaskan pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4. Mekanisme Shrinkage
c. Luas permukaan dari sistem koloid pasta semen cukup luas sehingga air yang
terserap di permukaan akan mempengarhi keseluruhan sifat sistem koloid
commit to user 20
tersebut. Ketika air menguap maka akan terjadi perubahan energi di dalam koloid silikat hidrat. Perubahan energi ini akan menyebabkan penyusutan.
d. Pada saat semen bercampur sengan air maka akan terjadi reaksi kimia, hal ini
yang disebut dengan proses hidrasi. Proses ini menghasilkan produk berupa kalsium silikat gel C-S-H gel dan kalsium hidroksida. Air yang ada pada
beton sebagian digunakan untuk proses hidrasi dan sebagian lagi digunakan untuk mengisi pori-pori pada pasta semen. Pada saat beton mulai mengering,
air bebas pada pori yang tidak terikat secara fisik maupun kimiawi akan keluar, tetapi tidak begitu signifikan menyebabkan perubahan volume. Saat air
bebas habis, air yang terikat secara fisik keluar, sehingga hal inilah yang signifikan menimbulkan terjadinya penyusutan. Proses hidrasi pada pasta
semen dapat dilihat pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5. Proses hidrasi pada pasta semen
Proses-proses tersebut di atas berperan secara terpisah dan atau berkombinasi sehingga menyebabkan terjadinya drying shrinkage.
air agregat
semen hidrasi
Fase CSH
Pori-pori kapiler
commit to user 21
2.2.7.5. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Drying Shrinkage
Penyusutan akan terjadi apabila ada faktor-faktor penyebab berikut :
a. Jumlah agregat
