II.1. Umum
Beton merupakan bahan bangunan yang dihasilkan dari campuran bahan- bahan dasar seperti, semen, agregat halus, agregat kasar, dan air. Beton mempunyai
kelebihan, antara lain : 1. Harganya relatif lebih murah.
2. Tidak memerlukan biaya perawatan. 3. Tahan lama karena tidak busuk atau berkarat.
4. Mudah dibentuk sesuai keinginan pembuatnya. Walaupun beton tampak mudah dibuat akan tetapi bila tidak dikerjakan atau
direncanakan dengan teliti akan menghasilkan bahan bangunan yang kurang baik. Beton pada umumnya banyak dipergunakan dalam bidang konstuksi pembangunan
rumah, gedung, jembatan, kontruksi jalan dan lain lain.
II.2 Bahan- Bahan Pembentuk Beton. II.2.1 Semen
Semen berasal dari kata “Cement” dalam bahasa asing Inggris yang berarti
pengikat perekat. Dengan kata lain semen merupakan material yang berfungsi untuk merekatkan butir-butir agregat agar terjadi suatu masa yang kompakpadat. Selain itu
juga dapat mengisi rongga rongga diantara butiran agregat.
II.2.1.1 Jenis-Jenis Semen Semen yang digunakan dalam bangunan terdapat 2 jenis, yaitu :
1. Semen hidrolis,
Universitas Sumatera Utara
Semen yang berubah menjadi produk yang solid setelah ditambah air, menghasilkan material yang tidak terpisah dengan air, dengan kata lain,
semen hidrolis akan mengeras bila diberi air. Semen hidrolis yang paling umum adalah semen Portland.
2. Semen non-hidrolis, Semen yang tidak membutuhkan air untuk membuatnya menjadi solid.
Semen non-hidrolis yang paling umum adalah kapur dan gypsum. Gypsum pernah digunakan di mesir sekitar 3000 SM untuk membangun pyramid.
II.2.1.2 Semen Portland
Semen portland adalah perekat hydraulis yang dihasilkan dari penggilingan klinker yang kandungan utamanya calcium silicate dan satu atau dua buah bentuk
calcium sulfat sebagai bahan tambahan. Semen portland merupakan bahan ikat yang penting dan banyak dipakai dalam pembangunan fisik.
II.2.1.2.1.Proses Pembuatan Semen Portland
Semen Portland dibuat dengan melalui beberapa langkah, sehingga sangat halus dan memiliki sifat kohesif dan adhesif. Semen diperoleh dengan membakar
secara bersamaan, suatu campuran dari calcareous yang mengandung kalsium karbonat atau batu gamping dan argillaceous yang mengandung alumina dengan
perbandingan tertentu. Secara mudahnya, kandungan semen Portland ialah : kapur, silika dan
alumina. Ketiga bahan dasar tadi dicampur dan dibakar dengan suhu 1550 C dan
Universitas Sumatera Utara
menjadi klinker. Setelah itu kemudian dikeluarkan, didinginkan dan dihaluskan sampai halus seperti bubuk. Biasanya ditambahkan gips atau kalsium sulfat CaS04
kira-kira 2-4 sebagai bahan pengontrol selama waktu pengikatan.
II.2.1.2.2 Sifat-Sifat Semen Portland
Sifat-sifat semen Portland dapat dibedakan menjadi dua, yaitu sifat kimia dan sifat fisika. Sifat kimia semen portland meliputi:
1. Susunan Kimia Karena bahan dasarnya terdiri dari bahan-bahan yang terutama mengandung
kapur, silika, alumina dan oksida besi, maka bahan-bahan ini menjadi unsur- unsur pokok semennya. Sebagai hasil perubahan susunan kimia yang terjadi
diperoleh susunan kimia yang komplek, namun pada semen biasa dapat dilihat pada Tabel 2.1. Oksida-oksida tersebut berinteraksisatu sama lain untuk
membentuk serangkaian produk yang lebih komplek selama proses peleburan.
Oksida Persen
Kapur, CaO 60
– 65 Silika, SiO
2
17 – 25
Universitas Sumatera Utara
Alumina, Al
2
O
3
3 – 8
Besi, Fe
2
O
3
0.5 – 6
Magnesia MgO 0.5
– 4 Sulfur, SO
3
1 – 2
Soda Potash, Na
2
O + K
2
O 0.5
– 1
Tabel 2.1. Komposisi Senyawa Kimia Portland Semen
Walaupun demikian pada dasarnya ada 4 unsur paling penting yang
menyusun semen portland, yaitu :
a. Trikalsium Silikat 3CaO.SiO
2
yang disingkat menjadi C
3
S. b. Dikalsium Silikat 2CaO.SiO
2
yang disingkat menjadi C
2
S. c. Trikalsium Aluminat 3CaO.Al
2
O
3
yang disingkat menjadi C
3
A. d. Tetrakalsium Aluminoferrit 4CaO.Al
2
O
3
.Fe
2
O
3
, disingkat menjadi C
4
AF. Senyawa tersebut menjadi kristal-kristal yang paling mengikatmengunci
ketika menjadi klinker. Komposisi C
3
S dan C
2
S adalah 70 - 80 dari berat semen dan merupakan bagian yang paling dominan memberikan sifat semen. Semen dan air
saling bereaksi, persenyawaan ini dinamakan proses hidrasi, dan hasilnya dinamakan hidrasi semen.
2. Kesegaran semen Pengujian kehilangan berat akibat pembakaran loss of ignition dilakukan
pada semen untuk menentukan kehilangan berat jika semen dibakar sampai sekitar 900-1000
o
C. kehilangan berat ini terjadi karena adanya kelembapan dan adanya karbon dioksida dalam bentuk kapur bebas atau magnesium yang menguap.
Kehilangan berat dari semen ini merupakan ukuran dari kesegaran semen.
Universitas Sumatera Utara
3. Sisa yang tak terlarut Sisa bahan yang tidak habis bereaksi adalah bagian yang tidak aktif dari
semen. Semakin sedikit sisa bahan ini semakin naik kualitas semen. Jumlah maksimum sisa yang tak larut yang dipersyaratkan adalah 1.,5.
Sifat fisik semen portland meliputi: 1. Kehalusan butir
Reaksi antara semen dan air dimulai dari permukaan butir-butir semen, sehingga makin luas permukaan butir-butir semen dari berat semen yang sama
makin cepat proses hidrasinya. Hal ini berarti kehalusan butir semen mempengaruhi proses hidrasi semen, semakin halus butiran semen maka proses hidrasi akan
semakin cepat, sehingga kekuatan awal tinggi dan kekuatan akhir akan berkurang. Kehalusan semen yang tinggi dapat mengurangi terjadinya bleeding atau naiknya air
ke permukaan, tetapi menambah kecenderungan beton untuk menyusut lebih banyak dan mempermudah terjadinya retak susut.
2. Waktu ikatan Waktu yang diperlukan semen terhitung dari mulai bereaksi dengan air dan
menjadi pasta semen hingga pasta semen cukup kaku untuk menahan tekanan yang disebut waktu ikatan. Waktu ikat semen dibagi dua yaitu waktu ikat awal initial
time dan waktu ikatan air final setting time. Waktu dari pencampuran semen dan air sampai saat kehilangan sifat
keplastisanya disebut waktu ikatan awal, dan waktu mencapai pastanya menjadi massa yang keras disebut waktu ikatan akhir. Pada semen Portland biasa, waktu
Universitas Sumatera Utara
ikatan awal tidak boleh kurang dari 60 menit, dan waktu ikatan akhir tidak boleh lebih dari 480 menit 8 jam.
3. Panas hidrasi Silikat dan aluminat pada semen bereaksi dengan air menjdai media perekat
yang memadat lalu membentuk massa yang keras. Reaksi membentuk media perekat ini disebut hidrasi. Panas hidrasi didefinisikan sebagai kuantitas panas dalam
kalorigram pada semen yang terhidrasi. Hidrasi semen bersifat eksotermis dengan panas yang dikeluarkan kira-kira
120 kalorigram. Dalam pelaksanaan, perkembangan panas ini dapat mengakibatkan masalah yakni timbulnya retakan pada saat pendinginan. Oleh karena itu, perlu
dilakukan pendinginan melalui perawatan curing pada saat pelaksanaan. 4. Berat jenis
Berat jenis semen berkisar antara 3,15 mgm
3
. Berat jenis digunakan dalam hitungan perbandingan campuran saja.
II.2.1.2.3 Jenis-Jenis Semen Portland
Sesuai dengan tujuan pemakaianya, semen portland di Indonesia dibagi menjadi 5 jenis, yaitu :
Jenis I : Semen Portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan- persyaratan khusus seperti yang disyaratkan pada jenis-
jenis lain. Jenis II : Semen Portland yang dalam penggunaanya memerlukan ketahanan
terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang.
Universitas Sumatera Utara
Jenis III : Semen Portland yang dalam penggunaanya menuntut persyaratan kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi.
Jenis IV : Semen Portland yang dalam penggunaanya menuntut persyaratan panas hidrasi yang rendah.
Jenis V : Semen Portland yang dalam penggunaanya menuntut persyaratan sangat tahan terhadap sulfat.
II.2.1.2.4 Pengerasan dan Pengikatan Semen Portland
Apabila air ditambahkan ke dalam semen Portland, maka terjadi antara komponen-komponen semen dengan air yang dinamakan hidrasi. Reaksi akan
menghasilkan senyawa-senyawa hidrat. Senyawa hidrat terdiri dari : 1. Calcium Silicate Hydrate + CaOH
2
. 2. Calcium Aluminate Hydrate 3CaO.Al
2
O
3
.3H
2
O. 3. Calcium Sulfuric Aluminate Hydrate 3CaO.Al
2
O
3
.3CaSO4.3H2O. Yang semuanya dalam
bentuk “Cement Gel”.
PENAMBAHAN AIR
DORMANT PERIODE
PASTA PLASTIS DAN
INITIAL SETTING TIME
MUDAH DIBENTUK MIN. 45 MENIT
Universitas Sumatera Utara
INITIAL SET FINAL SETTING
TIME MAX. 8 JAM
SETTING PASTA KAKU DAN
MUDAH DIBENTUK
FINAL SET
HARDENING PADAT DAN KAKU
DAN MULAI MENGERAS
PROSES PENGERASAN
Gambar 2.1
Proses pengikatan dan pengerasan beton
Keterangan : 1. Pada awal mula reaksi hydrasi tersebut akan menghasilkan pengendapan CaOH
2
, etteringite dan C-S-H akan membentuk coating pada partikel semen serta
etteringite akan membentuk coating pada 3CaO.Al
2
O
3
, hal ini akan
Universitas Sumatera Utara
mengakibatkan reaksi hydrasi akan tertahan, periode ini disebut Dormant Periode.
2. Dormant Periode ini terjadi pada 1 jam hingga 2 jam, dan selama itu pasta masih dalam keadaan plastis dan workable. Periode ini berakhir dengan pecahnya
coating tersebut dan segera reaksi hydrasi terjadi kembali dan Initial Set segera
tercapai. 3. Selama periode beberapa jam, reaksi hydrasi dari 3CaO.SiO
2
terjadi dan menghasilkan C-S-H dengan volume lebih dari dua kali volume semen. C-S-H ini
akan mengisi rongga dan membentuk titik-titik kontak yang menghasilkan kekakuan.
4. Pada tahap berikutnya terjadi konsentrasi dari C-S-H dan konsentrasi dari titik- titik kontak yang akan menghalangi mobilitas partikel-partikel semen, yang
akhirnya pasta menjadi kaku dan Final Setting dicapai dan proses pengerasan
mulai terjadi secara steady.
II.2.2 Agregat
Agregat merupakan butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran mortar atau beton. Agregat ini kira-kira menempati
sebanyak 70 volume mortar atau beton. Walaupun namanya hanya sebagai bahan pengisi, akan tetapi agregat sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat mortar atau
betonya, sehingga pemilihan agregat merupakan suatu bagian penting dalam pembuatan mortar atau beton. Dalam praktek agregat umumnya digolongkan
menjadi 3 kelompok yaitu : a. Batu, untuk butiran lebih dari 40 mm.
Universitas Sumatera Utara
b. Kerikil, untuk butiran antara 5 mm dan 40 mm. c. Pasir, unuk butiran antara 0,15 mm dan 5 mm.
II.2.2.1 Jenis-Jenis Agregat
Agregat dapat dibedakan atas dua jenis yaitu agregat alam dan agregat buatan pecahan. Agregat alam dan buatan ini pun dapat dibedakan berdasarkan beratnya,
asalnya, diameter butirnya gradasi dan tekstur permukaannya.
II.2.2.2 Jenis Agregat Berdasarkan Bentuk
Bentuk agregat dipengaruhi oleh beberapa faktor salah satunya dipengaruhi oleh proses geologi batuan yang terbentuk secara alamiah. Klasifikasi agregat
berdasarkan bentuknya adalah sebagai berikut: 1. Agregat bulat
Agregat ini terbentuk karena terjadinya pengikisan oleh air atau keseluruhannya terbentuk karena pengeseran. Rongga udaranya minimum
33, sehingga rasio luas permukaannya kecil. Beton yang dihasilkan dari agregat ini kurang cocok untuk struktur yang menekankan pada kekuatan,
sebab ikatan antar agregat kurang kuat. 2. Agregat bulat sebagian atau tidak teratur
Agregat ini secara alamiah berbentuk tidak teratur. Sebagian terbentuk karena pergeseran sehingga permukaan atau sudut
– sudutnya berbentuk bulat. Rongga udara pada agregat ini lebih tinggi, sekitar 35-38, sehingga
Universitas Sumatera Utara
membutuhkan lebih banyak pasta semen agar mudah dikerjakan. Beton yang dihasilkan dari agregat ini belum cukup baik untuk beton mutu tinggi, karena
ikatan antara agregat belum cukup baik masih kurang kuat. 3. Agregat bersudut
Agregat ini mempunyai sudut – sudut yang tampak jelas, yang terbentuk di
tempat – tempat perpotongan bidang – bidang dengan permukaan kasar.
Rongga udara pada agregat ini sekitar 38 - 40, sehingga membutuhkan lebih banyak lagi pasta semen agar mudah dikerjakan. Beton yang dihasilkan
dari agregat ini cocok untuk struktur yang menekankan pada kekuatan karena ikatan antar agregatnya baik kuat.
4. Agregat panjang Agregat ini panjangnya jauh lebih besar dari pada lebarnya dan lebarnya jauh
lebih besar dari pada tebalnya. Agregat ini disebut panjang jika ukuran terbesarnya lebih dari 95 dari ukuran rata
– rata. Ukuran rata – rata ialah ukuran ayakan yang meloloskan dan menahan butiran agregat. Sebagai
contoh, agregat dengan ukuran rata – rata 15 mm akan lolos ayakan 19 mm
dan tertahan oleh ayakan 10 mm. Agregat ini dinamakan panjang jika ukuran terkecil butirannya lebih kecil dari 27 mm 95 x 15 mm. Agregat jenis ini
akan berpengaruh buruk pada mutu beton yang akan dibuat. Kekuatan tekan beton yang dihasilkan agregat ini adalah buruk.
5. Agregat pipih
Universitas Sumatera Utara
Agregat disebut pipih jika perbandingan tebal agregat terhadap ukuran –
ukuran lebar dan tebalnya lebih kecil. Agregat pipih sama dengan agregat panjang, tidak baik untuk campuran beton mutu tinggi. Dinamakan pipih jika
ukuran terkecilnya kurang dari 35 ukuran rata – ratanya.
6. Agregat pipih dan panjang Pada agregat ini mempunyai panjang yang jauh lebih besar daripada lebarnya.
Sedangkan lebarnya jauh lebih besar dari tebalnya.
II.2.2.3 Jenis Agregat Berdasarkan Tekstur Permukaan
Kategori