Landasan Teori

2.2. Landasan Teori

2.2.1. Pengertian Beton

Beton sederhana dibentuk oleh pengerasan campuran semen, air, agregat halus, agregat kasar (batu pecah atau kerikil), udara dan kadang – kadang campuran tambahan lainnya. Campuran yang masih plastis ini dicor ke dalam acuan dan dirawat untuk mempercepat reaksi hidrasi campuran semen-air yang menyebabkan pengerasan beton (Nawy, 1990).

Beton normal adalah beton dengan berat jenis sekitar 2,3 dengan kuat tekan antara

15 sampai 40 MPa. Agregat yang digunakan dalam beton normal adalah agregat normal dengan berat jenis 2,5 sampai 2,7 yang biasanya berasal dari agregat granit, basalt, kuarsa dan sebagainya. (Tjokrodimuljo, 1996).

Pembuatan beton dilakukan dengan cara mencampurkan bahan-bahan dasarnya yaitu semen, air, agregat halus (pasir), agregat kasar (kerikil) atau bahan tambahan pada perbandingan tertentu dengan memperhitungkan dengan seksama cara – cara memperoleh adukan beton segar yang baik agar menghasilkan beton keras yang baik pula. Beton segar yang baik adalah beton segar yang dapat diaduk, dapat diangkut, dapat dituang, dapat dipadatkan, tidak ada kecenderungan untuk terjadinya segregasi dan bleeding.

Beton pada umumnya mengandung rongga udara sekitar 1% - 2%, pasta semen (semen dan air) sekitar 30% - 40% dan agregat (agregat halus dan kasar) sekitar 70% - 80% (Mulyono, 2003).

Dalam adukan beton, air dan semen membentuk pasta yang disebut pasta semen. Pasta semen ini selain mengisi pori – pori diantara butiran-butiran agregat halus juga bersifat sebagai perekat atau pengikat dalam proses pengerasan, sehingga butiran-butiran agregat saling terekat dengan kuat dan terbentuklah suatu massa yang kompak dan padat (Kardiyono, 1996 ).

2.2.2. Beton Serat (Fiber Concrete)

Beton serat ialah bahan komposit yang terdiri dari beton biasa dan bahan lainnya yang berupa serat. Serat pada umumnya berupa batang – batang dengan diameter antara 5 sampai 500 mikro meter, dan panjang sekitar 25 mm sampai 100 mm. bahan serat dapat berupa : serat asbeston, serat tumbuhan (rami, bambu, ijuk), serat plastik (polypropylene) atau potongan kawat baja (Tjokrodimuljo, 1996).

Penambahan serat adalah dengan memberi tulangan pada beton yang disebar merata ke dalam adukan beton dengan orientasi acak yang dimaksudkan untuk mencegah terjadinya retakan pada beton di daerah tarik akibat pengaruh pembebanan, pengaruh susut atau pengaruh panas hidrasi.

Prinsip penambahan serat adalah memberi tulangan pada beton yang disebar merata kedalam adukan beton dengan orientasi random untuk mencegah terjadinya retakan – retakan beton yang terlalu dini di daerah tarik akibat panas hidrasi maupun akibat pembebanan.

Keuntungan penambahan serat pada beton adalah:

1. Serat terdistribusi secara acak di dalam beton pada jarak yang relatif sangat dekat satu dengan yang lainnya. Hal ini akan memberi tahanan terhadap tegangan berimbang ke segala arah dan memberi keuntungan material struktur yang disiapkan untuk menahan beban dari berbagai arah.

2. Perbaikan perilaku deformasi seperti ketahanan terhadap impact, daktilitas

yang lebih besar, kuat lentur dan kapasitas torsi yang lebih baik.

3. Serat meningkatkan ketahanan beton terhadap formasi dan pembentukan retak.

4. Peningkatan ketahanan pengelupasan (spalling) dan retak pada selimut beton akan membantu pada penghambatan korosi besi tulangan dari serangan kondisi lingkungan yang berpotensi korosi.

Dengan penambahan serat diharapkan dapat meningkatkan penyerapan energi, daktilitas, mengendalikan retak dan meningkatkan sifat deformasi.

Dengan penambahan serat ke dalam adukan beton, maka sifat-sifat struktural beton akan diperbaiki. Serat-serat di dalam beton bersifat mekanis, sehingga tidak akan bereaksi secara kimiawi dengan bahan beton lainnya. Serat membantu mengikat dan mempersatukan campuran beton setelah terjadinya pengikatan awal dengan semen. Tujuan penambahan serat yaitu untuk meningkatkan kuat tarik beton agar tahan terhadap gaya tarik yang diakibatkan pengaruh iklim, temperature dan perubahan cuaca yang dialami oleh permukaan yang luas. Penambahan serat itu sendiri dapat mereduksi retak-retak yang mungkin timbul akibat perubahan cuaca tersebut.

Bermacam serat direkomendasikan untuk digunakan sebagai perkuatan beton, namun tipe serat secara umum dapat diklasifikasikan menjadi 4 menurut ACI yaitu:

1. SFRC ( Steel Fiber Reinforced Concrete/beton diperkuat serat baja)

2. GFRC ( Glass Fiber Reinforced Concrete/beton diperkuat serat kaca)

3. SNFRC ( Synthetic Fiber Reinforced Concrete/beton diperkuat serat buatan)

4. NFRC ( Natural Fiber Reinforced Concrete/beton diperkuat serat alami) Karena sifat beton serat yang lebih tahan terhadap benturan daripada beton biasa,

maka sering dipakai pada bangunn hidrolik, landasan pesawat udara, jalan raya dan lantai jembatan (Tjokrodimuljo, 1996)

2.2.3. Mekanisme Beton Serat

Mekanisme kerja serat terletak pada adanya dowel action (aksi lekatan antar muka pada serat dengan beton) yang merupakan kombinasi dari pull – out resistance dan bending resistance. Sifat-sifat kurang baik dari beton, yaitu getas, praktis tidak mampu menahan tegangan tarik dan momen lentur dapat diperbaiki dengan menambahkan fiber lokal yang terbuat dari potongan – potongan kawat pada adukan beton. Penambahan serat sebagai bahan tambah pada beton normal merupakan sebuah solusi atas fenomena bahwa serat aluminium telah dapat meningkatkan kuat tekan, dengan meningkatkan kualitas matriknya baik karena proses fiber bridging, dowel action, dan aksi kompositnya.

Pasta beton akan semakin kokoh / stabil dalam menahan beban karena aksi serat (fiber bridging) yang ada di sekelilingnya. Serat akan berfungsi sebagai pasak sehingga pasta yang sudah retak tetap stabil / kokoh menahan beban.

Sifat – sifat yang dimiliki beton serat adalah memiliki beban kejut yang lebih tinggi dari beton biasa dan kontribusi serat dalam beton dapat meningkatkan kuat kejut terutama untuk beton yang mempunyai serat panjang dan lurus, kuat kejutnya meningkat sesuai dengan konsentrasi serat.

2.2.4. Material Penyusun Beton

1. Semen Portland

Semen sebagai salah satu unsur penyusun beton yang mempunyai fungsi dan peran yang penting di dalam beton dalam merekatkan butir – butir agregat agar terbentuk suatu massa yang padat dan berfungsi juga untuk mengisi rongga – rongga di antara butiran agregat yang digunakan. Semen Portland dikenal pertama kali pada tahun 1824 oleh Joseph Aspadin yaitu dengan membakar campuran batu kapur dengan tanah liat sampai suhu cukup tinggi, kemudian ditumbuk halus. Karena warnanya berupa abu – abu seperti batuan yang ada di pulau Portland, maka dinamakan Semen Portland. Semen Portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terdiri dari silikat – silikat kalsium yang bersifat hidrolis dengan gips sebagai bahan tambahan. Semen ini memiliki sifat adesif maupun kohesif sehingga mampu merekatkan butir – butir agregat agar terjadi suatu massa yang rapat dan dapat mengisi rongga – rongga diantara butiran agregat. Sifat – sifat dari semen yang paling penting adalah mengenai kehalusan butir, waktu ikat awal, panas hidrasi, dan berat jenis semen.

Bahan dasar pembentuk semen portland terdiri dari bahan-bahan yang mengandung kapur, silika, alumina dan oksida besi. Semen Portland akan mengeras melalui suatu reaksi kimia dengan air yang disebut hidrasi, dimana hidrasi ini akan menghasilkan panas. Hidrasi ini menghasilkan pengikatan yang terjadi pada permukaan butir Trikalsium Aluminat, sehingga akan terjadi rekatan yang kuat antara agregat dalam campuran mortar.

Komposisi kimia semen Portland pada umumnya terdiri dari CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 dan Fe 2 O 3 yang merupakan oksida dominan. Sedangkan oksida yang lain

jumlahnya hanya beberapa persen dari berat semen. Keempat oksida utama

tersebut di dalam semen berupa senyawa C 3 S, C 2 S, C 3 A dan C 4 AF dengan

perbandingan tertentu pada setiap produk semen, tergantung pada komposisi bahan bakunya. Susunan kimia pada semen portland dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2. Susunan Unsur Semen Portland

Oksida

Persen (%)

Kapur (CaO)

60-65

Silika (SiO2)

17-25

Alumina (Al2O3)

3-8

Besi (FeO2)

0,5-6

Magnesia (MgO)

0,5-4

Sulfur (SO3)

1-2

Soda / potash (Na2O+K2O)

0,5-1

(Sumber: Tjokrodimuljo,1996)

Semen portland memiliki sifat – sifat yang dapat meningkatkan kekuatan. Sifat yang paling penting dari semen portland ini adalah mengeras melalui suatu reaksi kimia dengan air yang disebut hidrasi, dimana hidrasi ini akan menghasilkan panas. Hidrasi ini menghasilkan pengikatan yang terjadi pada permukaan butir Trikalsium Aluminat, sehingga akan terjadi rekatan yang kuat antara agregat dalam campuran mortar.

Empat unsur yang paling penting dalam semen adalah:

a. Trikalsium silikat (C 3 S) atau 3CaO.SiO 3 Senyawa ini mengalami hidrasi sangat cepat disertai pelepasan sejumlah besar panas, selain itu juga berpengaruh besar terhadap pengerasan semen terutama sebelum mencapai umur 14 hari. Senyawa ini juga kurang tahan terhadap agresi kimiawi, dan mengalami disintegrasi oleh sulfat tanah yang dapat menyebabkan retak-retak pada beton.

b. Dikalsium silikat (C 2 S) atau 2CaO.SiO 2

C 2 S bereaksi dengan air lebih lambat sehingga berpengaruh terhadap pengerasan C 2 S bereaksi dengan air lebih lambat sehingga berpengaruh terhadap pengerasan

c. Trikalsium aluminat (C 3 A) atau 3CaO.Al 2 O 3 Senyawa ini mengeras dalam beberapa jam dengan melepas sejumlah panas. Kuantitas yang terbentuk dalam ikatan menentukan kekuatan beton pada umur 14 hari. Senyawa ini juga mudah bereaksi dengan sulfat sehingga menyebabkan terjadinya retak-retak pada beton.

d. Tetrakalsium aluminoferit (C 4 AF) atau 4CaO.Al 2 O 3 .FeO 2

Senyawa ini tidak terlalu mempengaruhi kekuatan dan sifat semen. C 4 AF hanya

berfungsi mempercepat dan menyempurnakan reaksi pada dapur pembakaran proses pembentukan semen.

Dari keempat unsur penyusun semen tersebut diatas point 1 dan 2 merupakan point yang paling dominan dalam memberikan sifat semen, karena mempunyai bagian lebih kurang 70 – 80 persen dari semen (Tjokrodimulyo, 1996).

Perubahan komposisi kimia semen yang dilakukan dengan cara mengubah persentase 4 komponen utama semen dapat menghasilkan beberapa jenis semen sesuai dengan tujuan pemakaiannya.

Klasifikasi semen Portland di Indonesia (ASTM C 150-81) ditunjukkan pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3. Jenis Semen Portland di Indonesia Jenis Semen

Karakteristik Umum

Jenis I

Penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus seperti disyaratkan pada jenis-jenis lain

Jenis II

Penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang

Jenis III

Penggunaannya menuntut persyaratan kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi

Jenis IV

Penggunaannya menuntut persyaratan panas hidrasi yang rendah

Jenis V

Penggunaannya menuntut persyaratan ketahanan yang tinggi terhadap sulfat

Senyawa kimia yang terkandung dalam semen merupakan bahan yang reaktif terhadap air. Apabila semen bercampur dengan air, maka senyawa-senyawa tersebut akan bereaksi menghasilkan suatu pasta yang akan mengeras menurut waktu. Proses bereaksinya semen dengan air itulah yang dinamakan hidrasi semen. Reaksi hidrasi antara semen dan air sebagai berikut:

3CaO. SiO 2 + 4H 2 O CaO.SiO 2 .2H 2 O + 2Ca(OH) 2 semen + air kalsium silikat hidrat (CSH) + kalsium hidroksida

Reaksi hidrasi ini berlangsung sangat lambat dan bertambah lambat sejalan dengan bertambahnya waktu.

2. Agregat

Agregat sebagai salah satu bahan penyusun beton adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran bahan – bahan penyusun beton. Agregat ini menempati sekitar 70% – 80% dari total volume beton sehingga kualitas beton akan tergantung pada kualitas agregatnya. Bentuk, tekstur dan gradasi agregat mempengaruhi kelecakan, pengikatan dan pengerasan beton segar, sedangkan sifat fisik, kimia dan mineral mempengaruhi kekuatan, kekerasan dan ketahanan dari beton. Agregat yang digunakan untuk membuat beton harus bersih, keras, dan bergradasi baik serta mempunyai kestabilan kimiawi dan dalam hal – hal tertentu harus tahan aus serta tahan terhadap cuaca.

Agregat umum dapat digolongkan menjadi 3 jenis:

a. Batu, untuk ukurat butiran lebih dari 40 mm.

b. Kerikil, untuk ukurat butiran antara 5 – 40 mm.

c. Pasir, untuk ukuran butir antara 0,15 – 5 mm. Terdapat 2 agregat yang dibutuhkan sebagai bahan penyusun beton yaitu agregat

halus dan agregat kasar.

3. Agregat halus

Menurut SNI-03-2847-2002 disebutkan bahwa agregat halus adalah pasir alam sebagai hasil disintegrasi alami batuan atau pasir dihasilkan oleh industri pemecah batu (artificial sand) dan mempunyai ukuran butiran terbesar 5,0 mm. Dalam pemilihannya agregat halus harus benar – benar memenuhi persyaratan yang telah ditentukan. Hal tersebut sangat berpangaruh pada kemudahan pengerjaan (workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari beton yang dihasilkan. Untuk memperoleh hasil beton yang seragam, mutu pasir harus dikendalikan.

Pasir sebagai agregat halus harus memenuhi gradasi dan persyaratan yang ditentukan. Batasan gradasi agregat halus dapat dilihat pada Tabel 2.4.

Menurut ASTM C 33–99, syarat-syarat agregat halus adalah sebagai berikut :

a. Agregat halus dapat berasal dari pasir alam, pasir buatan atau kombinasi keduanya.

b. Analisis ayakan. Agregat halus digolongkan ke dalam batasan berikut: Tabel 2.4. Persyaratan Gradasi Agregat Halus ASTM C 33-99

Ukuran saringan (mm) Persentase lolos (%)

c. Kadar lumpur atau bagian yang lebih kecil dari 70 mikron (0,074 mm atau No.200) dalam persen berat maksimum

1) Untuk beton yang mengalami abrasi sebesar 3%.

2) Untuk beton jenis lainnya sebesar 5%.

d. Modulus halus butir 2,3 – 3,12.

e. Kadar gumpalan tanah liat dan partikel yang mudah dirapikan maksimum 3% e. Kadar gumpalan tanah liat dan partikel yang mudah dirapikan maksimum 3%

1) Warna lebih tua timbul karena sedikit adanya arang lignit atau yang sejenis.

2) Ketika diuji dengan uji perbandingan kuat tekan beton yang dibuat dengan pasir standar silika hasilnya menunjukkan nilai lebih besar dari 95%.

g. Kandungan arang dan lignit

1) Bila tampak permukaan beton dipandang penting (beton untuk diekspos) maksimum 0,5%.

2) Beton jenis lainnya maksimum 1-0,5%.

h. Tidak boleh bersifat reaktif terhadap alkali jika dipakai untuk beton yang berhubungan dengan basah dan lembab atau yang berhubungan dengan bahan yang bersifat reaktif terhadap alkali semen, dimana penggunaan semen yang mengandung natrium oksida tidak lebih dari 0,6%.

i. Kekekalan jika diuji dengan natrium sulfat bagian yang hancur maksimum

10%, dan jika dipakai magnesium sulfat maksimum 15%. Agregat halus dalam campuran beton sangat menentukan dalam hal kemudahan

pengerjaan (workability), kekuatan (strength), dan tingkat keawetan (durability) dari beton yang dihasilkan. Untuk memperoleh hasil beton yang seragam, mutu pasir harus dikendalikan sehingga pasir sebagai agregat halus harus memenuhi gradasi dan persyaratan yang ditentukan.

4. Agregat Kasar

Menurut SNI-03-2847-2002, agregat kasar adalah kerikil sebagai hasil disintegrasi ‘alami’ dari batuan atau berupa batu pecah yang diperoleh dari industri pemecah batu dan mempunyai ukuran butir antara 5 mm sampai 40 mm.

Agregat kasar sebagai bahan campuran untuk membentuk beton dapat berupa:

a. Kerikil adalah bahan yang terjadi karena hasil disintegrasi alami dari batuan dan terbentuklah agak bulat serta permukaannya yang licin atau diperoleh dengan cara meledakkan, memecah maupun menyaring.

b. Batu pecah (kricak) adalah bahan yang diperoleh dari batu yang dipecah menjadi pecahan-pecahan berukuran 4,80 – 70 mm. Butir-butirannya berbentuk tajam sehingga sedikit lebih memperkuat betonnya.

Menurut ASTM C-33–99, syarat-syarat agregat kasar adalah sebagai berikut :

a. Tidak boleh bersifat reaktif terhadap alkali jika dipakai untuk beton yang berhubungan dengan basah dan lembab atau yang berhubungan dengan bahan yang bersifat reaktif terhadap alkali semen, dimana penggunaan semen yang mengandung natrium oksida tidak lebih dari 0,6%.

b. Sifat fisika yang mencakup kekerasan agregat diuji dengan bejana Los Angeles . Batas ijin partikel yang berpengaruh buruk terhadap beton dan sifat fisika yang diijinkan untuk agregat kasar (Limits for Agregat Deleterious Substances and Physical Requirement of Coarse Aggregates for Concrete ).

c. Ukuran maksimum nominal agregat kasar harus tidak melebihi :

1) 1/5 jarak terkecil antara sisi-sisi cetakan, ataupun.

2) 1/3 ketebalan pelat lantai,ataupun.

3) 3/4 jarak bersih minimum antara tulangan-tulangan atau kawat-kawat, bundel tulangan, atau tendon-tendon prategang, atau selongsong- selongsong

Sifat-sifat material beton sangat perlu untuk diketahui, karena dengan mengetahui sifat dan karakteristik dari bahan tersebut, kita dapat menentukan langkah-langkah yang diambil dalam menangani material beton tersebut. Sifat-sifat dari agregat kasar yang perlu untuk diketahui antara lain ketahanan (hardness), bentuk dan tekstur permukaan (shape and texture surface), berat jenis agregat (spesific gravity ), ikatan agregat kasar (bonding), modulus halus butir (finenes modulus), dan gradasi agregat (grading). Batasan susunan butiran agregat kasar dapat dilihat pada Tabel 2.5.

Tabel 2.5. Persyaratan Gradasi Agregat Kasar Menurut ASTM C 33-99 dengan

Diameter maksimal agregat kasar dalam penelitian ini adalah 20 mm. Ukuran Saringan (mm)

Persentase Lolos (%)

Air merupakan bahan dasar penyusun mortar yang paling penting. Air yang digunakan dalam campuran mortar mempunyai fungsi untuk meningkatkan kelecakan dalam pembuatan mortar dan berperan penting dalam proses hidrasi. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen dan menyebabkan terjadinya pengikatan antara pasta semen dengan agregat, sedangkan fungsi lain sebagai bahan pelumas antara butir-butir agregat agar mudah dikerjakan dan dipadatkan.

Karena karakter pasta semen merupakan hasil reaksi kimia antara semen dengan air, maka bukan perbandingan antara jumlah air terhadap total (semen + agregat) material yang menentukan, melainkan hanya perbandingan antara air dan semen pada campuran yang menentukan. Air yang berlebihan akan menyebabkan banyaknya gelembung air setelah proses hidrasi selesai sedangkan air yang terlalu sedikit akan menyebabkan proses hidrasi tidak seluruhnya selesai. Sebagai akibatnya beton yang dihasilkan akan kurang kekuatannya (Nawy, 1990).

Menurut SNI-03-2847-2002, dalam pemakaian air untuk beton sebaiknya air memenuhi syarat sebagai berikut :

a. Air yang digunakan pada campuran beton harus bersih dan bebas dari bahan- bahan merusak yang mengandung oli, asam, alkali, garam, bahan organik, atau bahan-bahan lainnya yang merugikan terhadap beton atau tulangan.

b. Air pencampur yang digunakan pada beton prategang atau pada beton yang di dalamnya tertanam logam alumunium, termasuk air bebas yang terkandung b. Air pencampur yang digunakan pada beton prategang atau pada beton yang di dalamnya tertanam logam alumunium, termasuk air bebas yang terkandung

c. Air yang tidak dapat diminum tidak boleh digunakan pada beton, kecuali ketentuan berikut terpenuhi :

1) Pemilihan proporsi campuran beton harus didasarkan pada campuran

beton yang menggunakan air dari sumber yang sama.

2) Hasil pengujian pada umur 7 dan 28 hari pada kubus uji mortar yang dibuat dari adukan dengan air yang tidak dapat diminum harus mempunyai kekuatan sekurang-kurangnya sama dengan 90% dari kekuatan benda uji yang dibuat dengan air yang dapat diminum. Perbandingan uji kekuatan tersebut harus dilakukan pada adukan serupa, terkecuali pada air pencampur, yang dibuat dan diuji sesuai dengan “Metode uji kuat tekan untuk mortar semen hidrolis (menggunakan spesimen kubus dengan ukuran sisi 50 mm)” (ASTM C 109).

Kandungan air yang digunakan dalam campuran beton sebaiknya juga memenuhi persyaratan sebagai berikut (Tjokrodimuljo, 1996):

a. Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/liter.

b. Tidak mengandung garam-garam yang dapat merusak beton (asam, zat organik, dan sebagainya) lebih dari 15 gram/liter.

c. Tidak mengandung klorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter.

d. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter.

2.2.5. Sifat – sifat Beton

Sifat-sifat beton meliputi sifat fisik, kimia, mekanik baik yang dapat dilihat atau yang hanya dengan bantuan mikroskop. Tetapi dalam segi kondisi beton dapat dibagi menjadi dua, yaitu :

1. Sifat - Sifat Beton Sebelum Mengeras (Fresh Concrete)

Tiga hal sifat penting yang perlu diketahui dari sifat – sifat beton segar adalah kemudahan dikerjakan, pemisahan kerikil (segregasi) dan pemisahan air (bleeding) (Tjokrodimuljo, 1996).

Hal penting yang perlu diketahui pada sifat-sifat beton segar adalah workabilitas atau kemudahan pengerjaan. Workabilitas adalah tingkat kemudahan pengerjaan beton dalam mencampur, mengaduk, menuang dalam cetakan dan pemadatan tanpa mengurangi homogenitas beton dan beton tidak mengalami bleeding (air yang mencuat ke permukaan) yang berlebihan untuk mencapai kekuatan beton yang diinginkan.

Untuk lebih jelasnya pengertian workabilitas dapat didefinisikan dengan istilah- istilah sebagai berikut :

a. Mobilitas adalah kemudahan adukan beton untuk dapat mengalir dalam cetakan dan dituang kembali.

b. Stabilitas adalah kemampuan adukan beton untuk selalu bersifat homogen, selalu mengikat (koheren) dan stabil baik selama dikerjakan maupun digetarkan tanpa mengalami pemisahan agregat (segregasi) dan pemisahan air (bleeding) dari campuran beton.

c. Kompaktibilitas adalah kemudahan adukan beton untuk dipadatkan, sehingga mengurangi rongga-rongga udara dalam adukan.

d. Finishibilitas adalah kemudahan adukan beton untuk mencapai tahap akhir yaitu mengeras dengan kondisi yang baik.

Menurut Tjokrodimuljo, 1996, unsur-unsur yang mempengaruhi sifat workability antara lain adalah berikut ini :

a. Jumlah air yang dipakai dalam campuran adukan beton, semakin banyak air yang dipakai semakin mudah beton segar ini dikerjakan.

b. Penambahan semen ke dalam campuran juga memudahkan cara pengerjaan adukan betonnya, karena pasti diikuti dengan bertambahnya air campuran untuk memperoleh nilai fas tetap.

c. Gradasi campuran pasir dan kerikil, bila campuran pasir dan kerikil mengikuti gradasi yang telah disarankan oleh peraturan maka adukan beton akan mudah dikerjakan.

d. Pemakaian butir-butir batuan yang bulat mempermudah cara pengerjaan beton.

e. Pemakaian butir maksimum kerikil yang dipakai juga berpengaruh terhadap tingkat kemudahan pengerjaan.

f. Cara pemadatan adukan beton menetukan sifat pengerjaan yang berbeda. Bila cara pemadatan dilakukan dengan alat getar maka diperlukan tingkat kelecakan yang berbeda, sehingga diperlukan jumlah air yang lebih sedikit jika dipadatkan dengan tangan.

Tingkat kemudahan pekerjaan (workability) berkaitan erat dengan tingkat kelecakan (keenceran) adukan beton. Semakin encer adukan, makin mudah pekerjaan. Untuk mengetahui tingkat keenceran adukan beton biasanya dilakukan percobaan slump atau slump test. Semakin besar nilai slump test berarti adukan beton semakin mudah dikerjakan. Pada umumnya nilai slump berkisar antara

25 – 125 mm seperti pada Tabel 2.6. Tabel 2.6. Penetapan Nilai Slump (SNI T-15-1990-03)

Slump (mm) Penggunaan Beton yang Sesuai 25-75

Pembetonan massal

25-90 Pondasi telapan tidak bertulang, kaison, dan struktur bawah tanah 50-75

Perkerasan jalan

50-125 Dinding, pelat pondasi dan pondasi telapak bertulang 75-150

Pelat, balok, kolom dan dinding

2. Sifat - Sifat Beton Setelah Mengeras (Hard Concrete)

Sifat mekanis beton keras dapat diklasifikasikan sebagai (a) sifat jangka pendek yang meliputikekuatan tekan, tarik dan geser dan kekakuan yang diukur dengan modulus ekastisitasnya (b) sifat jangka panjang yang diklasifikasikan dalam rangkak dan susut (Nawy, 1990).

Kekuatan (strength) adalah sifat dari beton yang berkaitan dengan mutu dari beton tersebut untuk menerima beban dari luar. Ketahanan (durability) adalah gaya tahan beton terhadap suatu kondisi atau gangguan yang berupa gangguan dari dalam atau dari luar tanpa mengalami kerusakan selama bertahun-tahun.

Gangguan dari luar dapat berupa cuaca, suhu, korosi dan bahan kimia lainnya. Sedangkan gangguan dari dalam berupa reaksi kimia antara semen dengan alkali atau sering disebut ASR (Alkali Silica Reaction) yang jika terlalu banyak dapat menyebabkan beton retak.

2.2.6. Bahan Tambah

1. Pengertian Bahan Tambah

Bahan campuran tambahan adalah bahan yang bukan air, agregat maupun semen yang ditambahkan ke dalam campuran sesaat atau selama pencampuran. Fungsi bahan ini adalah untuk mengubah sifat – sifat beton agar “menjadi cocok untuk pekerjaan tertentu atau ekonomis atau untuk tujuan lain seperti menghemat energy” (Nawy, 1990).

2. Galvalum AZ 150

Galvalum / Zincalume adalah logam baja yang yang dilapisi (coating) dengan Aluminium dan Zinc, Dengan komposisi lapisannya: 55% Aluminium , 43.5% Zinc dan 1.5% Silikon. Bahan tersebut merupakan buatan PT.BLUESCOPE STEEL INDONESIA yang di olah dengan teknologi modern. Ini menyebabkan logam tersebut mudah di bentuk, berkekuatan tinggi, berumur panjang dan cocok untuk berbagai aplikasi keperluan bagunan dan manufaktur. Selain itu, juga menghasilkan permukaan yang bersifat melekat terhadap cat, sehingga memudahkan

pengecatan

( http://sites.google.com/site/coilgalvalum/home/

spandeck ). Galvalum juga tahan terhadap korosi, sehingga beton hasil campuran akan mempunyai durabilitas yang baik.

Penelitian ini menggunakan serat galvalum AZ 150 yang merupakan galvalum dengan pelapisan alumunium – zeng yang paling tinggi untuk saat ini tapi tidak terlalu tebal, sehingga masih memungkinkan untuk dilakukan pemotongan.

(http://www.alibaba.com/product-gs/302310248/zincalume_steel_sheet_coil.html)

Gambar 2.1. Galvalum lembaran

Gambar 2.2. Susunan Lapisan Galvalum

(http://www.spcg.co.th/steel/en/zincalume.php)

Gambar 2.3. Galvalum setelah di potong – potong

Lapisan yang terdapat pada galvalum AZ-150:

a. Properti mekanis baja ( Steel Mechanical Properties )

Mutu baja : G 550 ( kuat tarik 550 Mpa / 50 kg/cm 2 )

b. Lapisan pelindung terhadap korosi ( Protektive Coating ) Lapisan pelindung seng dan aluminium ( Zincalume / AZ ) dengan komposisi Alumunium (AL) sebesar 55%, Seng (Zinc) sebesar 43,5 % dan Silicon Alloy ( Si ) sebesar 1,5 %

( http://www.supertruss.com/spesifikasi-supertruss%C2%AE/ )

Serat galvalum digunakan karena memiliki beberapa kelebihan antara lain:

a. Galvalum memiliki berat jenis lebih rendah dari pada serat baja (sehingga berat jenis beton tetap ringan)

b. Galvalum memiliki sifat mekanis (tidak mudah berkarat) yang cukup baik karena galvalum dilapisi dengan alumunium-zeng.

Beberapa sifat dan perilaku beton yang dapat diperbaiki setelah penambahan serat adalah:

a. Kekuatan terhadap lentur, tarik dan kejut

b. Sifat daktilitas beton

c. Ketahanan terhadap keausan

d. Kekuatan geser beton

Serat Galvalum AZ 150 mempunyai berat jenis sebesar 2,22 t/m3, tebal bervariasi antara 0,16 – 1,5 mm ( http://www.alibaba.com/product-gs/302310248/zincalume_ste el_ sheet_coil.html ) .

3. Metakaolin

Jika semen Portland dicampur dengan air, maka komponen kapur dilepaskan dari senyawanya. Banyaknya kapur yang dilepaskan sekitar 20% dari berat semen. Kondisi buruknya adalah mungkin terjadi pemisahan struktur yang disebabkan oleh lepasnya kapur dari semen. Situasi ini harus dicegah dengan menambahkan suatu mineral silika pada semen seperti pozzolan. Mineral yang ditambahkan ini bereaksi dengan kapur / kalsium hidroksida dengan adanya air membentuk bahan yang kuat yaitu kalsium silikat hidrat (Nawy, 1990).

Menurut Mr. R. Ryle, metakaolin adalah pozzolan yang terbentuk dari pembakaran mineral kaolin. Ketika kaolin dibakar pada suhu 450 o C terjadi reaksi dehydroxylation dan hasil hidrasi aluminosilicates diubah ke dalam material yang sebagian besar mengandung kombinasi aluminium, silikat dan oksigen secara

kimia. Metakaolin terbentuk dalam kilns pada suhu antara 700 o

C – 800 o C.

Produk kalsinasi didinginkan dengan cepat dan dihancurkan menjadi bubuk halus Produk kalsinasi didinginkan dengan cepat dan dihancurkan menjadi bubuk halus

Proses kalsinasi kaolin menjadi metakaolin menurut reaksi kimia adalah sebagai berikut :

Panas

Al 2 SiO 3 (OH) 4 Al 2 O 3 SiO 2 + 2H 2 O................................(2.1)

Pada proses hidrasi semen, semen yang bereaksi dengan air akan menghasilkan kalsium hidroksida yang tidak memberikan kontribusi terhadap kuat tekan atau durabilitas beton. Metakaolin yang bereaksi terhadap kalsium hidroksida akan mempunyai sifat perekat sehingga beton semakin kuat. Metakaolin merubah struktur pori pada fase pasta dari beton dalam mengurangi porositas dan permeabilitas.

Metakaolin mengandung SiO 2 dan Al 2 O 3 yang merupakan unsur utama semen, sehingga dapat digunakan sebagai bahan tambah semen. Kandungan SiO 2 pada metakaolin akan bereaksi dengan kapur (Ca(OH) 2 ) hasil reaksi hidrasi semen yang

akan menghasilkan kalsium silikat hidrat (CSH) yang memiliki sifat perekat. Reaksi yang terjadi akibat penambahan metakaolin adalah:

Kalsium hidroksida + silika + air = kalsium silikat hidrat (CSH) Ca(OH) 2 + SiO 2 +H 2 O = CaO · SiO 2. 2H 2 O ................................(2.2)

Menurut Mr. R. Ryle FICT dalam ICT Yearbook 1999-2000, keuntungan penambahan metakaolin pada beton antara lain:

a. Meningkatkan kuat tekan.

b. Mengijinkan pengurangan jumlah penggunaan bahan pengikat

c. Mengurangi bleeding

d. Mengurangi susut kering

e. Mengurangi peningkatan temperature pada beton massa

f. Meningkatkan ketahanan terhadap penetrasi ion klorida f. Meningkatkan ketahanan terhadap penetrasi ion klorida

h. Mengurangi efek dari reaksi alkali – silika (ASR)

i. Meningkatkan workability

2.2.7. Kuat Kejut (Impact)