Workabilitas Panas Hidrasi LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

Tabel 2.1. Jenis dan Kelas Baja Tulangan Sesuai SII 0136-80 JENIS KELAS SIMBOL BATAS ULUR MINIMUM Nmm 2 kgfmm 2 KUAT TARIK MINIMUM Nmm 2 kgfmm 2 polos 1 2 BJTP24 BJTP30 23524 29430 38239 48049 deformasian 1 2 3 4 5 BJTD24 BJTD30 BJTD35 BJTD40 BJTD50 23524 29430 34335 39240 49050 38239 48049 490950 55957 61063

II.3 Workabilitas

Kekentalan konsisitensi adukan beton harus disesuaikan dengan cara transport, cara pemadatan, jenis konstruksi yang bersangkutan, dan kerapatan dari tulangan. Kekentalan tersebut bergantung pada beberapa hal antara lain: 1. Jumlah dan jenis semen 2. Nilai faktor air semen 3. Jenis dan susunan butir dari agregat 4. Penggunaan bahan-bahan pembantu Universitas Sumatera Utara Tabel 2.2. Jumlah Semen Minimum dan Nilai Faktor Air Semen Maksimum Jumlah semen minimum per m 3 beton kg Nilai faktor Air maksimum Beton di dalam ruang bangunan: a. Keadaan keliling non-korosif b. Keadaan keliling korosif disebabkan oleh kondensasi atau uap-uap korosif Beton di luar ruang bangunan: a. Tidak terlindung dari hujan dan terik matahari langsung b. Terlindung dari hujan dan terik matahari langsung Beton yang masuk ke dalam tanah: a. Mengalami keadaan basah dan kering berganti-ganti b. Mendapat pengaruh sulfat alkali dari tanah atau air tanah Beton yang kontinu berhubungan dengan air: a. Air tawar b. Air laut 275 325 325 275 325 375 275 375 0,60 0,52 0,60 0,60 0,55 0,52 0,57 0,52 Kekentalan adukan beton dapat diperiksa dengan pengujian slump. Adukan beton untuk keperluan pengujian slump ini harus diambil langsung dari mesin Universitas Sumatera Utara pengaduk dengan menggunakan ember atau alat lain yang tidak menyerap air. Bila dianggap perlu, adukan beton diaduk lagi sebelum diadakan pengujian tersebut. Untuk mencegah penggunaan adukan beton yang terlalu kental atau terlalau encer, dianjurkan untuk menggunakan nilai-nilai slump yang terletak dalam batas- batas yang ditunjukkan dalam tabel 2.3. Table 2.3. Nilai-Nilai Slump Untuk Berbagai Pekerjaan Beton uraian Slump maksimum Slump minimum Dinding, pelat pondasi dan pondasi telapak bertulanng Pondasi telapak tidak bertulang, kaison, dan konstruksi di bawah tanah Pelat, balok, kolom, dan dinding Pengerasan jalan Pembetonan masal 12,5 9,0 15,0 7,5 7,5 5,0 2,5 7,5 5,0 2,5 II.4 Bahan Penyusun Beton II.4.1 Agregat Halus Pasir adalah salah satu dari bahan campuran beton yang diklasifikasikan sebagai agregat halus. Yang dimaksud dengan agregat halus adalah agregat yang lolos saringan no.8 dan tertahan pada saringan no.200. Pasir merupakan bahan tambahan yang tidak bekerja aktif dalam proses pengerasan, walaupun demikian kualitas pasir sangat berpengaruh pada beton. Universitas Sumatera Utara Agregat halus yang digunakan sebagai bahan pengisi beton harus memenuhi persyaratan-persyaratan sebagai berikut: 1. Agregat halus harus terdiri dari butir-butir yang tajam dan keras. Butir- butir harus bersifat kekal, dan tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca seperti hujan atau terik matahari. 2. Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih besar dari 5 ditentukan terhadap berat kering. Yang dimaksud dengan lumpur adalah bagian-bagian yang dapat melalui ayakan 0,063 mm. Apabila kadar lumpur melampaui 5 , maka agregat harus dicuci terlebih dahulu. 3. Agregat halus tidak boleh mengandung bahan-bahan organik terlalu banyak dan harus dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrams- Harder dengan larutan NaOH. Agregat halus yang tidak memenuhi percobaan ini dapat juga dipakai, asal kekuatan tekan adukan agregat tersebut pada umur 7 hari dan 28 hari tidak kurang dari 95 dari kekuatan adukan agregat yang sama tetapi dicuci dalam 3 NaOH yang kemudian dicuci hingga bersih dengan air pada umur yang sama. 4. Agregat halus harus terdiri dari butir-butir yang beraneka ragam besarnya dan apabila diayak harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut :  sisa di atas ayakan 4 mm harus minimum 2 berat  sisa di atas ayakan 1 mm harus minimum 10 berat  sisa ayakan 0,25 mm harus berkisar antara 80 dan 95 berat 5. Pasir laut tidak boleh dipakai sebagai agregat halus untuk semua mutu beton, kecuali dengan petunjuk-petunjuk dari lembaga pemeriksaan bahan-bahan yang diakui. Universitas Sumatera Utara 6. Butiran agregat halus berdiameter 0.075 mm hingga 4 mm. Derajat kehalusan suatu agregat ditentukan oleh modulus kehalusan Fineness Modulus dengan batasan-batasan sebagai berikut:  Pasir Halus : 2,20 FM 2,60  Pasir Sedang : 2,60 ≤ FM 2,90  Pasir Kasar : 2,90 ≤ FM ≤ 3,20 Adapun agregat halus yang dikategorikan baik berdasarkan persen lolosnya adalah berdasarkan tabel 2.4. di bawah ini. Table 2.4. Persentase Lolos Agregat Halus Diameter ayakan mm lolos 9,52 4,76 2,38 1,19 0,60 0,30 0,15 100 95-100 85-100 50-85 25-60 10-30 2-10

II.4.2 Agregat Kasar

Agreagat kasar yang digunakan untuk beton merupakan kerikil hasil disintergrasi dari batu-batuan atau berupa batu pecah split yang diperoleh dair alat pemecah batu, dengan syarat ukuran butirannya lolos ayakan 38,1 mm dan tertahan di ayakan 4,76 mm. Pada umumnya yang dimaksudkan dengan agregat kasar adalah agregat dengan besar butir lebih dari 5 mm. Universitas Sumatera Utara Agregat kasar yang digunakan pada campuran beton harus memenuhi persyaratan-persyaratan sebagai berikut: 1. Agregat kasar adalah agregat dengan besar butiran lebih dari 5 mm. Sesuai dengan syarat-syarat pengawasan mutu agregat untuk berbagai mutu beton maka agregat kasar harus memenuhi syarat. 2. Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir yang keras dan tidak berpori. Agregat kasar yang mengandung butir-butir pipih hanya dapat dipakai apabila jumlah butir-butir pipih tersebut tidak melampaui 20 dari berat agregat seluruhnya. Butir-butir kasar harus bersifat kekal yang berarti tidak pecah atau hancur akibat pengaruh cuaca seperti hujan dan terik matahari. 3. Agregat kasar tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1 ditentukan terhadap berat kering.Yang diartikan dengan lumpur adalah bagian-bagian yang dapat melaluilolos ayakan 0,063 mm. Apabila kadar lumpur melampaui 1 , maka agregat kasar harus dicuci. 4. Agregat kasar tidak boleh mengandung bahan-bahan yang dapat merusak beton, seperti zat-zat yang aktif terhadap alkali. 5. Kekerasan dari butir-butir agregat kasar diperiksa dengan mesin pengaus Los Angeles dimana tidak boleh terjadi kehilangan berat melebihi 5 . 6. Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir yang beraneka ragam dan apabila diayak, harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut :  Sisa di atas ayakan 31,5 mm harus 0 berat.  Sisa di atas ayakan 4 mm harus berkisar antara 90 dan 98 .  Selisih antara sisa-sisa kumulatif ayakan yang berurutan adalah maksimum 60 dan minimum 10 dari berat. Universitas Sumatera Utara 7. Berat butir agregat maksimum tidak boleh lebih dari 15 jarak terkecil antara bidang-bidang samping dari cetakan, 13 dari tebal plat atau 34 dari jarak bersih minimum di antara batang-batang atau berkas tulangan. Penyimpangan dari batasan ini diijinkan apabila menurut pengawas ahli, cara pengecoran beton adalah sedemikian rupa sehingga menjamin tidak terjadinya sarang- sarang kerikil. Batasan Modulus kehalusan kerikil : 5,5 ≤ FM ≤ 7,5. Table 2.5 Susunan Besar Butiran Agregat Kasar Ukuran lubang ayakan mm Persentasse loloa kumulatif 38,10 19,10 9,52 4,75 95-100 35-70 10-30 0-5 II.5 Semen II.5.1 Uraian Umum Semen berasal dari kata cement dalam bahasa asinginggris yang berarti pengikatperekat. Perkataan cement itu sendiri diambil dari kata latin cementum yaitu nama yang diberikan kepada batu kapur yang serbuknya telah dipergunakan sebagai bahan adukan mortar lebih dari 2.000 tahun yang lalu di negara Italia. Dalam perkembangannya, arti perkataan cement mengalami sedikit perubahan, misalnya pada abad pertengahan diartikan sebagai segaala macam bahan pengikat perekat seperti rubber cement, termasuk pula portland cement. Universitas Sumatera Utara Semen adalah hydraulic binder perekat hidraulis yang berarti bahwa senyawa-senyawa yang terkandung di dalam semen tersebut dapat bereaksi dengan air dan membentuk zat baru yang bersifat sebagai perekat terhadap batuan. Oleh karena sifat hidraulis tersebut, maka semen bersifat:  Dapat mengeras jika dicampur dengan air  Tidak larut dalam air Hydraulic binder misalnya: portland cement, blended cement, high alumunia cement dan sebagainya. Di samping hidraulic binder, juga dikenal non-hidraulic binder misalnya lime. Sejak berabad-abad kandungan lime merupakan perekat klasik dalam bangunan yang dibuat dengan memanaskan limestone pada suhu 850 ℃. Kandungan CaCO 3 dari limestone akan melepaskan CO 2 dan menghasilkan burnt lime atau quick lime CaO. Produk ini bereaksi dengan cepat dengan air menghasilkan CaOH 2 dalam butir yang halus dan selanjutnya CaOH 2 ini akan bereaksi dengan CO 2 dari udara dan mengeras menjadi CaCO 3 kembali dan juga bereaksi dengan senyawa- senyawa silikat yang menghasilkan senyawa calcium silicate hydrate yang bersifat sebagai perekat batuan. Adapun bahan baku pembuatan semen adalah :  Batu Kapur • Batu kapur merupakan komponen yang banyak mengandung CaCO3 dengan sedikit tanah liat, Magnesium Karbonat, Alumina Silikat dan senyawa oksida lainnya. Universitas Sumatera Utara • Senyawa besi dan organik menyebabkan batu kapur berwarna abu-abu hingga kuning  Tanah Liat • Komponen utama pembentuk tanah liat adalah senyawa Alumina Silikat Hidrat • Klasifikasi senyawa alumina silikat berdasarkan kelompok mineral yang dikandungnya : – Kelompok Montmorilonite • Meliputi : Monmorilosite, beidelite, saponite, dan nitronite – Kelompok Kaolin • Meliput i : kaolinite, dicnite, nacrite, dan halaysite – Kelompok tanah liat beralkali • Meliputi : tanah liat mika ilite  Pasir Besi dan Pasir Silikat • Bahan ini merupakan bahan koreksi pada campuran tepung baku Raw Mix • Digunakan sebagai pelengkap komponen kimia esensial yang diperlukan untuk pembuatan semen • Pasir silika digunakan untuk menaikkan kandungan SiO2 • Pasir Besi digunakan untuk menaikkan kandungan Fe2O3 dalam Raw Mix Universitas Sumatera Utara  Gypsum CaSO4. 2 H2O • Berfungsi sebagai retarder atau memperlambat proses pengerasan dari semen • Hilangnya kristal air pada gipsum menyebabkan hilangnya atau berkurangnya sifat gipsum sebagai retarder. Kandungan kimia yang ada dalam semen antara lain: Trikalsium Silikat Dikalsium Silikat Trikalsium Aluminat Tetrakalsium Aluminofe Gipsum Langkah utama proses produksi semen adalah: 1. PenggalianQuarrying Terdapat dua jenis material yang penting bagi produksi semen: yang pertama adalah yang kaya akan kapur atau material yang mengandung kapur calcareous materials seperti batu gamping, kapur, dll., dan yang kedua adalah yang kaya akan silika atau material mengandung tanah liat argillaceous materials seperti tanah liat. Batu gamping dan tanah liat dikeruk atau diledakkan dari penggalian dan kemudian diangkut ke alat penghancur. 2. Penghancuran Penghancur bertanggung jawab terhadap pengecilan ukuran primer bagi material yang digali. Universitas Sumatera Utara 3. Pencampuran Awal Material yang dihancurkan melewati alat analisis on-line untuk menentukan komposisi tumpukan bahan. 4. Penghalusan dan Pencampuran Bahan Baku Belt conveyor mengangkut tumpukan yang sudah dicampur pada tahap awal ke penampung, dimana perbandingan berat umpan disesuaikan dengan jenis klinker yang diproduksi. Material kemudian digiling sampai kehalusan yang diinginkan. 5. Pembakaran dan Pendinginan Klinker Campuran bahan baku yang sudah tercampur rata diumpankan ke pre-heater, yang merupakan alat penukar panas yang terdiri dari serangkaian siklon dimana terjadi perpindahan panas antara umpan campuran bahan baku dengan gas panas dari kiln yang berlawanan arah. Kalsinasi parsial terjadi pada pre ‐heater ini dan berlanjut dalam kiln, dimana bahan baku berubah menjadi agak cair dengan sifat seperti semen. Pada kiln yang bersuhu 1350-1400°C, bahan berubah menjadi bongkahan padat berukuran kecil yang dikenal dengan sebutan klinker, kemudian dialirkan ke pendingin klinker, dimana udara pendingin akan menurunkan suhu klinker hingga mencapai 100 °C. 6. Penghalusan Akhir Dari silo klinker, klinker dipindahkan ke penampung klinker dengan dilewatkan timbangan pengumpan, yang akan mengatur perbandingan aliran bahan terhadap bahan-bahan aditif. Pada tahap ini, ditambahkan gipsum ke klinker dan diumpankan ke mesin penggiling akhir. Campuran klinker dan gipsum untuk semen jenis 1 dan campuran klinker, gipsum dan pozzolan untuk semen jenis P Universitas Sumatera Utara dihancurkan dalam sistem tertutup dalam penggiling akhir untuk mendapatkan kehalusan yang dikehendaki. Semen kemudian dialirkan dengan pipa menuju silo semen. Jenis-jenis semen antara lain:  Semen Portland Portland Cement Semen portland ini merupakan semen hidrolis yang dihasilkan dengan jalan menghaluskan terak yang mengandung senyawa-senyawa kalsium silikat dan biasanya juga mengandung satu atau lebih senyawa-senyawa calsium sulphat yang ditambahkan pada penggilingan akhir. Semen portland adalah semen yang diperoleh dengan menghaluskan terak yang terutama terdiri dari silikat-silikat, calsium yang bersifat hidrolis bersama bahan tambahan biasanya gypsum. Tipe-tipe semen portland yaitu: 1. Tipe I Ordinary Portland Cement Indonesian Standard : SNI 15-2049-2004 American Standard : ASTM C 150-04a European Standard : EN 197-1:2000 Semen Portland tipe ini digunakan untuk segala macam konstruksi apabila tidak diperlukan sifat-sifat khusus, misalnya tahan terhadap sulfat, panas hidrasi, dan sebagainya. Semen ini mengandung 5 MgO dan 2,5 -3 SO3. 2. Tipe II Moderate Heat Portland Cement Indonesian Standard : SNI 15-7064-2004 American Standard : ASTM C 150-04a Universitas Sumatera Utara Semen ini digunakan untuk bahan konstruksi yang memerlukan sifat khusus tahan terhadap sulfat dan panas hiderasi yang sedang, biasanya digunakan untuk daerah pelabuhan dan bangunan sekitar pantai. Semen ini mengandung 20 SiO2, 6 Al2O3, 6 Fe2O3, 6 MgO, dan 8 C3A. 3. Tipe III High Early Strength Portland Cement Semen ini merupakan semen yang digunakan biasanya dalam keadaan-keadaan darurat dan musim dingin. Digunakan juga pada pembuatan beton tekan. Semen ini memiliki kandungan C3S yang lebih tinggi dibandingkan semen portland tipe I dan tipe II sehingga proses pengerasan terjadi lebih cepat dan cepat mengeluarkan kalor. Semen ini tersusun dari 3,5-4 Al2O3, 6 Fe2O3, 35 C3S, 6 MgO, 40 C2S dan 15 C3A. 4. Tipe IV Low Heat Portland Cement Semen tipe ini digunakan pada bangunan dengan tingkat panas hiderasi yang rendah misalnya pada bangunan beton yang besar dan tebal, baik sekali untuk mencegah keretakan. Low Heat Portland Cement ini memiliki kandungan C3S dan C3A lebih rendah sehingga kalor yang dilepas lebih rendah. Semen ini tersusun dari 6,5 MgO, 2,3 SO3, dan 7 C3A. 5. Tipe V Super Sulphated Cement Indonesian Standard : SNI 15-2049-2004 American Standard : ASTM C 150-04a Semen yang sangat tahan terhadap pengaruh sulphat misalnya pada tempat pengeboran lepas pantai, pelabuhan, dan terowongan. Komposisi komponen Universitas Sumatera Utara utamanya adalah slag tanur tinggi dengan kandungan aluminanya yang tinggi, 5 terak portland cement , 6 MgO, 2,3 SO3, dan 5 C3A.  Semen portland pozolan Adalah suatu semen hidrolis yang terdiri dari campuran yang homogen antara semen portland dengan pozolan halus, yang di produksi dengan menggiling klinker semen portland dan pozolan bersama-sama, atau mencampur secara merata bubuk semen portland dengan bubuk pozolan, atau gabungan antara menggiling dan mencampur, dimana kadar pozolan 6 sampai dengan 40 massa semen portland pozolan. Semen ini mengandung senyawa silika dan alumina dimana bahan pozzolona sendiri tidak memiliki sifat seperti semen, akan tetapi bentuk halusnya dan dengan adanya air, senyawa-senyawa tersebut membentuk kalsium aluminat hidrat yang bersifat hidraulis. Bahan pozzolan tersusun atas 45-72 SiO2, 10-18 Al2O3, 1-6 Fe2O3, 0,5-3 MgO, 0,3- 1,6 SO3.  Semen portland komposit Indonesian Standard : SNI 15-7064-2004 European Standard : EN 197-1:2000 42.5 N 42.5 R PCC Portland Composite Cement digunakan untuk bangunan-bangunan pada umumnya, sama dengan penggunaan Semen Portland Jenis I dengan kuat tekan yang sama. PCC mempunyai panas hidrasi yang lebih rendah selama proses pendinginan dibandingkan dengan Semen Portland Jenis I, sehingga pengerjaannya akan lebih mudah dan menghasilkan permukaan betonplester yang lebih rapat dan lebih halus. Universitas Sumatera Utara Semen portland komposit adalah bahan pengikat hidrolis hasil penggilingan bersama-sama terak semen portland dan gips dengan satu atau lebih bahan anorganik, atau hasil pencampuran antara bubuk semen portland dengan bubuk bahan anorganik lain. Bahan anorganik tersebut antara lain terak tanur tinggi blast furnace slag, pozolan, senyawa silikat, batu kapur, dengan kadar total bahan anorganik 6 - 35 dari massa semen portland komposit. Semen portland komposit dapat digunakan untuk konstruksi umum seperti: pekerjaan beton, pasangan bata, selokan, jalan, pagar dinding dan pembuatan elemen bangunan khusus seperti beton pracetak, beton pratekan, panel beton, bata beton paving block dan sebagainya.  Semen Trass Semen Trass adalah Semen yang dihasilkan dengan menggiling campuran antara 60 – 80 trass atau tanah yang berasal dari debu gunung berapi yang serupa dengan pozzolon dengan menambah CaSO4.  Semen Alumina Alumina Cement Pembuatan semen alumina kadar alumina 50-60 pemakaiannya lebih luas dibanding semen fondu atau semen alumina putih, karena suhu aplikasinya moderat 1400-1600 0C dan pembakarannya tidak sampai melebur sempurna. Komposisi campuran bauksit dan batu kapur dihitung berdasarkan perbandingan antara kadar Al2O3 dan CaO dalam campuran harga sekitar 1-3,54, perbandingan itu mempengaruhi sifat thermal dalam proses pembakaran kalsium oksida. Universitas Sumatera Utara Komposisi bahan baku bauksit 57,5-62,5 dan kapur padam 37,7-42,5 setelah dibakar pada suhu 1400 0C, menghasilkan semen alumina dengan komponen dominan mineral calsium aluminate CA, sifat utamanya kecepatan hidrasi cukup baik yaitu waktu ikat awal kurang dari 6 jam dan waktu ikat akhir kurang dari 2 jam, kekuatan ikatan dengan air masih kurang tinggi, kadar alumina dalam semen 47,64-55,30 dengan temperatur lunak 1400-1490 0C. Perbaikan sifat-sifat semen alumina hasil penelitian diperkirakan masih dapat ditingkatkan dengan menaikkan suhu sintering antara 1400-1450 0C, dan memperlambat waktu pendinginan agar pertumbuhan kristal mineral CA dalam semen dapat dipercepat. Komponen lain yang terbentuk dapat mempengaruhi sifat semen ketika bercampur dengan air, yaitu Cl2A7 mudah terhidrasi dan pengikatan terhadap air sangat cepat, CA2 semen menjadi sangat lambat terhidrasi pada suhu kamar dan menjadi cepat bila terdapat slurry kapurlarutan yang pHnya tinggi, C2S menghambat kecepatan pengikatan air bila kadar SiO2 dalam massa campuran bauksit-kapur 5, C4AF atau C6AF memperlambat kecepatan hidrasi, terjadi bila kadar SiO2 dalam campuran bauksit-kapur 5.  Semen Slag Slag Cement Semen slag ini dikenal 2 macam tipe, yaitu 1. Eisen portland cement Yaitu semen yang dihasilkan dari penggilingan campuran 60 terak portland dan 40 butir-butir slag tanur tinggi. 2. Hogh Ofen Cement Universitas Sumatera Utara Semen yang dihasilkan dari penggilingan campuran yang mengandung 15 – 19 terak portland cement dan 41 – 85 butir –butir slag dengan penambahan CaSO4.  Semen Alami Natural Cement Semen alam ini dihasilkan dari kerang batu kapur yang mengandung tanah liat seperti komposisi semen di alam. Material ini dibakar sampai suhu pelelehannya hingga menghasilkan terak. Kemudian terak tersebut digiling menjadi semen yang halus. Dalam pemakaiannya dicampur dengan semen portland.  Semen Sumur Minyak Oil Well Cement American Standard : API Spec 10A Class G-HSR Oil Well Cement OWC digunakan untuk penyekat pada pengeboran sumur minyak. Oleh karenanya semen jenis ini juga disebut semen sumur minyak. Sumur-sumur minyak atau gas dibuat dengan mengebor lubang ke dalam tanah bumi dengan kedalaman ratusan sampai dengan 20.000 kaki sekitar 7.000 meter. Pipa besi yang disebut casing ditempatkan pada lubang sumur dan semen dipompa ke bawah melalui pipa tsb. Sewaktu semen terpompa keluar melalui dasar casing tsb. dan kembali ke permukaan melalui bagian luar casing, ia akan membentuk ikatan kritis antara bagian luar casing dengan dinding sumur yang telah dibor. Ikatan ini akan melindungi minyak, gas dan air bawah tanah sehingga tidak bercampur di dalam sumur tsb. Kekokohan semen tergantung pada serangan sulfat dengan kadar, suhu dan tekanan yang tinggi selama proses pemompaan berlangsung. Dikarenakan Universitas Sumatera Utara keharusan waktu pemekatan yang ketat, maka OWC diproduksi dengan standar mutu yang ketat sesuai dengan standar API American Petroleum Institute. Semen ini digunakan pada temperatur dan tekanan tinggi, sering dijumpai pada penggunaan pengeboran minyak atau digunakan untuk pengeboran air tanah artesis. Semen ini merupakan semen portland yang dicampur dengan retarder untuk memperlambat pengerasan semen seperti lignin, asam borat, casein, dan gula.  Semen Masonry Semen Masonry dibuat dengan menggiling campuran terak semen portland dengan batu kapur, batu pasir, atau slag dengan perbandingan 1 : 1. Semen ini digunakan untuk plesteran, pemasangan bata, dan keramik.  Semen Portland Putih Indonesian Standard : SNI 15-0129-2004 American Standard : ASTM C 150-04a White Portland Cement WPC Semen Portland Putih merupakan jenis semen bermutu tinggi. Semen Portland Putih terutama digunakan untuk keperluan pekerjaan-pekerjaan arsitektur, precast dan beton yang diperkuat dengan fiber, panel, permukaan teraso, stucco, cat semen, nat ubin keramik serta struktur yang bersifat dekoratif. Semen Portland Putih dibuat dari bahan-bahan baku pilihan yang rendah kandungan besi dan magnesium oksidanya bahan-bahan tsb. menyebabkan semen berwarna abu-abu. Derajat keputihannya diukur menurut standar yang berbeda- beda, namun mutu Semen Portland Putih ITP mencapai angka sekitar 85 dengan Universitas Sumatera Utara menggunakan metode Kett C-1. Semen Portland Putih dapat juga digunakan untuk proses konstruksi pada umumnya dan saat ini merupakan satu-satunya Semen Portland Putih produksi dalam negeri. Portland cement yang memiliki warna keabu-abuan, warna ini disebabkan oleh kandungan oksida silika pada portland cement tersebut. Jika kandungan oksida silika tersebut dikurangi 0,4 , maka warna semen portland berubah menjadi warna putih.

II.5.2 Portland Cement

Portland cement adalah perekat hidraulis yang dihasilkan dari penggilangan klinker yang kandungan utamannya calcium silicate dan satu atau dua buah bentuk calcium sulfat sebagai bahan tambahan.

II.5.2.1 Hidrasi Semen

Kandungan utama dari portland cement adalah Tabel 2.6 Kandungan Utama Portland Cement Rumus Kimia Nama Simbol 3CaO.SiO 2 Tricalcium silicate = alite C 3 S 2CaO.SiO 2 Dicalcium silicate = belite C 2 S 3CaO.Al 2 O 3 Tricalcium aluminate = inter stitial phase C 3 A 4CaO.Al 2 O 3 .Fe 2 O 3 Tetra calcium alumino ferrite = phase stitial C 4 AF CaSO.2H 2 O gypsum Apabila air ditambahkan ke dalam portland cement, maka terjadilah reaksi antara komponen-komponen semen dengan air yang dinamakan hidrasi. Reaksi hidrasi tersebut menghasilkan senyawa-senyawa hidrat. Universitas Sumatera Utara 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 .3CaSO 4 .3H 2 O 4 Yang semuanya dalam bentuk cement gel. Gambar 2.1 Reaksi Hidrasi Portland Cement Portland Cement Portland Cement Hydrates 3CaO.SiO 2 + H 2 O 3CaO.2SiO 2 .3H 2 O + CaOH 2 2CaO.SiO 2 calcium silicate hydrate calcium hydrate 3CaO.Al 2 O 3 3CaO.Al 2 O 3 .6H 2 O CaSO 4 .2H 2 O 3CaO.Al 2 O 3 .3CaSO 4 .31H 2 O ettringite 4CaO.Al 2 O 3 .Fe 2 O 3CaO.9AlFe2O3.3CaSO4.6H 2 O.aq Universitas Sumatera Utara II.5.2.2 Setting Pengikatan dan Hardening Pengerasan II.5.2.2.1 Mekanisme Terjadinya Setting Dan Hardening Pada pencampuran dengan air, maka senyawa-senyawa klinker segera terhidrasi, seperti ditunjukkan pada gambar 1. C3A akan bereaksi paling cepat menghasilkan 3CaO.2SiO 2 .3H 2 O senyawa ini membentuk gel yang bersifat cepat set kaku sehingga ia akan mengontrol sifat setting time. Tetapi 3CaO.2SiO 2 .3H 2 O akan bereaksi dengan gypsum yang segera membentuk etteringite yang akan membungkus permukaan 3CaO.2SiO 2 .3H 2 O dan 3CaO.Al 2 O 3 , sehingga reaksi hidrasi dari 3CaO.Al 2 O 3 akan dihalangi dan proses setting akan dicegah. Namum demikian lapisan etteringite pembungkus tersebut karena suatu fenomena osmosis, ia pecah, dan reaksi hidrasi C 3 A akan terjadi lagi. Tetapi segera pula akan terbentuk etteringite baru yang akan membungkus 3CaO.Al 2 O 3 kembali. Proses ini akhirnya menghasilkan setting time. Makin banyak etteringite yang terbentuk, maka setting time akan makin panjang. Oleh karena itulah gypsum dikenal sebagai retarder. Dengan adanya gypsum, proses hidrasi di samping menghasilkan cement gel juga terbentuk etteringite. Mekanisme proses setting pengikatan dan hardening pengerasan ditunjukkan pada gambar 2. Pada awal mula reaksi hidrasi tersebut akan menghasilkan pengendapan CaOH 2 , etteringite dan C-S-H akan membentuk coating pada partikel sermen serta etteringite akan membentuk coating pada 3CaO.Al 2 O 3 . hal ini akan mengakibatkan reaksi hidrasi akan tertahan, periode ini disebut induction periode atau resting periode atau dormant periode. Ini terjadi pada 1-2 jam dan selama itu pasata masih dalam keadaan plastis dan workable. Periode ini berakhir dengan pecahnya coating Universitas Sumatera Utara tersebut dan segera reaksi hidrasi terjadi kembali dan initial set segera tercapai. Selama periode beberapa jam, reaksi hidrasi dari 3CaO.SiO 2 terjadi dan menghasilkan C-H-S dengan volume lebih dari dua kali volume semen. C-H-S ini akan megisi rongga dan membentuk titik kontak yang menghasilkan kekakuan. Pada tahap berikutnya terjadi konsentrasi dari C-H-S 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 pun mulai terjadi secara steady. Mekanisme terjadinya proses pengikatan setting dan pengerasan hardening dapat disimpulkan, seperti pada gambar 2. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.2. Mekanisme Proses Pengikatan dan Pengerasan Penambahan air Proses Pasta plastis d h dib k Final setting Initial setting Hardening Initial setting Setting Padat dan kaku Final setting Pasta kaku Dormant periode Universitas Sumatera Utara

II.5.2.2.2 Setting Pengikatan

Sifat set pengikatan pada adonan semen dengan air adalah dimaksudkan sebagai gejala terjadinya kekakuan pada adonan tersebut. Dalam prakteknya, sifat set ini ditunjukkan dengan waktu pengikatan setting time yaitu waktu mulai dari adonan terjadi sampai mulai terjadi kekakuan. Dikenal ada dua macam setting time, yaitu:  Initial setting time waktu pengikatan awal ialah waktu mulai adonan terjadi sampai mulai terjadi kekakuan tertentu dimana adonan sudah mulai tidak workable.  Final setting time waktu pengikatan akhir ialah waktu mulai adonan terjadi sampai terjadi kekakuan penuh. Pada umumnya setting time dipengaruhi beberapa hal berikut:  Kandungan C 3 A Makin besar kandungan C 3 A cenderung akan menghasilkan setting time yang makin pendek.  Kandungan gypsum CaSO 4 .2H 2 O Makin besar kandungan CaSO 4 .2H 2 O di dalam semen, menghasilkan setting time yang makin panjang.  Kehalusan Makin halus partikel-partikel semen akan cenderung menghasilkan setting time yang makin pendek. Universitas Sumatera Utara Dalam praktek kadang-kadang dijumpai suatu kelainan dari sifat set, yaitu terjadi kekakuan yang sangat cepat dari adonan semen, mortar, atau beton. Gejala ini dikenal dengan early stiffining. Ada dua macam gejala early stiffining, yaitu: 1. False set pengikatan semu Yaitu gejala terjadinya pengembangan sifat kekakuan dari adonan semen, mortar, beton tanpa terjadinya pelepasan panas yang banyak. Gejala tersebut akan hilang dan sifat plastis akan dicapai kembali bila dilakukan pengadukan lebih lanjut tanpa penambahan air. False set terjadi karenna pada operasi penggilingan klinker dan gypsum silaksanakan pada suhu operasi yang terlalu tinggi gehingga terjadi dehidrasi pelepasan air kristal dari CaSO 4 .2H 2 O menjadi CaSO 4 .1,5H 2 O.CaSO 4 .0,5H 2 O. Inilah yang menyebabkan terjadinya false set. 2. Quick set atau flash set Adalah gejala terjadinya pengembangan kekakuan yang terlalu cepat dari adonan semen, mortar, atau beton dengan disretai pelepasan panas yang cukup besar, dimana kekakuan ini tidak dapt dihilangkan dengan pengadukan lebih lanjut tanpa penambahn air. Quick set dapat disebabkan karena terlalu tingginya kadar C 3 A dalam semen relatif terhadap kadar CaSO 4 .2H 2 O. gejala ini dapat juga disebabkan oleh terlalu halusnya partikel semen dan tingginya kadar C 3 S. Universitas Sumatera Utara

II.5.3 Portland Pozzolan Cement

Portland pozzolan cement adalah suatu semen hidrolis yang terdiri dari campuran yang homogen antara semen portland dengan pozolan halus, yang di produksi dengan menggiling klinker semen portland dan pozolan bersama-sama, atau mencampur secara merata bubuk semen portland dengan bubuk pozolan, atau gabungan antara menggiling dan mencampur, dimana kadar pozolan 6 sampai dengan 40 massa semen portland pozolan. Sedangkan pozzolan adalah bahan yang mengandung silika atau senyawanya dan alumina, yang tidak mempunyai sifat mengikat seperti semen, akan tetapi dalam bentuknya yang halus dan dengan adanya air, senyawa tersebut akan bereaksi secara kimia dengan kalsium hidroksida pada suhu kamar membentuk senyawa yang mempunyai sifat seperti semen. Bahan pozzolan tersusun atas : • 45 - 72 SiO2 • 10 - 18 Al2O3 • 1 - 6 Fe2O3 • 0,5 - 3 MgO • 0,3 - 1,6 SO3 Semen Portland Pozzolan terutama digunakan untuk jenis pekerjaan beton di lingkungan agresif atau bangunan maritim, karena sifat kekedapannya yang baik dan mempunyai ketahanan terhadap serangan sulfat. Yang termasuk ke dalam kategori ini adalah : Universitas Sumatera Utara  Konstruksi beton massa yang membutuhkan panas hidrasi rendah, seperti bendungan.  Bangunan yang memerlukan kekedapan air yang tinggi, seperti bangunan sanitasi dan bangunan penampung air..  Bangunan-bangunan yang berhubungan langsung dengan zat asam dan sulfat seperti saluran air, cerobong asap, pabrik-pabrik pembuatan zat kimia, dan lain-lain. Adapun sifat-sifat beton dengan adanya pozzolan ini adalah 1. Mengurangi jumlah air yang digunakan 2. Panas hidrasi rendah 3. Mempunyai pori-pori yang kecil, sehingga beton lebih kedap 4. Penyusutan yang relatif kecil, sehingga dapat menghindari retak rambut Jenis dan penggunaan antara lain sebagai berikut: 1. Jenis IP-U yaitu semen portland pozolan yang dapat dipergunakan untuk semua tujuan pembuatan adukan beton 2. Jenis IP-K yaitu semen portland pozolan yang dapat dipergunakan untuk semua tujuan pembuatan adukan beton, semen untuk tahan sulfat sedang dan panas hidrasi sedang 3. Jenis P-U yaitu semen portland pozolan yang dapat dipergunakan untuk pembuatan beton dimana tidak disyaratkan kekuatan awal yang tinggi Universitas Sumatera Utara 4. Jenis P-K yaitu semen porland pozolan yang dapat dipergunakan untuk pembuatan beton dimana tidak disyaratkan kekuatan awal yang tinggi, serta untuk tahan sulfat sedang dan panas hidrasi rendah Tabel di bawah ini memberikan syarat kimia dan fisik dari jenis IP-U, IP-K, P-U, P-K. Tabel 2.7. Syarat Kimia Jenis IP-U, IP-K, P-U, P-K No Jenis uji Satuan IP-U IP-K P-U P-K 1 MgO Maks 6,00 Maks 6,00 Maks 6,00 Maks 6,00 2 SO 3 Maks 4,00 Maks 4,00 Maks 4,00 Maks 4,00 3 Hilang pijar Maks 5,00 Maks 5,00 Maks 5,00 Maks 5,00 Tabel 2.8 Syarat Fisik IP-U, IP-K, P-U, P-K No Jenis uji Satuan IP-U IP-K P-U P-K 1 Kehalusan dengan alat blaine m 2 kg Min 280 Min 280 Min 280 Min 280 2 Kekekalan dengan autoclave • Pemuaian • penyusutan Maks 0,80 Maks 0,20 Maks 0,80 Maks 0,20 Maks 0,80 Maks 0,20 Maks 0,80 Maks 0,20 4 Panas hidrasi • umur 7 hari • umur 28 hari Kalg Kalg - - Maks 70 Maks 80 - - Maks 60 Maks 70 5 Kandungan udara dari mortar volume Maks 12 Maks 12 Maks 12 Maks 12 6 Kuat tekan • umur 3 hari • umur 7 hari • umur 28 hari Kgcm 2 Kgcm 2 Kgcm 2 Min 125 Min 200 Min 250 Min 110 Min 165 Min 205 - Min 115 Min 215 - Min 90 Min 175 Universitas Sumatera Utara Dalam penelitian ini digunakan portland pozzolan cement produksi PT. Semen Padang, dimana jenis semen ini telah memenuhi SNI 15-2049-94 tipe IP-U dan IP-K dan ASTM C 595 M-95a tipe IP IP MS. Portland pozzolan cement ini digunakan untuk semua jenis tujuan pembuatan adukan beton, untuk ketahanan terhadap serangan sulfat dan panas hidrasi sedang seperti pembuatan bendungan dam, bangunan tepi pantai. II.6 Pengaruh Kualitas Semen terhadap Kekuatan Tekan Beton II.6.1 Kehalusan Semen Makin halus semenpartikel-partikel semen, akan menghasilkan kekuatan tekan yang tinggi. Hal ini karena makin luasnya permukaan yang bereaksi dengan air dan kontak dengan agregat

II.6.2 Komposisi Kimia

1. C 3 S dan C 2 S C 3 S memberikan konstribusi yang besar pada perkembangan kekuatan awal, sedangakan C 2 S memberikan konstribusi kekuatan pada umur yang lebih panjang. 2. C 3 A C 3 A mempengaruhi kekuatan tekan sampai pada tingkat tertentu pada umur 28 hari dan pengaruh ini makin kecil sampai pada nol umur setelah satu atau dua tahun. Universitas Sumatera Utara 3. C 4 AF C 4 AF tidak mempengaruhi kekuatan tekan terlalu banyak. 4. MgO MgO tidak memberikan konstribusi yang berarti pada perkembangan kekuatan tekan. Bahkan akan mengakibatkan ekspansi yang halus, berupa retak-retak rambut, apabila kandungan MgO dalam semen cukup tinggi.

II.7 Panas Hidrasi

Reaksi hidrasi komponen-kmoponen semen dengan air adalah eksotermis dan panas yang dilepaskan per satun berat disebut panas hidrasi. Tabel 2.9 menunjukkan besarnya panas hidrasi dari komponen-komponen semen. Tabel 2.9. Panas Hidrasi Dari Komponen-Komponen Semen Dalam JG Komponen 3 hari 7 hari 28 hari 90 hari 1 thn 6,5 thn C 3 S 244 222 377 436 490 490 C 2 S 40 42 105 176 226 222 C 3 A 888 1559 1378 1303 1169 1374 C 4 AF 289 494 494 410 377 465 Dari tabel terlihat bahwa semen yang lebih banyak mengandung C 3 S dan C 3 A akan bersifat mempunyai panas hidrasi yang lebih tinggi dan sebaliknya. Panas hidrasi dari portland cement bervariasi dari 420 jg sampai 500 jg. Universitas Sumatera Utara

II.8 Ketahanan Beton