37
Fisika Berat dalam persen
Berat Jenis Rata-rata Ukuran Partikel Mikron
Lolos Ayakan no. 325 dalam Keasaman PH 10 air dalam slurry
2,02 0,1
99,00 7,3
Sumber : Mulyono, Tri. 2004. Teknologi Beton, Yogyakarta: Andi, 2004
1. Sifat-sifat Fisik Silica Fume
Sifat-sifat fisik silica fume adalah dari Wulandari: 24 sebagai berikut : a.
Warna: bervariasi mulai dari abu-abu sampai abu-abu gelap. b.
Spesifik gravity: 2,0-2,5. c.
Bulk density: 250-300 kgm3. d.
Ukuran: 0,1-1,0 mikron 1100 ukuran partikel semen.
2. Sifat Kimia Silica Fume
Silica fume merupakan material yang bersifat pozzolonic. Dalam
penggunaanya, silica fume berfungsi sebagai pengganti sebagian dari jumlah semen dalam campuran beton, yaitu sebanyak 5-15 dari total berat semen.
Kandungan SiO
2
dalam silica fume akan bereaksi dengan kapur bebas yang dilepaskan semen pada saat proses pembentukan senyawa kalsium silikat hidrat
CSH yang berpengaruh dalam proses pengerasan semen.
38
3. Keunggulan dan Kendala Penggunaan Silica Fume
Keunggulan-keunggulan penggunaan silica fume dalam beton adalah sebagai berikut:
a. Meningkatkan kuat tekan beton;
b. Meningkatkan kuat lentur beton;
c. Memperbesar modulus elastisitas beton;
d. Mengecilkan regangan beton;
e. Meningkatkan durabilitas beton terhadap serangan unsur kimia;
f. Mencegah reaksi alkali silica dalam beton;
g. Meningkatkan kepadatan density beton;
h. Meningkatkan ketahanan terhadap abrasi dan korosi;
i. Menyebabkan temperatur beton menjadi lebih rendah sehingga mencegah
terjadinya retak pada beton.
Kendala-kendala dalam penggunaan silica fume sebagai campuran beton adalah sebagai berikut:
a. Silica fume merupakan material yang sangat lembut sehingga mudah terbawa
oleh angin. Hal ini menyebabkan kesulitan dalam pelaksanaan loading, pengangkutan, penyimpanan dan pencampuran.
b. Terhirupnya partikel halus silica fume dapat mengganggu saluran pernafasan.
39
2.5.2. Superplasticizer
Superplasticizer High Range Water Reducer Admixture adalah bahan tambah
yang berfungsi untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan kondisi tertentu, sebanyak 12 atau lebih. Bahan
tambah dengan fungsi HRWR digunakan untuk mendapatkan tingkat konsistensi yang diinginkan atau ditetapkan spesifikasi dengan mengurangi beratair
sebesar 12 atau lebih sampai 40. HRWR atau bahan tambah tipe F pada umumnya diaplikasikan atau dicampurkan di lokasi pengecoran. Campuran dengan
slump sebesar 7,5 cm akan menjadi 20 cm. digunakan terutama untuk beton mutu tinggi karena dapat mengurangi air sampai 30. Pada prinsipnya mekanisme kerja
dari setiap plasticizer sama, yaitu dengan menghasilkan gaya tolak menolak dispersion yang cukup antara partikel semen agar tidak terjadi penggumpalan
semen flocculate yang dapat menyebabkan terjadinya rongga udara di dalam beton yang akirnya akan mengurangi kekuatan atau mutu beton tersebut.
Keistimewaan penggunaan superplasticizer dalam campuran pasta semen maupun campuran beton antara lain Zai K., 2013 :
a. Menjaga kandungan air dan semen tetap konstan sehingga didapatkan campuran
dengan workability tinggi. b.
Mengurangi jumlah air dan menjaga kandungan semen dengan kemampuan kerjanya tetap sama serta menghasilkan faktor air semen yang lebih rendah
dengan kekuatan yang lebih besar. c.
Mengurangi kandungan air dan semen dengan faktor air semen yang konstan tetapi meningkatkan kemampuan kerjanya sehingga menghasilkan beton dengan
kekuatan yang sama tetapi menggunakan semen lebih sedikit.
40 d.
Tidak ada udara yang masuk. Penambahan 1 udara kedalam beton dapat menyebabkan pengurangan strength rata-rata 6. Untuk memperoleh kekuatan
yang tinggi, diharapkan dapat menjaga ”air content” di dalam beton serendah mungkin. Penggunaan superplasticizer menyebabkan sedikit bahkan tidak ada
udara masuk kedalam beton. e.
Tidak adanya pengaruh korosi terhadap tulangan.
2.6. Workability
Workability sering diartikan dengan kemudahan pengerjaan adukan beton untuk
diaduk, dituang, diangkut, dan dipadatkan. Hal-hal yang mempengaruhi sifat kemudahan pengerjaan antara lain :
1. Jumlah air yang dipakai dalam campuran adukan beton. Makin banyak air yang
dipakai, makin mudah beton segar itu dikerjakan. Tetapi pemakaian air juga tidak boleh terlalu berlebihan.
2. Penambahan semen kedalam campuran juga memudahkan cara pengerjaan
betonnya, karena pasti juga diikuti dengan penambahan air campuran untuk memperoleh nilai faktor air semen tetap.
3. Gradasi campuran pasir dan kerikil, jika campuran pasir dan kerikil mengikuti
gradasi yang telah disarankan oleh peraturan maka adukan beton mudah dikerjakan.
4. Pemakaian butiran yang bulat memudahkan cara pengerjaan.
5. Pemakaian butiran maksimum kerikil yang dipakai berpengaruh terhadap cara
pengerjaan. 6.
Cara pemadatan beton menentukan sifat pekerjaan yang berbeda.
41 7.
selain itu, beberapa aspek yang perlu dipertimbangkan adalah jumlah kadar udara yang terdapat di dalam beton dan penggunaan bahan tambah dalam campuran
beton. Pemadatan dengan alat getar akan memerlukan kelecakan yang berbeda jika
dibandingkan dengan pemadatan dengan tangan. Pemadatan dengan mesin getar memerlukan jumlah air yang lebih sedikit jika dibandingkan dengan pemadatan
dengan tangan. Kelecakankomsistensi adukan beton dapat diperiksa dengan pengujian slump
berdasarkan ASTM C 143-74. Pengujian ini menggunakan corong baja yang berbentuk kerucut terpancung yang disebut kerucut Abrams. Diameter bagian bawah
20 cm, bagian atas nerdiameter 10 cm, dan tinggi 30 cm, seperti yang dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 2.1
Kerucut Abrams
2.6.1. Slump
Slump merupakan perbedaan tinggi antara adukan dengan kerucut abrams
setelah kerucut abrams diangkat. Slump digunakan untuk mengetahui tingkat
42 kelecakan dari adukan beton, semakin tinggi nilai slump maka adukan beton tersebut
semakin mudah pengerjaannya. Nilai slump untuk berbagai struktur dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 2.9 Nilai Slump untuk Berbagai Macam Struktur
Uraian Nilai
Slump mm Maksimum
Minimum
Dinding pelat pondasi dan pondasi telapak bertulang
80 25
Pondasi telapak tidak bertulang, kaison dan
konstruksi di bawah tanah 80
25
Pelat, balok, kolom dan dinding
100 25
Perkerasan jalan 80
25 Pembetonan massal
50 25
Sumber: Kardiyono Tjokrodimulyo, 1992
2.7. Faktor Air Semen
Faktor air semen fas merupakan perbandingan antara berat air dan berat semen yang digunakan dalam adukan beton. Semakin besar nilai fas maka akan
semakin rendah mutu kekuatan beton. Dengan demikian penggunaan nilai fas yang kecil akan menghasilkan beton dengan mutu yang lebih baik, namun nilai fas yang
terlalu kecil akan menyebabkan kesulitan dalam pengerjaan yaitu kesulitan dalam pemadatan yang juga dapat menyebabkan penurunan mutu beton. Umumnya nilai fas
43 minimum untuk beton normal sekitar 0,4 dan maksimum 0,65 Tri Mulyono, 2004.
Perbandingan faktor air semen dengan kondisi lingkungan dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 2.10 Faktor Air Semen untuk Setiap Kondisi Lingkungan
Kondisi Lingkungan
Kondisi Normal Basah kering
berganti-ganti Di bawah
Pengaruh Sulfatair laut
Koreksi langsing atau yang hanya mempunyai penutup
tulangan kurang dari 25 mm.
0,53 0,49
0,40
Struktur dinding penahan tanah, pilar, balok, abutmen.
0,53 0,44
Beton yang tertanam dalam pilar, balok, kolom.
- 0,44
0,44 Struktur lantai beton di atas
tanah -
- Beton yang terlindung dari
perubahan udara konstruksi interior bangunan
- -
Rasio air semen ditentukan berdasarkan persyaratan kekuatan tekan rencana.
Pada beton mutu tinggi atau sangat tinggi, faktor air semen dapat diartikan sebagai water to cementious ratio, yaitu rasio total berat air termasuk air yang
terkandung dalam agregat dan pasir terhadap berat total semen dan additif
44 cementious
yang umumnya ditambahkan pada campuran beton mutu tinggi. Pada beton mutu tinggi nilai faktor air semen ada dalam rentang 0,2-0,5 SNI 03-6468-
2000 . Bahan ikat yang digunakan pada penelitian ini adalah semen dan silica fume
sebagai pengganti sebahagian semen. Rumus yang digunakan pada beton mutu tinggi adalah:
FAS = Wc+p 2.1
Keterangan: Fas = Faktor air semen W = Rasio total berat air
c = Berat semen p = Berat bahan tambah pengganti semen
Nilai faktor air semen pada beton mutu tinggi termasuk berat air yang terkandung di dalam agregat. Faktor air semen pada kondisi agregat kering oven.
2.8. Perencanaan Campuran Beton
Tata cara perencanaan beton kekuatan tinggi dengan semen dan abu terbang ini dapat digunakan untuk menentukan proporsi campuran semen beton kekuatan tinggi
dan untuk mengoptimasi proporsi campuran tersebut berdasarkan campuran coba. Tata cara ini hanya berlaku untuk beton berkekuatan tinggi yang diproduksi dengan
menggunakan bahan dan metode produksi konvensional.
45
2.8.1. Persyaratan Kinerja
1. Umur Uji
Kuat tekan yang disyaratkan untuk menentukan proporsi campuran beton kekuatan tinggi dapat dipilih untuk umur 7 hari, 14 hari, 21 hari, 28 hari atau 56
hari.
2. Kuat Tekan Yang Disyaratkan
Untuk mencapai kuat tekan yang disyaratkan, campuran harus diproporsikan sedemikian rupa sehingga kuat tekan rata-rata dari hasil pengujian
di lapangan lebih tinggi dari pada kuat tekan yang disyaratkan f’c. Produsen
beton boleh menentukan proporsi campuran beton kekuatan tinggi berdasarkan pengalaman dilapangan berdasarkan pada kekuatan tekan rata-rata yang
ditargetkan f’cr yang nilainya lebih besar dari dua persamaan berikut:
fcr = fc + 1,34.s 2.2
fcr = 0,90. fc+ 2,33.s
2.3 Dalam hal ini produsen beton menentukan proporsi campuran beton kekuatan
tinggi berdasarkan campuran coba dilaboratorium, kekuatan tekan rata-rata yang ditargetkan
f’cr dapat ditentukan dengan persamaan:
fcr =
` 2.4
3. Persyaratan Lain
Beberapa persyaratan lain yang dapat mempengaruhi pemilihan bahan dan proporsi campuran beton antara lain.
a. Modulus Elastisitas.
b. Kuat Tekan dan Kuat Lentur.
46 c.
Panas Hidrasi. d.
Rangkak dan Susut akibat pengeringan. e.
Permeabilitas. f.
Waktu Pengikatan. g.
Metode Pengecoran. h.
Kelecakan.
2.8.2. Faktor-faktor Yang Menentukan
1. Pemilihan Bahan
Proporsi campuran
yang optimum
harus ditentukan
dengan mempertimbangkan karakteristik semen portland dan silica fume, kualitas
agregat, proporsi pasta, interaksi agregat pasta, macam dan jumlah bahan campuran tambahan dan pelaksanaan pengadukan. Hasil evaluasi tentang semen
portland, silica fume, bahan campuran tambahan, agregat dari berbagai sumber, serta berbagai macam proporsi campuran, dapat digunakan untuk menentukan
kombinasi bahan yang optimim.
2. Semen Portland PC
Semen portland harus memenuhi SNI 15-2049-1994 tentang Mutu dan Cara Uji Semen Portland. Semen yang dipakai adalah Tipe I Semen Padang.
47 3.
Silica Fume Silica fume
harus memenuhi ASTM.C.1240,1995:637-642 tentang Spesifikasi Silica fume Sebagai Bahan Tambahan untuk Campuran Beton. Silica
fume yang dipakai adalah Produksi PT. SIKA Indonesia.
4. Air
Air harus memenuhi SK SNI S-04-1989-F tentang Spesifikasi Bahan Bangunan bagian A Bahan Bangunan bukan Logam.
5. Agregat Kasar
Agregat kasar yang digunakan adalah agregat normal yang sesuai dengan SNI 03-1750-1990 tentang Mutu dan Cara Uji Agregat Beton. Ukuran nominal
agregat maksimum 20 mm atau 25 mm, jika digunakan untuk membuat beton berkekuatan sampai 62,1 MPa, dan ukuran 10 mm atau 15 mm, jika digunakan
untuk beton berkekuatan lebih besar dari pada 62,1 MPa. Secara umum, untuk rasio air bahan bersifat semen Wc+p yang sama, agregat yang ukuran
maksimumnya lebih kecil akan menghasilkan kekuatan beton yang lebih tinggi.
6. Agregat Halus
Agregat halus harus memenuhi ketentuan SNI 03-1750-1990 tentang Mutu dan Cara Uji Agregat beton. Beton kekuatan tinggi sebaiknya menggunakan
agregat halus dengan modulus kehalusan 2,5 sampai dengan 3,2. Bila digunakan pasir buatan, adukan beton harus mencapai kelecakan adukan yang sama dengan
pasir alam.
48 7.
Superplasticizer Superplasticizer harus memenuhi SNI 03-2495-1991 tentang Spesifikasi
Bahan Tambahan untuk Beton. Bila Superplasticizer yang digunakan berbentuk cair, maka kadarnya dinyatakan dalam satuan mlkg c + p, dan bila berbentuk
tepung halus jumlahnya dinyatakan dalam berat kering grkg c + p.
8. Rasio Air dengan Bahan Bersifat Semen Wc+p
Rasio air dengan bahan bersifat semen Wc+p harus dihitung berdasarkan perbandingan berat. Berat air yang dikandung oleh superplasticizer
berbentuk cair harus diperhitungkan dalam Wc+p. Perbandingan Wc+p untuk beton kekuatan tinggi secara tipikal ada dalam rentang nilai 0,20-0,5
9. Kelecakan
Kelecakan adalah kemudahan pengerjaan yang meliputi pengadukan, pengecoran, pemadatan dan penyelesaian permukaan finishing tanpa terjadi
segregasi.
10. Slump
Beton kekuatan tinggi harus diproduksi dengan slump terkecil yang masih memungkinkan adukan beton di lapangan untuk dicor dan dipadatkan dengan
baik. Slump yang digunakan umumnya sebesar 50-100 mm. Bila menggunakan Superplasticizer, nilai slump boleh lebih dari pada 200 mm.
49 11.
Metode Pengujian Metode pengujian yang digunakan adalah berdasarkan SNI, kecuali jika
terdapat indikasi adanya penyimpangan akibat karakteristik beton kekuatan tinggi tersebut. Kekuatan potensial untuk satu set bahan tertentu dapat ditetapkan
hanya bila benda uji telah dibuat dan diuji pada kondisi standar. Minimum dua benda uji harus diuji untuk setiap umur dan kondisi uji.
12. Ukuran Benda Uji
Ukuran benda uji silinder yang dapat digunakan adalah 150 x 300 mm benda uji standar untuk mengevaluasi kekuatan tekan beton kekuatan tinggi.
13. Cetakan
Cetakan benda uji dibuat dari baja sesuai dengan SNI 03-2493-1991.
14. Mesin uji
Mesin uji yang digunakan berkapasitas 2000 kN.
2.8.3. Prosedur Proporsi Campuran Beton Kekuatan Tinggi
1. Langkah 1: Menentukan Slump dan Kekuatan Beton yang diinginkan
Nilai slump beton yang dianjurkan diberikan pada Tabel 2.10 Slump awal diantara 2,5 sampai 5 cm. sebelum penambahan HRWR dianjurkan. Hal ini akan
menjamin jumlah air campuran yang cukup dan menyebabkan superplasticizer dapat bekerja efektif.
50
Tabel 2.11
Slump yang dianjurkan untuk Beton dengan HRWR atau Tanpa HRWR
Beton dengan menggunakan HRWR
Slump sebelum penambahan HRWR
2,5 sampai 5 cm
Beton yang dibuat tanpa menggunakan HRWR
Slump 5 sampai 10 cm
Slump yang diiinginkan di lapangan diatur dengan penambahan HRWR.
Untuk beton mutu tinggi yang dibuat tanpa HRWR, slump antara 5 sampai 10 cm dapat dipilih sesuai dengan tipe pekerjaan yang dilakukan. Nilai
slump minimum 5 cm dianjurkan untuk beton tanpa HRWR. Beton dengan slump
kurang dari 5 cm sulit untuk dipadatkan akibat tingginya kadar agregat kasar dan semen dalam campuran.
2. Langkah 2: Menentukan Ukuran Maksimum Agregat
Berdasarkan pada persyaratan kekuatan, ukuran maksimum agregat kasar yang dianjurkan diberikan pada Tabel 2.11 ACI 318 menyatakan bahwa
ukuran maksimum agregat tidak boleh melebihi 15 dari dimensi terkecil antara sisi bekisting, 13 dari ketinggian slab, atau ¾ dari jarak bersih minimum antar
batang tulangan, ikatan batang, atau tendon atau selongsong tendon.
51
Tabel 2.12
Perkiraan Ukuran Maksimum Agregat
Dengan menggunakan HRWR, kekuatan tekan beton antara 62 sampai 82 dapat dicapai dengan menggunakan ukuran agregat yang lebih besar dari ukuran nominal agregat kasar yang
dianjurkan sampai 2,5 cm.
3. Langkah 3: Menentukan Kadar Optimum Agregat Kasar
