1
BAB I PENGANTAR TEKNOLOGI BETON
1.1. BETON
Beton merupakan suatu material yang menyerupai batu yang diperoleh dengan membuat suatu campuran yang mempunyai proporsi tertentu dari semen portland,
aggregate halus pasir dan aggregate kasar krikil atau agregat lainnya, dan air untuk membuat campuran tersebut menjadi keras dalam cetakan sesuai dengan bentuk dan
dimensi yang diinginkan. Semen dan air berinteraksi secara kimiawi untuk mengikat partikel
partikel agregat tersebut menjadi suatu masa yang padat. Beton dalam berbagai variasi sifat kekuatan dapat diperoleh dengan pengaturan yang sesuai dari
perbandingan jumlah material pembentuknya.
1.2. Bahan-Bahan Pembuat Beton Pembuatan beton secara umumnya terdiri dari:
1.2.1 Semen
Semen merupakan bahan pengikat hidrolis berupa bubuk halus yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker bahan ini
terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis, dengan batu gips sebagai bahan tambahan.
Bahan Baku Semen dan Senyawa-Senyawa Semen •
Batu kapur CaO •
Pasir silikat SiO2 •
Tanah Liat Al2O3 •
Bijih Besi Fe2O3 •
Magnesia MgO •
Sulfur SO3 •
Soda atau Potash Na2O + K2O
2
Kandungan Senyawa-Senyawa Semen dalam Semen Trikalium silikat
3 CaO.SiO2 Dikalium silikat
2CaO.SiO2 Trikalium aluminat 3CaO.Al2O3
Tetra kalsium 4CaO
Alumina ferit Al2O3.Fe2O3
Kapur bebas CaO
Batu tahu CaCO4 C3S
Di samping senyawa-senyawa seperti tersebut di atas, di dalam semen portland juga masih terdapat beberapa senyawa lain yang dapat mempengaruhi senyawa atau oksida
lainnya. Senyawa-senyawa ini berasal dari hasil bawaan bahan dasarnya atau bahan tambahan dalam proses pembuatan semen. Senyawa atau oksida uang lain tersebut
antara lain:
a. MgO Senyawa ini adalah hasil pembawaan dari bahan dasar kapur yang digunakan.
Jumlah MgO dalam semen portland, dibatasi maksimum 4. Jika kadarnya melebihi jumlah ini akan mengakibatkan semen menjadi tidak kekal berubah
bentuk setelah pengerasan terjadi. Perubahan bentuk ini terjadi setelah pengerasan terjadi beberapa lama setelah sekian bulan atau bahka tahun. Perubahan bentuk
terjadi karena mengembangnya MgO, dari oksida membentuk hidrat MgOOH
2
. b. Kapur Bebas CaO
Karena susunan kimia ini yang kurang tepat pada waktu pembuatan, dan atau karena pembakaran yang kurang sempurna, dapat terjadi CaO kapur kotor yang
tidak terikat ke dalam empat senyawa semen.
c. Bagian tidak Larut Zat ini merupaka bagian yang tidak larut dalam HCl. Umumnya zat tersebut adalah
senyawa tanah atau silikat yang tidak berubah menjadi empat senyawa semen. Kadar bagian ini yang terlalu tinggi pada semen maksimum 3 menunjukkan
bahwa pembakaran atau penyusutan senyawa semen kurang baik, atau terdapat kemungkinan bahwa semen tadi telah dengan sengaja dibubuhi benda lain setelah
penggilingan selesai. Meskipun akibat penambahan ini tidak membahayakan sifat semennya, tetapi semen yang mengandung terlalu banyak bahan ii akan berkurang
daya ikatnya karena tercampur benda yang tidak berguna.
d. Kadar alkali Di dalam semen portland, kadar alkali biasanya rendah kurang dari 1. Kadar
alkali dalam semen mempengaruhi waktu pengerasan. Pemakaian kadar alkali yang lebih dari 0,6 dapat mengakibatkan terjadi reaksi pengembangan bila semen
3
dicampur agregat yang bersifat alkali reaktif yaitu agregat yang megandung silika amorf gas alam, batu api, opal, dan lain-lain.
e. Kadar Hilang pada Pemijaran Zat ini adalah dari benda-benda yang terbang pada suhu 88ºC; biasanya air atau
CO2. Semen yang kadar hilang pijarnya tinggi, adalah semen yang telah mengandung bagian-bagian yang mengeras.
Kadar bagian ini dibatasi maksimum 3-4.
f. Kadar Gips Gips dalam semen ditambahkan untuk memperlambat pengerasan klinker semen.
Jika klinker semen digilinga tanpa penambag gips, bubuk halus klinker akan segara bersenyawa dengan air dan adonan itu akan mengeras dalam waktu kurang lebih 10
menit. Hal ini akan menyulitkan dalam pemakaian semen. Dengan demikian untuk memperlambat pengerasan bubuk klinker dicampur gips. Penambahan bahan ini
dalam semen adalah maksimum 4 dari berat klinker. Dalam analisis kimi, gips akan terlihat sebagai senyawa SO3 dan dibatasi jumlahnya sampai kurang lebih
2,5-3.
Sifat-Sifat Semen Portland Semen portland memiliki beberapa sifat-sifat yang di antaranya sebagai berikut:
1. Kehalusan Butir
Pada umumnya semen memiliki kehalusan sedemikian rupa sehingga kurang lebih 80 dari butirannya dapat menembus ayakan 44 mikron. Makin halus butiran
semen, makin cepat pula persenyawaannya. Makin halus butiran semen, maka luas permukaan butir untuk suatu jumlah berat
semen akan menjadi lebih besar. Makin besar luas permukaan butir ini, makin banyak pula air yang dibutuhkan bagi persenyawaannya.
Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk menentukan kehalusan butir semen. Cara yang paling sederhana dan mudah dilakukan ialah dengan
mengayaknya.
2. Berat Jenis dan Berat Isi Berat jenis dari bubuk semen pada umumnya berkisar antara 3,10 sampai 3,30.
biasanya rata-rata berat jenis ditentukan 3,15. berat jenis semen penting untuk diketahui, karena semen portland yang tidak sempurna pembakarannya dan atau
dicampur dengan bubuk batuan lainnya, berat jenisnya akan terlihat lebih rendah daripada angka tersebut.
Untuk mengukur baik atau tidaknya atau tercampur atau tidaknya suatu bubuk semen dengan bahan lain, dipakai angka berat jenis 3,00. dengan demikian jika kita
menguji semen dan hasilnya menunjukkan bahwa berat jenisnya kurang dari 3,00 kemungkinan semen itu tercampur dengan bahan lain tidak murni atau sebagian
semen itu telah mengeras.
4
Berat isi berat satuan semen sangat tergantung pada cara pengisian semen ke dalam takaran. Jiak cara mengisinya sembur los, berat isinya rendah yaitu antara ,1
kaliter.jika pengisiannya dipadatkan, berat isinya dapat mencapai 1,5 kaliter. Dalam praktek biasanya dipakai berat isi rata-rata yaitu antara 1,25 kaliter.
3. Waktu Pengerasan Semen Waktu pengerasan semen dilakukan dengan menentukan waktu pengikatan awal
initial setting dan waktu pengikatan akhir final setting. Sebenarnya yang lebih penting adalah waktu pengikatan awal, yaitu saat semen mulai terkena ait hingga
mulai terjadi pengikatan pengerasan. Untuk mengukur waktu pengikatan biasnya digunakan alat vicat.bagi jenis-jenis semen portland waktu pengikatan awal tidak
boleh kurang dari 60 menit sejak semen terkena air.
4. Kekekalan Bentuk Yang dimaksud dengan kekekalan bentuk adalah sifat dari bubuk semen yang telah
mengeras, di mana bila adukan semen dibuat suatu bentuk tertentu bentuk itu tidak berubah. Buka benda dari adukan semen yang telah mengeras. Apabila benda
menunjukkan danya cacat retak, melengkung, membesar, dan menyusut, berarti semen itu tidak baik atau tidak memiliki sifat tetap bentuk.
5. Kekuatan Semen Kekuatan mekanis dari semen yag mengeras merupakan sifat yang perlu di ketahui
di dalam pemakaian. Kekuatan semen ini merupakan gambaranmengenai daya rekatnya sebagai bahan perekat pengikat. Pada umumnya, pengukuran kekuatan
daya rekat ini dilakukan dengan menentukan kuat lentur, kuat tarik, atau kuat tekan desak dari campuran semen dengan pasir.
6. Pengerasan Awal Palsu Adakalanya semen portland menunjukkan waktu pengikatan awal kurang dari 60
menit, dimana setelah semen dicampur dengan air segera nampak mulai mengeras adonan menjadi kaku. Hal ini mungkin terjadi karena adanya pengikatan awal
palsu, yang disebabkan oleh pengaruh gips yang dicampurkan pada semen bekerja tidak sesuai dengan fungsinya. Seharusbya fungsi gips dalam semen adalah untuk
menghambat pengerasan, tetapi dalam kasus diatas ternyata gips justru mempercepat pengerasan. Hal ini dapat terjadi karena gips dalam semen telah
terurai. Biasanya pengerasan palsu ini hanya mengacau saja, sedangkan pengaruh terhadap sifat semen yang lain tidak ada. Jika terjadi pengerasan palsu, adonan
dapat diaduk lagi. Setelah pengerasan palsu berakhir, jika adonan diaduk lagi adonan semen akan mengeras seperti biasa.
7. Pengaruh Suhu
5
Proses pengerasan semen sangat dipengaruhi oleh suhu udara disekitarnya. Pada suhu kurang dari 15ºC, pengerasan semen akan berjalan sangat lambat. Semakin
tinggi suhu udara disekitarnya, maka semakin cepat semen mengeras.
Jenis-Jenis Semen Portland Jenis-jenis semen portland dapat diperoleh dengan mengadakan variasi-variasi dalam
proporsi relatif dari komponen-komponen senyawa kimia serta derajat kehalusan penggilingan bahan klinkernya. Sesuai dengan pemeakaiannya semen portland
dibedakan menjadi lima type jenis, yakni;
Jenis I Semen portland jenenis umum normal portland cement, yaitu jenis semen portland
untuk penggunaan dalam kontruksi beton secara umum tidak memerlukan sifat-sifat khusus. Misalnya untuk pembuatan trotoar, urung-urung, pasangan bata, dan
sebagainya.
Jenis II Semen jenis umum dengan perubahan-perubahan modified portland cement. Semen
ini memiliki panas hidrasi lebih rendah dan keluarnya panas lebih lambat daripada semen jenis I. Jenis ini digunakan untuk bangunan tebal tebal seperti pilar dengan
ukuran besar, tumpuan dan dinding tanah tanah tebal, dan sebagainya retak-retak pengerasan. Jenis ini juga dapat digunakan untuk bangunan-bangunan drainase di
tempat yang memiliki sulfat agak tinggi.
Jenis III Semen portland dengan kekuatan awal tinggi hogh-early-strength-portland-cement.
Jenis ini memperoleh kekuatan besar delam waktu singkat, sehingga dapat digunakan untuk perbaikan bangunan-bangunan beton yang perlu segara digunakan atau yang
acuannya perlu segera dilepas.
Jenis IV Semen portland dengan panas hidrasi yang rendah low-heat portland- cement. Jenis
ini merupakan jenis khusus untuk penggunaan yag memerlukan panas hidrasi serendah-rendahnya. Kekuatannya tumbuh lambat. Jenis ini digunakan untuk
bangunan beton massa seperti bendungan-bendungan garavitasi besar.
Jenis V Semen portland tahan sulfat sulfate-resisting portland cement. Jenis ini merupakan
jenis khusus yag maksudnya hanya untuk penggunaan pada bangunan-bangunan yang kena sulfat, seperti di tanah atau air tang tinggi kadar alkalinya. Pengerasan berjalan
lebih lambat daripada semen portlan biasa.
6
1.2.2. Agregat