Bahan Tambah Beton (Admixture & Additive)

Bahan Tambah

Bahan tambah (admixture) adalah bahan-bahan yang ditambahkan ke dalam campuran beton pada saat atau selama percampuran berlangsung. Fungsi dari bahan ini adalah untuk mengubah sifat-sifat dari beton agar menjadi lebih cocok untuk pekerjaan tertentu, atau untuk menghemat biaya.

Admixture atau bahan tambah yang didefinisikan dalam Standard Definitions of Terminology Relating to Concrete and Concrete Aggregates (ASTM C.125-1995:61) dan dalam Cement and Concrete Terminology (ACI SP-19) adalah sebagai material selain air, agregat dan semen hidrolik yang dicampurkan dalam beton atau mortar yang ditambahkan sebelum atau selama pengadukan berlangsung. Bahan tambah digunakan untuk

memodifikasi sifat dan karakteristik dari beton misalnya untuk dapat dengan mudah dikerjakan, mempercepat pengerasan, menambah kuat tekan, penghematan, atau untuk tujuan lain seperti penghematan energi.

Bahan tambah biasanya diberikan dalam jumlah yang relatif sedikit, dan harus dengan pengawasan yang ketat agar tidak berlebihan yang justru akan dapat memperburuk sifat beton.

Di Indonesia bahan tambah telah banyak dipergunakan. Manfaat dari penggunaan bahan tambah ini perlu dibuktikan dengan menggunakan bahan agregat dan jenis semen yang sama dengan bahan yang akan dipakai di lapangan. Dalam hal ini bahan yang dipakai sebagai bahan tambah harus memenuhi ketentuan yang diberikan oleh SNI. Untuk bahan tambah yang merupakan bahan tambah kimia harus memenuhi syarat yang diberikan dalam ASTM C.494, “Standard Spesification for Chemical Admixture for Concrete”.

A. BAHAN TAMBAH KIMIA (ADMIXTURE)

Chemical admixture (ASTM C 494), yaitu bahan tambah cairan kimia yang ditambahkan untuk mengendalikan waktu pengerasan (memperlambat atau mempercepat), mereduksi kebutuhan air, menambah kemudahan pengerjaan beton, meningkatkan nilai slump dan sebagainya.

Chemical Admixture:

 Biasanya digunakan dalam jumlah yang sedikit pada campuran beton. Tujuan penggunaannya adalah untuk memperbaiki sifat-sifat tertentu dari campuran.

 Penggunaan admixture harus mengikuti spesifikasi yang ditetapkan produsennya. Trial Mix sebelum penggunaan sangat dianjurkan.

Menurut standar ASTM. C. 494 (1995: .254) dan Pedoman Beton 1989 SKBI.1.4.53.1989 (Ulasan Pedoman Beton 1989: 29), jenis bahan tambah dibedakan menjadi tujun tipe bahan tambah, yaitu :

a. Tipe A “Water-Reducing Admixtures”

Water-Reducing Admixtures adalah bahan tambah yang mengurangi air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu.

Water-Reducing Admixtures digunakan antara lain untuk dengan tidak mengurangi kadar air semen dan nilai slump untuk memproduksi beton dengan nilai perbandingan atau rasio factor air semen (wer) yang rendah.

Bahan tambah yang berfungsi untuk mengurangi penggunaan air pengaduk untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu. Bahan tambah dengan fungsi water reducing digunakan dengan tujuan utama sesuai kebutuhan, sebagai berikut :

o mengurangi kadar air (fas) dengan tidak mengurangi semen dan slump

o meningkatkan slump dengan tidak mengurangi semen dan kadar air (fas) yang digunakan

o mengurangi semen yang digunakan dengan tidak mengurangi slump dan kadar air (fas) -- harus memperhatikan ketentuan pemakaian semen minimum sesuai peraturan

Bahan tambah ini pada umumnya mengurangi pemakaian air sebanyak 5% -12% dari pemakaian pada desain mix beton normal.

Penggunaan bahan tambah ini harus memperhatikan pengaruhnya pada waktu ikat (setting) beton segar yang pada umumnya akan menjadi lebih cepat dari beton normal -- pelaksanaan finishing harus dipersiapkan dengan baik supaya tidak terlambat dimulai dan diselesaikan.

Dengan menggunakan jenis bahan tambah ini akan dapat dicapai tiga hal, yaitu :

 Hanya menambah/meningkatkan workability. Dengan menambahkanWRA ke dalam beton maka dengan fas (kadar air dan semen) yang sama akan didapatkan beton dengan nilai slump yang lebih tinggi. Dengan slump yang lebih tinggi, maka beton segar akan lebih mudah dituang, diaduk dan dipadatkan. Karena jumlah semen dan air tidak dikurangi dan workability meningkat maka akan diperoleh kekuatan tekan beton keras yang lebih besar dibandingkan beton tanpa WRA.

 Menambah kekuatan tekan beton. Dengan mengurangi/memperkecil fas (jumlah air dikurangi, jumlah semen tetap) dan menambahkan WRA pada beton segar akan diperoleh beton dengan kekuatan yang lebih tinggi. Dari beberapa hasil penelitian ternyata dengan fas yang lebih rendah tetapi workability tinggi maka kuat tekan beton meningkat.

 Mengurangi biaya (ekonomis). Dengan menambahkan WRA dan mengurangi jumlah semen serta air, maka akan diperoleh beton yang memiliki workability sama dengan beton tanpa WRA dan kekuatan tekannya juga sama dengan beton tanpa WRA. Dengan demikian beton lebih ekonomis karena dengan kekuatan yang sama dibutuhkan jumlah semen yang lebih sedikit.

Bahan tambah pengurang air dapat berasal dari bahan organic ataupun campuran anorganik untuk beton tanpa udara (non-air-entrained) atau dengan udara dalam hal mengurangi kendungan air campuran. Selain itu bahan tambah ini dapat digunakan untuk memodifikasi waktu pengikatan beton atau mortar sebagai dampak perubahan factor air semen.

Bahan tambah ini biasa disebut water reducer atau plasticizer. Komposisi dari campuran bahan tambah ini diklasifikasikan secara umum menjadi 5 kelas :

1) Asam lignosulfonic dan kandungan garam-garam.

2) Modifikasi dan turunan asam lignosulfonic dan kandungan garam-garam. 3) Hydroxylated carboxylic acids dan kandungan garamnya.

4) Modifikasi hydroxylated carboxylic acids dan kandungan garam-garamnya. 5) Materi lain seperti :

a) Materi inorganic seperti seng, garam-garam, barak, pospat, klorida. b) Asam amino dan turunannya.

c) Karbohidrat, polisakarin, dan gula asam.

d) Campuran polimer, seperti eter, turunan melamic, neptan, silicon, hidrokarbon-sulfat.

Contoh produk plasticizer: a. Plastiment NS

Produk ini dikeluarkan oleh Sika, dengan bahan dasar polimer padat. Plastiment NS memenuhi standar ASTM C-494 Tipe A dan AASHTO M-194 Tipe A. Plastiment NS direkomendasikan untuk digunakan pada aplikasi beton kualitas tinggi dengan peningkatan kuat tekan awal dan waktu ikatan normal. Produk ini dapat mengurangi air sampai dengan 10% untuk memperoleh beton yang mudah dikerjakan dengan kuat tekan dan kuat lentur yang lebih tinggi. Dosis yang digunakan adalah 130 – 265 ml untuk tiap 100 kg semen.

b. Plastocrete 161W

Merupakan produk Sika dengan bahan polimer dan telah memenuhi persyaratam ASTM C-494 Tipe A. Direkomendasikan untuk digunakan pada beton kualitas tinggi dengan workabilitas sangat baik dan waktu ikatan cepat. Plastocrete 161W memberikan hasil yang optimal apabila dikombinasikan dengan fly ash (abu terbang). Dosis yang digunakan adalah 195 – 650 ml/100 kg semen.

c. Plastocrete 169

Produk Sika dengan tujuan ganda, yaitu sebagai reducer dan retarder. Produk ini telah memenuhi syarat ASTM C-494 Tipe A. Digunakan untuk beton normal dan memerlukan retarder. Tujuan ganda Plastocrete 169 sebagai water reducer normal dan set retarder memberikan fleksibilitas yang tinggi pada penggunaannya dan dapat dikombinasikan untuk meningkatkan kualitas maupun nilai ekonomis. Apabila digunakan untuk reducer, digunakan dosis 261-391 ml/100 kg semen. Apabila digunakan sebagai set retarder, dosis 390-520 ml/100 kg berat semen.

d. Viscocrete 4100

Merupakan produk Sika yang digunakan sebagai high range water reducer dan superplasticizer. Produk ini telah memenuhi syarat ASTM C-494 Tipe A dan F. Bahan tambah ini dapat digunakan dengan dosis rendah untuk mengurangi air antara 10-15% dan apabila digunakan dengan dosis tinggi mampu mengurangi air hingga 40%. Produk ini dapat digunakan untuk Self Compacting Concrete (SCC) karena dapat memberikan workabilitas yang tinggi. Viscocrete 4100 tidak mengandung formaldehid dan kalsium klorida

serta tidak menyebabkan korosi pada tulangan baja. Untuk tujuan umum dosis yang direkomendasikan sebanyak 195-520 ml/100 kg semen. Apabila diinginkan pengurangan air secara maksimum, dosisnya dapat mencapai 780 ml/100 kg semen.

Hal-hal yang harus diperhatikan dalam penggunaan bahan tambah ini adalah air yang dibutuhkan, kandungan air, konsistensi, bleeding, dan kehilangan air pada saat beton segar, laju pengerasan, kekuatan tekan, dan lentur, ketahanan terhadap perubahan volume, susut pada saat pengeringan. Berdasarkan hal tersebut, menjadi hal penting untuk melakukan pengujian sebelum pelaksanaan pencampuran terhadap bahan tambah tersebut.

Pengaruhnya pada beton:

1. Kekuatan Tekan: Tegangan tekan beton bertambah karena adanya pengurangan air, hal ini dikarenakan faktor a/s (air semen) berkurang. Penambahan kekuatan diperkirakan ± 10%.

2. Setting Time: Dengan adanya water reducing admixture, setting time dari campuran beton tidak berubah.

3. Workability: Bila tidak ada perubahan faktor air semen (a/s), water reducing menambah workability beton. Untuk slump awal 25-75 mm dapat ditambah dengan 50-60 mm.

4. Loss Slump: Tingkat kecepatan penurunan slump beton yang berisi air water reducing admixture umumnya sama atau lebih besar dari beton biasa. Dimana bila digunakan water reducing admixture (WRA) akan menambah workability dan waktu pencampuran.

5. Air Entrainment: Dengan bahan dasar Lignosulphonate cenderung meningkatkan jumlah kadar udara tapi tidak melampaui 2%. Bahan dasar Salt hydroxy carboxylic dan Polysacharides tidak menambah kadar udara dan bahkan sering mengurangi kadar udara.

6. Panas Hidrasi: Panas hidrasi tidak terpengaruh dengan adanya penggunaan WRA.

7. Perubahan Bentuk: Perubahan bentuk (volume change) tidak terpengaruh dengan adanya WRA.

8. Durability: Durabilitas tidak terpengaruh dengan adanya WRA kecuali airnya dikurangi yang menyebabkan beton lebih padat dan impermeabel.

Retarding Admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi untuk menghambat waktu pengikatan beton. Penggunaanya untuk menunda waktupengikatan beton (setting time) misalnya karen kondisi cuaca yang panas, atau memperpanjang waktu untuk pemadatan untuk menghindari cold joints dan menghindari dampak penurunan saat beton segar pada saat pengecoran dilaksanakan.

Bahan tambah dengan fungsi retarding digunakan dengan tujuan utama menunda waktu initial dan final setting dari adukan beton segar, dan mempertahankan workability beton pada cuaca panas, pada umumnya digunakan jika :

 pelaksanaan pengecoran mempunyai tingkat kesulitan cukup tinggi sehingga memerlukan waktu pelaksanaan yang lebih lama dari waktu setting beton normal

 lokasi batching plant yang cukup jauh

 kondisi lalu lintas yang dilalui oleh mobile mixer tidak lancar

 pengecoran dengan kondisi cuaca panas yang berpotensi mengakibatkan kehilangan kelembaban lebih cepat

 proses finishing yang memerlukan waktu yang lebih lama sehingga waktu setting beton yang lebih lama diperlukan

Penggunaan bahan tambah ini harus memperhatikan waktu penutupan permukaan beton (sealing dan troweling) tidak boleh terburu-buru karena proses initial setting dan bleeding yang lebih lambat dari beton normal, supaya memastikan proses bleeding sudah sepenuhnya selesai sebelum dilakukan penutupan permukaan beton

(sealing dan trowelling).

Efek dari penggunaan retarding admixture yang perlu diwaspadai, antara lain :

 beberapa retarder mempunyai sifat menimbulkan gelembung udara dalam beton

 beberapa retarder menyebabkan kehilangan slump yang lebih cepat walaupun menyebabkan waktu setting yang lebih lambat memperbesar resiko susut pengeringan dan rangkak yang lebih tinggi

Accelerating Admixtures adalah bahan tambah yang berfunsi untuk mempercepat pengikatan dan pengembangan kekuatan awal beton. Bahan ini digunkan untuk mengurangi lamanya waktu pengeringan (hidrasi), dan mempercepat pencapaian kekuatan beton.

Bahan tambah dengan fungsi accelerating digunakan dengan tujuan utama mendapatkan kekuatan awal yang lebih tinggi pada beton yang dikerjakan, misalkan jika elemen struktur beton yang diperlukan untuk segera dibebani oleh pekerjaan berikutnya dalam kaitan dengan waktu pelaksanaan yang ketat.

Penggunaan bahan tambah ini harus memperhatikan kadar ion klorida terlarut dalam beton keras yang disyaratkan, tidak boleh terlewati -- karena beresiko menimbulkan korosi pada besi atau baja tulangan.

Penggunaan bahan tambah ini harus memperhatikan dengan seksama waktu setting yang lebih cepat dan curing yang dilakukan harus sesempurna mungkin untuk mencapai kekuatan awal yang diinginkan lebih tinggi.

Secara umum, kelompok bahan tambah ini dibagi menjadi tiga: 1) Larutan garam organic

2) Larutan campuran organic 3) Material miscellaneous

Yang termasuk jenis accelerator adalah : kalsium klorida, bromide, karbonat dan silikat. Pada daerah-daerah yang menyebabkan korosi tinggi tidak dianjurkan menggunakan accelerator jenis kalsium klorida. Dosis maksimum yang dapat ditambahkan pada beton adalah sebesar 2 % dari berat semen.

Admixture yang mempercepat proses pengerasan atau pertumbuhan kekuatan pada umur dini dari beton. Admixture ini sebenarnya tidak mempunyai efek tertentu terhadap setting time sekali pun demikian, dalam praktek, setting time juga berkurang.

Yang biasa digunakan sebagai accelerator : Calcium Chlorida (CaCl 2 )

CaCl 2 mungkin bertindak sebagai katalisator di dalam proses hidrasi C3S dan C 2 S atau berfungsi sebagai pereduksi sifat alkalinitas dari larutan sehingga mempercepat hidrasi silikat. Dengan menggunakan CaCl 2 proses hidrasi C 3A diperlambat , tetapi proses hidrasi normal dari semen tidak berubah. CaCl 2 dapat ditambahkan untuk digunakan bersama semen tipe III (rapid hardening) dan juga semen biasa/ Ordinary Portland Cement (tipe I). CaCl 2 tidak boleh digunakan dengan semen yang mempunyai kandungan alumina yang tinggi. Jumlah CaCl 2 yang ditambahkan pada campuran harus dikontrol secara hati-hati. Asumsi :

Penambahan 1 % CaCl 2 (terhadap massa semen) mempengaruhi kecepatan pengerasan seperti kenaikan temperatur sebesar 6º C. Penambahan 1- 2% CaCl 2 umumnya cukup. CaCl 2 harus terdistribusi secara seragam pada campuran di larutkan pada air pencampur. Pengaruh CaCl 2 menurunkan daya tahan terhadap serangan sulfat terutama untuk campuran kurus (lean mix) dan meningkatkan resiko reaksi alkali – agregat bagi agregat yang reaktif. Kemungkinan korosi tulangan pada beton bertulang menjadi besar dengan adanya ion chlorida Cl  pada campuran. Accelerator yang tidak mempunyai resiko ini: Calcium formate.

d. Tipe D “Water Reducing and Retarding Admixtures”

Water Reducing and Retarding Admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi ganda yaitu mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu dan menghambat pengikatan awal.

Jenis bahan tambah yang berfungsi ganda yaitu untuk mengurangi jumlah air pengaduk yang diperlukan pada beton tetapi tetap memperoleh adukan dengan konsistensi tertentu sekaligus memperlambat proses pengikatan awal dan pengerasan beton. Dengan menambahkan bahan ini ke dalam beton, maka jumlah semen dapat dikurangi sebanding dengan jumlah air yang dikurangi. Bahan ini berbentuk cair sehingga dalam perencanaan jumlah air pengaduk beton, maka berat admixture ini harus ditambahkan sebagai berat air total pada beton.

e. Tipe E “Water Reducing and Accelerating Admixtures”

Water Reducing and Accelerating Admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi ganda yaitu mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu dan menghambat pengikatan awal.

Jenis bahan tambah yang berfungsi ganda yaitu untuk mengurangi jumlah air pengaduk yang diperlukan pada beton tetapi tetap memperoleh adukan dengan konsistensi tertentu sekaligus mempercepat proses pengikatan awal dan pengerasan beton. Beton yang ditambah dengan bahan tambah jenis ini akan dihasilkan beton dengan waktu pengikatan yang cepat serta kadar air yang rendah tetapi tetap workable. Dengan menggunakan bahan ini diinginkan beton yang mempunyai kuat tekan tinggi dengan waktu pengikatan yang lebih cepat (beton mempunyai kekuatan awal yang tinggi).

Bahan kimia tambahan berfungsi ganda yaitu untuk mengurangi air dan mempercepat proses ikatan. Pengaruhnya pada beton:

1. Kekuatan. Pada saat accelerator mencapai peningkatan kekuatan awal beton, pengaruh kekuatan beton dapat diabaikan. Jika bahan water reducing dicampur accelerator, keuntungan kekuatan jangka panjang akan diapat berhubungan langsung dengan penurunan rasio air-semen (a/s).

2. Setting Time. Setting time beton yang mengandung accelerator lebih pendek daripada beton biasa yang tidak mengandung accelerator. Pengaruh kalsium klorida pada setting time lebih besar daripada kalsium format.

3. Workability. Baik kalsium klorida dan kalsium format memberikan sedikit peningkatan dalam workabilitas. Peningkatan yang lebih besar dalam workabilitas dapat diperoleh dengan kombinasi accelerator dengan bahan water reducing.

4. Air Entrainment. Hampir semua accelerator tidak mengandung derajat air entrainment.

5. Bleeding. Admixture accelerator tidak mempengaruhi bleeding.

6. Panas Hidrasi. Accelerator meningkatkan tingkatan panas yang dihasilkan dan memberikan kenaikan temperature yang lebih besar daripada campuran bahan biasa. Total panas hidrasi tidak mempengaruhi.

7. Perubahan Volume. Kalsium klorida meningkatkan creep maupun drying shrinkage. Kalsium format meningkatkan drying shrinkage tetapi data yang ada menunjukkan ada sedikit pengaruh pada creep.

8. Durability. Kalsium klorida mempunyai kemampuan memecahkan pasivity alamiah yang diberikan beton dengan menggunakan semen portland, dengan demikian akan memperbesar korosi pada baja atau logam tertanam. Bahan tambah dengan fungsi water reducing + retarding digunakan dengan tujuan utama untuk menambah kekuatan beton karakteristik jangka panjang. Penggunaan bahan tambah ini pada umumnya tidak mengubah kadar semen dan komposisi agregat yang digunakan pada desain mix untuk beton normal yang direncanakan f. Tipe F “Water Reducing High Range Admixtures”

Water Reducing High Range Admixtures 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 berat air sebesar 12% atau lebih (sampai 40%). Tujuan dan penggunaannya sama dengan bahan tambah tipe A dengan pengurangan berat air > 12%. HRWR atau bahan tambah tipe F pada umumnya diaplikasikan atau dicampurkan di lokasi pengececoran.

Dengan menmbahkan bahan ini ke dalam beton, diinginkan untuk mengurangi jumlah air pengaduk dalam jumlah yang cukup tinggi sehingga diharapkan kekuatan beton yang dihasilkan tinggi dengan jumlah air sedikit, tetapi tingkat kemudahan pekerjaan (workability beton) juga lebih tinggi. Bahan tambah jenis ini berupa superplasticizer. Yang termasuk jenis superplasticizer adalah : kondensi sulfonat melamine formaldehyde dengan kandungan klorida sebesar 0,005 %,

sulfonat nafthalin formaldehyde, modifikasi lignosulphonat tanpa kandungan klorida. Jenis bahan ini dapat mengurangi jumlah air pada campuran beton dan meningkatkan slump beton sampai 208 mm. Dosis yang dianjurkan adalah 1 % - 2 % dari berat semen.

Superplasticizer adalah zat-zat polymer organik yang dapat larut dalam air yang telah dipersatukan dengan menggunakan proses polymerisasi yang komplek untuk menghasilkan molekul-molekul panjang dari massa molecular yang tinggi. Molekul-molekul panjang ini akan membungkus diri mengelilingi partikel semen dan memberikan pengaruh negatif yang tinggi sehingga antar partikel semen akan saling menjauh dan menolak. Hal ini akan menimbulkan pendispersian partikel semen sehingga mengakibatkan keenceran adukan dan meningkatkan workabilitas. Perbaikan workabilitas ini dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan beton dengan workability yang tinggi atau menghasilkan beton dengan kuat tekan yang tinggi. Bahan ini merupakan sarana untuk menghasilkan beton mengalir tanpa terjadi pemisahan (segregasi/ bleeding) yang umumnya terjadi pada beton dengan jumlah air yang besar, maka bahan ini berguna untuk pencetakan beton di tempat-tempat yang sulit seperti tempat pada penulangan yang rapat.

Superplasticizer dapat memperbaiki workabilitas namun tidak terpengaruh besar dalam meningkatkan kuat tekan beton untuk faktor air semen yang diberikan. Namun kegunaan superplasticizer untuk beton mutu tinggi secara umum sangat berhubungan dengan pengurangan jumlah air dalam campuran beton. Pengurangan ini tergantung dari kandungan air yang digunakan, dosis dan tipe dari superplasticizer yang dipakai. (L.J. Parrot, 1998).

Superplasticizer tidak akan menjadikan “encer” semua campuran beton dengan sempurna, oleh karenanya campuran harus direncanakan untuk disesuaikan.

Untuk meningkatkan workability campuran beton, penggunaan dosis superplasticizer secara normal berkisar antara 1-3 liter tiap 1 meter kubik beton. Larutan superplasticizer terdiri dari 40% material aktif. Ketika superplasticizer digunakan untuk mengurangi jumlah air, dosis yang digunakan adalah lebih besar, 5 sampai 20 liter tiap 1 meter kubik beton. (Neville, 1995)

Menurut (Edward G Nawy, 1996). Superplasticizer dibedakan menjadi 4 jenis: 1. Koondensasi sulfonat melamin formaldehyde (SMF) dengan kandungan

klorida sebesar 0,005%.

2. Sulfonat nafthalin formaldehid (SNF) dengan kandungan klorida yang dapat diabaikan.

3. Modifikasi lignosulfonat tanpa kandungan klorida. 4. Carboxyl acrylic ester copolymer.

Keempat jenis bahan tambahan ini terbuat dari sulfonat organik dan disebut superplasticizer karena bahan ini dapat mengurangi air pada campuran beton sementara slump beton bertambah sampai 8 in (208 mm) atau lebih. Bahan-bahan

ini digunakan untuk menghasilkan beton “mengalir” tanpa terjadinya pemisahan yang tidak diinginkan dan umumnya terjadi pada beton dengan jumlah air yang besar untuk meningkatkan kekuatan beton, karena memungkinkan pengurangan kadar air guna mempertahankan workabilitas yang sama.

Jenis SMF dan SNF yang disebut garam sulfonik lebih sering digunakan karena lebih efektif dalam mendispersikan butiran semen, juga mengandung unsur-unsur yang memperlambat pengerasan.

g. Tipe G “Water Reducing, High Range Retarding Admixtures”

Water Reducing, High Range Retarding admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu, sebanyak 12 % atau lebih sekaligus menghambat pengikatan dan pengerasan beton. Bahan ini merupakan gabungan superplasticizer dengan memperlambat waktu ikat beton. Digunakan apabila pekerjaan sempit karena keterbatasan sumberdaya dan ruang kerja.

Bahan tambah dengan fungsi HRWR + retarding digunakan untuk mendapatkan efek serupa dengan bahan tambah tipe D dengan pengurangan berat air yang digunakan sebesar 12% atau lebih (sampai 40%). Tujuan dan penggunaannya sama dengan bahan tambah tipe D. Pencampuran bahan tambah tipe G dapat dilakukan di batcing plant atau di lokasi proyek. Beberapa jenis superplasticizer mempunyai klasifikasi sebagai bahan tambah tipe G.

Latar belakang penggunaan Bahan Tambah (admixture) untuk Campuran Beton Untuk keperluan tertentu terkadang campura n beton tersebut masih ditambahkan bahan tambah berupa zat-zat kimia tambahan (chemical additive) dan mineral/material tambahan. Zat kimia tambahan tersebut biasanya berupa serbuk atau cairan yang secara kimiawi langsung mempengaruhi kondusi campuran beton. Sedangkan mineral/material tambahan yang berupa agregat yang mempunyai karakteristik tertentu. Penambahan zat-zat kimia atau mineral tambahan ini diaharapkan dapat merubah performa dan sifat-sifat campuran beton sesuai dengan kondisi dan tujuan yang diinginkan, serta dapat pula sebagai bahan pengganti sebagian dari material utama penyusun beton. Standar pemberian bahan tambahan beton ini pun sudah diatur dalam SNI S-18-1990-03 tentang Spesifikasi Bahan Tambahan pada Beton.

Bahan tambah (admixture) adalah suatu bahan berupa bubuk atau cairan, yang ditambahkan ke dalam campuran adukan beton selama pengadukan, dengan tujuan untuk mengubah sifat adukan atau betonnya. (Spesifikasi Bahan Tambahan pada Beto, SK SNI S-18-1990-03).

Berdasarkan ACI (American Concrete Intitute), bahan tambah adalah material selain air, agregat, dan semen hidrolik yang dicampurkan dalam beton atau mortar yang ditambahkan sebelum atau selama pengadukan berlangsung.

Penambahan bahan tambah dalam sebuah campuran beton atau mortar tidak mengubah komposisi yang besar dari bahan lainnya, karena penggunaan bahan tambah ini cenderung merupakan pengganti atau substitusi dari dalam campuran beton itu sendiri. Karena tujuannya memperbaiki atau mengubah sifat dan karakteristik tertentu dari beton atau mortar yang akan dihasilkan, maka kecenderungan perubahan komposisi dalam berat-volume tidak terasa secara langsung dibandingkan dengan komposisi awal beton tanpa bahan tembah.

Pengunaan bahan tambah dalam sebuah campuran beton harus memperhatikan standar yang berlaku seperti SNI, ASTM (American Society for Testing and Materials) atau ACI (American Concrete Intitute) dan yang paling utama memperhatikan petunjuk dalam manual dagang.

Tujuan Penggunaan Bahan Tambah (admixture) untuk campuran pada beton

Berdasarkan tujuan yang diharapkan terdapat beberapa tujuan pengunaan zat kimia diantaranya yaitu:

a. Water Reduction. (Zat Kimia untuk mengurangi penggunaan air pada beton)

hal ini dimaksudkan agar diperoleh adukan dengan nilai fas yang tetap dengan kekentalan yang sama atau dengan fas tetap, tapi didapatkan adukan beton yang lebih encer. Hal ini dimaksudkan agar diperoleh kuat tekan yang lebih tinggi, engan tidak mengurangi kekentalannya, atau diperoleh beton dengan kuat tekan yang sama, tapi adukan dibuat menjadi lebih encer agar lebih memudahkan dalam penuangan.

b. Redater (Zat kimia untuk memperlambat proses ikatan campuran beton)

Biasanya diperlukan untuk beton yang tidak dibuat dilokasi penuangan beton. Proses pengikatan campuran beton sekitar 1 jam. Sehingga apabila sejak beton dicampur sampai penuangan memerlukan waktu lebih dari 1 jam, maka perlu ditambahkan zat kimia ini. Zat tambahan ini berupa gula, sucrose, sodium glukonate, glucose, citric acis, dan tartaric acid.

c. Accelerators (zat kimia untk mempercepat ikatan dan pengerasa campuran beton) Diperlukan untuk mempercepat proses pengerjaan konstruksi beton, pencampuran beton dilakukan di tempat atau dekat dengan penuangannya. Zat tambahan yang diperlukan adlah CaCl2, Ca(NO3)2 dan NaNO3. Namun demikian lebih dianjurkan menggunakan yang nitrat, karena penggunaan khlorida dapat mempercepat terjadinya karat pada penulangan.

Pada kenyataan di lapangan terkadang diperlukan kondisi kombinasi dari ketiga perilaku penambahan zat kimia tersebut yaitu untuk mengurangi penggunaan air dan memperlambat proses ikatan campuran beton, atau untuk menguarangi air dan mempercepat waktu pengikatan serta pengerasan campuran beton.

B. BAHAN TAMBAH MINERAL (ADDITIVE)

Jenis bahan tambah mineral (additive) yang ditambahkan pada beton dimaksudkan untuk meningkatkan kinerja kuat tekan beton dan lebih bersifat penyemenan. Beton yang kekuarangan butiran halus dalam agregat menjadi tidak kohesif dan mudah bleeding. Untuk mengatasi kondisi ini biasanya ditambahkan bahan tambah additive yang berbentuk butiran padat yang halus. Penambahan additive biasanya dilakukan pada beton kurus, dimana betonnya kekurangan agregat halus dan beton dengan kadar semen yang biasa tetapi perlu dipompa pada jarak yang jauh. Yang termasuk jenis additive adalah : pozzollan, fly ash, slag dan silica fume.

Adapun keuntungan penggunaan additive adalah (Mulyono T, 2003) :

o Memperbaiki workability beton o Mengurangi panas hidrasi

o Mengurangi biaya pekerjaan beton

o Mempertinggi daya tahan terhadap serangan sulfat

o Mempertinggi daya tahan terhadap serangan reaksi alkali-silika o Menambah keawetan (durabilitas) beton

o Meningkatkan kuat tekan beton o Meningkatkan usia pakai beton o Mengurangi penyusutan

o Membuat beton lebih kedap air (porositas dan daya serap air pada beton rendah)

Pengaruh Bahan Tambah Mineral Pembantu

Bahan mineral pembantu saat ini banyak ditambahkan ke dalam campuran beton dengan berbagai tujuan, antara lain untuk mengurangi pemakaian semen, mengurangi temperatur akibat reaksi hidrasi, mengurangi atau menambah kelecakan beton segar. Cara

pemakaiannya pun berbeda-beda, sebagai bahan pengganti sebagian semen atau sebagai tambahan pada campuran untuk mengurangi pemakaian agregat. Pembuatan beton dengan menggunakan bahan tambah akan memberikan kualitas beton yang baik apabila pemilihan kualitas bahannya baik, komposisi campurannya sesuai dan metode pelaksanaan

Bahan tambahan mineral ini merupakan bahan padat yang dihaluskan yang ditambahkan untuk memperbaiki sifat beton agar beton mudah dikerjakan dan kekuatan serta

keawetannya meningkat.

Chemical Admixture (Additive) :

Bahan-bahan admixture yang dapat larut dalam air digolongkan sebagai chemical admixture

Mineral Admixture :

Bahan-bahan admixture yang tidak dapat larut dalam air digolongkan sebagai mineral admixture

Ada 4 jenis bahan additive, yaitu: 1. Air-Entraining (AEA)

Penerapan:

o Untuk meningkatkan ketahanan beku/cair o Untuk meningkatkan workabilitas

Pengaruh:

o Menghasilkan butiran-butiran udara kecil yang banyak dalam beton Keterangan:

Efisiensi semakin berkurang seiring dengan meningkatnya suhu, kadar semen tinggi dan kehadiran fly ash

2. Water-Reducing Penerapan:

o Untuk meningkatkan workabilitas

o Untuk meningkatkan kekuatan pada tingkat workabilitas yang sama

o Untuk memperbaiki sifat beton yang menggunakan agregat bergradasi jelek Pengaruh:

o Memisahkan partikel-partikel semen dan meningkatkan fluiditas beton o Mengurangi kebutuhan air pencampur

o Dapat mempengaruhi waktu setting beton Keterangan:

Kandungan klorida harus dibatasi, overdosis lignosulphonates dapat menyebabkan penundaan pengerasan yang berlarut-larut. Selanjutnya hal ini dapat mempengaruhi kekuatan dan porositas beton.

3. High Range water Reducer Superplasticizers (HRWR) Penerapan:

o Untuk memfasilitasi penempatan dan pemadatan (contoh pada elemen beton bertulang yang ditulangi dalam jumlah banyak)

o Untuk meningkatkan kekuatan

o Untuk menghasilkan bentuk permukaan yang berkualitas tinggi o Untuk memfasilitasi pumping

Pengaruh:

o Meningkatkan fluiditas beton dengan pengaruh yang kecil pada waktu setting Keterangan:

Kecocokan dengan zat tambahan lain dalam campuran harus diperiksa, penambahan kembali air pada beton lebih dari sekali untuk mengembalikan slump dapat

menyebabkan reduksi kekuatan ultimate.

4. Permeability Reducing Penerapan:

o Untuk mengurangi perpindahan uap air Pengaruh:

o Mengisi pori-pori dengan bahan-bahan yang reaktif, atau bahan penolak air (water-repellent)

Keterangan:

Tidak akan mengubah beton kualitas rendah menjadi beton kedap air. Pengurangan permeabilitas disebabkan oleh meningkatnya workabilitas dan pengerjaan yang lebih baik

Sebenarnya masih ada tipe additive-additive lain, tapi pemanfaatannya sendiri untuk industri readymix di Indonesia belum maksimal. Additive-additive tersebut yaitu:

a. VMA (viscosity-modifying admixtures) b. SRA (shrinkage reducing admixture) c. AWA (anti washout agent)

Tipe-tipe Mineral Admixture yaitu: 1. Material cementitious

Dapat bereaksi langsung dengan air. Bahan ini mengandung silikat dan kalsium aluminosilikat. Contoh: Blast Furnace Slag, yaitu bahan buangan industri baja yang menggunakan tanur pijar.

2. Material pozzolanic

Material yang dapat bereaksi dengan kapur bebas (Ca(OH)2) plus air. Komposisinya didominasi oleh siliceous dan aluminous. Contoh: Abu Terbang kelas F, yaitu sisa buangan Industri Pembangkit Listrik yang menggunakan batubara jenis bituminous

atau anthracite. Selain itu, silica fume (hasil sampingan produksi elemen silicon), juga bahan pozzolanic. Komposisinya didominasi oleh unsur amorphous silica.

3. Material pozzolanic dan cementitious

Material ini dapat bereaksi dengan air saja atau dengan kapur bebas (Ca(OH)2) plus air. Komposisinya didominasi oleh siliceous, aluminous dan kapur. Contoh: Abu Terbang kelas C, yaitu sisa buangan Industri PLTU yang menggunakan barubara jenis lignite atau subbituminous.

4. Material inert

Material ini tidak bereaksi secara kimiawi dengan unsur-unsur semen. Contoh: bahan buangan pabrik batu marmer, bahan kuarsa yang sudah dihaluskan dan lain-lain.

Jenis-Jenis bahan tambah mineral adalah : 1. Pozzolan

Yang termasuk dalam Mineral Admixture adalah Pozzolan Pozzolan : Adalah bahan yang mengandung senyawa silica dan Alumina dimana bahan pozzolan itu sendiri tidak mempunyai sifat seperti semen, akan tetapi dengan bentuknya yang halus dan dengan adanya air, maka senyawa-senyawa tersebut akan bereaksi secara kimiawi dengan Kalsium hidroksida (senyawa hasil reaksi antara semen dan air) pada suhu kamar membentuk senyawa Kalsium Aluminat hidrat yang mempunyai sifat seperti semen.

Bahan Pozzolan terbagi 2 yaitu :

a. Pozzolan Alam (Natural) : Tufa, abu vulkanis dan tanah Diatomae. Di Indonesia Pozzolan alam dikenal dengan nama TRASS.

b. Pozzolan Buatan (sintetis) : yang termasuk dalam jenis ini adalah hasil pembakaran tanah liat dan hasil pembakaran batu bara (Fly Ash)

Mineral pembantu yang digunakan umumnya mempunyai komponen aktif yang bersifat pozzolanik (disebut juga mineral pozzolan). Pozzolan adalah bahan alam atau buatan yang sebagaian besar terdiri dari unsur-unsur silikat dan aluminat yang reaktif (Persyaratan Umum Bahan Bangunan di Indonesia, PUBI-1982). Pozzolan sendiri tidak memiliki sifat semen, tetapi dalam keadaan halus (lolos ayakan 0,21 mm) bereaksi dengan air dan kapur padam pada suhu normal 24-27oC menjadi suatu massa padat yang tidak larut dalam air. Pozzolan dapat dipakai sebagai bahan tambah atau pengganti sebagai semen portland. Bila pozzolan dipakai sebagai bahan tambah akan menjadikan beton lebih mudah diaduk, lebih rapat air, dan lebih tahan terhadap serangan kimia. Beberapa pozzolan dapat mengurangi pemuaian akibat proses reaksi alkali-agregat (reaksi alkali dalam semen dengan silika dalam agregat), dengan demikian mengurangi retak-retak beton akibat reaksi tersebut. Pada pembuatan beton massa pemakaian pozzolan sangat menguntungkan karena menghemat semen, dan mengurangi panas hidrasi (Kardiyono, 1996)

Berlawanan dengan reaksi hidrasi dari semen dengan air yang berlangsung cepat dan kemudian membentuk gel kalsium silikat hidrat dan kalsium hidroksida, reaksi pozzolanik ini berlangsung dengan lambat sehingga pengaruhnya lebih kepada kekuatan akhir dari beton. Panas hidrasi yang dihasilkan juga jauh lebih kecil daripada semen portland sehingga efektif untuk pengecoran pada cuaca panas atau beton masif. Material pozzolan dapat berupa material yang sudah terjadi secara alami ataupun yang didapat dari sisa industri. Masing-masing mempunyai komponen aktif yang berbeda. komponen aktif mineral pembantu yang berasal dari material alami dan material sisa proses industri. Umumnya material pozzolan ini lebih murah daripada semen portland sehingga biasanya digunakan sebagai pengganti sebagian semen. Persentase maksimum pengantian ini harus diperhatikan karena dapat menyebabkan penurunan kekuatan beton. Kebutuhan air pada beton dapat meningkat untuk kelecakan yang sama karena ukuran partikel meterial pozzolan yang halus. Namun bentuk partikel material ini akan

mempengaruhi kebutuhan akan airnya.

Dengan semakin banyaknya pemakaian beton di dalam industri konstrukstermasuk jalan beton maka semakin banyak pula usaha untuk membuatnya semakin canggih dan semakin ekonomis. Namun, seiring meningkatnya industri beton juga berdampak pada lingkungan karena meningkatnya pemakaian energi untuk produksi beton.

Mineral pada campuran beton biasanya berupa pozzolan dan material lain pengganti agregat, seperti agregat ringa dan berat, serat. Pozzolan merupakan bahan alami atau buatan yang mempunyai sifat pozzolanik dengan unsure silika dan aluminat yang aktif. Silika dan aluminat aktif ini akan bereaksi dengan kapur bebas, yang merupakan sisa reaksi hidrasi air dengan semen, untuk menjadi tubermorite lagi yang sama dengan hasil hidrasi air dengan semen sebelumnya, sehingga akan meningkatkan kuat tekan beton.

2. Fly Ash (Abu Batu Bara)

Abu terbang (fly ash) dan abu dasar (bottom ash) merupakan limbah padat yang dihasilkan dari pembakaran batubara pada pembangkit tenaga listrik. Limbah padat ini terdapat dalam jumlah yang cukup besar. Jumlah tersebut cukup besar, sehingga memerlukan pengelolaan agar tidak menimbulkan masalah lingkungan, seperti pencemaran udara, perairan dan penurunan kualitas ekosistem.

Salah satu penanganan lingkungan yang dapat diterapkan adalah memanfaatkan limbah tersebut untuk keperluan bahan bangunan seperti batako dan paving blok serta pembenah lahan pertanian. Namun, hasil pemanfaatan tersebut belum dapat dimasyarakatkan, karena berdasarkan PP No. 85 Tahun 1999 tentang Perubahan Atas Peraturan Pemerintah No. 18 Tahun 1999 Tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun, abu terbang dan abu dasar dikategorikan sebagai limbah B3 karena terdapat kandungan oksida logam berat yang akan mengalami pelindian secara alami dan mencemari lingkungan.

Pada ASTM C.618 ditetapkan 2 jenis Fly ash yaitu Fly ash Kelas F dan Fly ash kelas C, perbedaan utama diantara dua jenis fly ash ini adalah jumlah kalsium,Silika, Alumina dan kadar Besi, sifat kimia dari fly ash tersebut sangat dipengaruhi oleh kandungan kimia dari batubara dibakar (yaitu, antrasit, bituminous, dan lignit).

Fly-ash atau abu terbang yang merupakan sisa-sisa pembakaran batu bara, yang dialirkan dari ruang pembakaran melalui ketel berupa semburan asap, yang telah digunakan sebagai bahan campuran pada beton. Fly-ash atau abu terbang di kenal di Inggris sebagai serbuk abu pembakaran. Abu terbang sendiri tidak memiliki kemampuan mengikat seperti halnya semen. Tetapi dengan kehadiran air dan ukuran partikelnya yang halus, oksida silika yang dikandung oleh abu terbang akan bereaksi secara kimia dengan kalsium hidroksida yang terbentuk dari proses hidrasi semen dan menghasilkan zat yang memiliki kemampuan mengikat.

Menurut ACI Committee 226 dijelaskan bahwa, fly-ash mempunyai butiran yang cukup halus, yaitu lolos ayakan N0. 325 (45 mili mikron) 5-27%, dengan spesific gravity antara 2,15-2,8 dan berwarna abu-abu kehitaman. Sifat proses pozzolanic dari fly-ash mirip dengan bahan pozzolan lainnya. Menurut ASTM C.618 (ASTM, 1995:304) abu terbang (fly-ash) didefinisikan sebagai butiran halus residu pembakaran batubara atau bubuk batubara. Fly-ash dapat dibedakan menjadi dua, yaitu abu terbang yang normal yang dihasilkan dari pembakaran batubara antrasit atau batubara bitomius dan abu terbang kelas C yang dihasilkan dari batubara jenis lignite atau subbitumes. Abu terbang kelas C kemungkinan mengandung zat kimia SiO2 sampai dengan dengan 70%.

Tingkat pemanfaatan abu terbang dalam produksi semen saat ini masih tergolong amat rendah. Cina memanfaatkan sekitar 15 persen, India kurang dari lima persen, untuk memanfaatkan abu terbang dalam pembuatan beton. Abu terbang ini sendiri, kalau tidak

dimanfaatkan juga bisa menjadi ancaman bagi lingkungan. Karenanya dapat dikatakan, pemanfaatan abu terbang akan mendatangkan efek ganda pada tindak penyelamatan lingkungan, yaitu penggunaan abu terbang akan memangkas dampak negatif kalau bahan sisa ini dibuang begitu saja dan sekaligus mengurangi penggunaan semen Portland dalam pembuatan beton.

Sebagian besar abu terbang yang digunakan dalam beton adalah abu kalsium rendah (kelas ”F” ASTM) yang dihasilkan dari pembakaran anthracite atau batu bara bituminous. Abu terbang ini memiliki sedikit atau tida ada sifat semen tetapi dalam bentuk yang halus dan kehadiran kelambaban, akan bereaksi secara kimiawi dengan kalsium hidrosida pada suhu biasa untuk membentuk bahan yang memiliki sifat-sifat penyemenan. Abu terbang kalsium tinggi (kelas ASTM) dihasilkan dari pembakaran lignit atau bagian batu bara bituminous, yang memiliki sifat-sifat penyemenan di samping sifat-sifat pozolan.

Hasil pengujian yang dilakukan oleh Poon dan kawan-kawan, memperlihatakan dua pengaruh abu terbang di dalam beton, yaitu sebagai agregat halus dan sebagai pozzolan. Selain itu abu terbang di dalam beton menyumbang kekuatan yang lebih baik dibanding pada pasta abu terbang dalam komposisi yang sama. Ini diperkirakan lekatan antara permukaan pasta dan agregat di dalam beton. More dan kawan-kawan, Mendapatkan workabilitas meningkat ketika sebagian semen diganti oleh abu terbang.

Beton yang mengandung 10 persen abu terbang memperlihatkan kekuatan awal lebih tinggi yang diikuti perkembangan yang signifikan kekuatan selanjutnya. Kekuatan meningkat 20 persen dibanding beton tanpa abu terbang. Penambahan abu terbang menghasilakan peningkatan kekuatan tarik langsung dan modulus elastis. Kontribusi abu terbang terhadap kekuatan di dapati sangat tergantung kepada faktor air-semen, jenis semen dan kualitas abu terbang itu sendiri.

Dalam suatu kajian, abu terbang termasuk ke dalam kategori kelas F dengan kandungan CaO2 rendah sebesar 1,37 persen lebih kecil daripada 10 persen yang menjadi persyaratan minimum kelas C. Namun demikian kandungan SiO2 sukup tinggi yaitu 57,30 persen. Abu terbang ini, selain memenuhi kriteria sebagai bahan yang memiliki sifat pozzolan, abu terbang juga memiliki sifat-sifat fisik yang baik, yaitu jari-jari pori rata-rata 0,16 mili mikron, ukuran median 14,83 mili-mikron, dan luas permukaan spesifik 78,8 m2/gram. Sifat-sifat tersebut dihasilkan dengan menggunakan uji Porosimeter.

Hasil-hasil pengujian menunjukkan bahwa abu terbang memiliki porositas rendah dan pertikelnya halus. Bentuk partikel abu terbang adalah bulat dengan permukaan halus, dimana hal ini sangat baik untuk workabilitas, karena akan mengurangi permintaan air atau superplastiscizer.

Tidak semua fly ash memenuhi persyaratan ASTM C.618

3. Slag

Kerak (slag),Blast Furnace slag : adalah bahan non metalik hasil samping dari pabrik pemurnian besi dalam tanur yang mengandung campuran antara kalsium silikat dan kalsium alumina silikat dan beberapa pengotor.

4. Bahan Tambah Lainnya a. Air entraining

Bahan tambah ini membentuk gelembung-gelembung udara berdiameter 1mm atau lebih kecil di dalam beton atau mortar selama pencampuran, dengan maksud mempermudah pengerjaan beton pada saat pengecoran dan menambahkan ketahanan awal beton.

b. Beron tanpa slump

Beton tanpa slump didefinisikan sebagai beton yang mempunyai slump sebesar 1 inch (25.4 mm) atau kurang, sesaat setelah pencampuran. Pemilihan bahan tembah ini tergantung pada sifat-sifat beton yang diinginkan terjadi, seperti sifat plastisnya, waktu pengikat dan pencapaian kekuatan, efek beku cair, kekuatan dan harga dari beton tersebut.

c. Polimer

Ini adalah produk bahan tambah yang baru yang dapat menghasilkan kekutan tekan beton yang tinggi sekitar 15000 psi (1.00 psi = 6.9 Mpa) atau lebih, dan kekuatan belah tariknya sekitar 1.500 psi atau lebih. Beton dengan kekuatan tinggi ini biasanya diproduksi dengan menggunakan polimer dengan cara :

1) Memodifikasi sifat beton dengan mengurangi air di lapangan

2) Menjenuhkan dan memancarkannya pada temperature yang sangat tinggi di laboratorium.

d. Bahan pembantu untuk mengeraskan permukaan beton

Permukaan beton yang harus menanggung beban-beban yang berat dan hidup serta selalu dalam keadaan berputar atau berpindah-pindah, seperti lantai untuk bengkel-bengkel alat-alat berat(heavy equipment) dan lainnya. Pembebanan ini akan menyebabkan pengausan pada permukaan beton, yang sering bertambahnya menyebabkan rusaknya permukaan beton tersebut. Unutk menghindari hal ini dapat digunakan dua jenis bahan untuk mengeraskan beton, yaitu:

1) Agregat beton terbuat dari bahan kimia

2) Agregat metalik, terdiri dari butiran-butiran yang halus. e. Bahan pembantu kedap air (water proofing)

Jika beton terletak di dalam air atau berada di dekat permukaan air tanah (misalnya beton yang digunakan pada permukaan tunnel) maka beton tersebut tidak boleh mengalami rembesan sehingga harus diusahakan agar kedap air. Salah satu bahan yang dapat digunakan adalah bahan yang mempunyai pertikel-pertikel halus dan gradaso yang menerus dalam pencampuran beton. Bahan-bahan semacam itu akan mengurangi permeabilitas.

f. Bahan tambah pemberi warna

Beton yang dieksposes permukaannya biasanya memerlukan keindahan bahan yang digunakan untuk member warna pada permukaan beton ini cat (coating), yang dilapiskan setelah pengerjaan beton selesai. Cara lain adalah menambahkan bahan warna, misalnya oker masih segar. Bahan-bahan ini biasanya dicampurkan dalam suatu adukan yang mutunya terjamin baik. Cara ini merupakan cara yang terbaik. Selain itu dapat pemeberian warna pula dilakukan dengan cara menaburkan pasir silica atau agregat metalik selagi permukaan beton dalam keadaan segar.

g. Bahan tambah untuk memperkuat ikatan beton lama dengan beton baru (bonding agent for concrete)

Penuangan beton segar di atas permukaan beton lama sering mengalami kesulitan dalam pengikatan (penyatuannya). Untuk mengatasinya, perlu ditambahkan suatu bahan tambah agar terjadi ikatan yang menyatu atara permukaan yang lama dengan permukaan yang baru, jenis bahan tambah tersebut biasanya disebut bonding agent yang merupakan larutan polimer.

atau anthracite. Selain itu, silica fume (hasil sampingan produksi elemen silicon), juga bahan pozzolanic. Komposisinya didominasi oleh unsur amorphous silica.

3. Material pozzolanic dan cementitious

Material ini dapat bereaksi dengan air saja atau dengan kapur bebas (Ca(OH)2) plus air. Komposisinya didominasi oleh siliceous, aluminous dan kapur. Contoh: Abu Terbang kelas C, yaitu sisa buangan Industri PLTU yang menggunakan barubara jenis lignite atau subbituminous.

4. Material inert

Material ini tidak bereaksi secara kimiawi dengan unsur-unsur semen. Contoh: bahan buangan pabrik batu marmer, bahan kuarsa yang sudah dihaluskan dan lain-lain.

Jenis-Jenis bahan tambah mineral adalah : 1. Pozzolan

Yang termasuk dalam Mineral Admixture adalah Pozzolan Pozzolan : Adalah bahan yang mengandung senyawa silica dan Alumina dimana bahan pozzolan itu sendiri tidak mempunyai sifat seperti semen, akan tetapi dengan bentuknya yang halus dan dengan adanya air, maka senyawa-senyawa tersebut akan bereaksi secara kimiawi dengan Kalsium hidroksida (senyawa hasil reaksi antara semen dan air) pada suhu kamar membentuk senyawa Kalsium Aluminat hidrat yang mempunyai sifat seperti semen.

Bahan Pozzolan terbagi 2 yaitu :

a. Pozzolan Alam (Natural) : Tufa, abu vulkanis dan tanah Diatomae. Di Indonesia Pozzolan alam dikenal dengan nama TRASS.

b. Pozzolan Buatan (sintetis) : yang termasuk dalam jenis ini adalah hasil pembakaran tanah liat dan hasil pembakaran batu bara (Fly Ash)

Mineral pembantu yang digunakan umumnya mempunyai komponen aktif yang bersifat pozzolanik (disebut juga mineral pozzolan). Pozzolan adalah bahan alam atau buatan yang sebagaian besar terdiri dari unsur-unsur silikat dan aluminat yang reaktif (Persyaratan Umum Bahan Bangunan di Indonesia, PUBI-1982). Pozzolan sendiri tidak memiliki sifat semen, tetapi dalam keadaan halus (lolos ayakan 0,21 mm) bereaksi dengan air dan kapur padam pada suhu normal 24-27oC menjadi suatu massa padat yang tidak larut dalam air. Pozzolan dapat dipakai sebagai bahan tambah atau pengganti sebagai semen portland. Bila pozzolan dipakai sebagai bahan tambah akan menjadikan beton lebih mudah diaduk, lebih rapat air, dan lebih tahan terhadap serangan kimia. Beberapa pozzolan dapat mengurangi pemuaian akibat proses reaksi alkali-agregat (reaksi alkali dalam semen dengan silika dalam agregat), dengan demikian mengurangi retak-retak beton akibat reaksi tersebut. Pada pembuatan beton massa pemakaian pozzolan sangat menguntungkan karena menghemat semen, dan mengurangi panas hidrasi (Kardiyono, 1996)

Berlawanan dengan reaksi hidrasi dari semen dengan air yang berlangsung cepat dan kemudian membentuk gel kalsium silikat hidrat dan kalsium hidroksida, reaksi pozzolanik ini berlangsung dengan lambat sehingga pengaruhnya lebih kepada kekuatan akhir dari beton. Panas hidrasi yang dihasilkan juga jauh lebih kecil daripada semen portland sehingga efektif untuk pengecoran pada cuaca panas atau beton masif. Material pozzolan dapat berupa material yang sudah terjadi secara alami ataupun yang didapat dari sisa industri. Masing-masing mempunyai komponen aktif yang berbeda. komponen aktif mineral pembantu yang berasal dari material alami dan material sisa proses industri. Umumnya material pozzolan ini lebih murah daripada semen portland sehingga biasanya digunakan sebagai pengganti sebagian semen. Persentase maksimum pengantian ini harus diperhatikan karena dapat menyebabkan penurunan kekuatan beton. Kebutuhan air pada beton dapat meningkat untuk kelecakan yang sama karena ukuran partikel meterial pozzolan yang halus. Namun bentuk partikel material ini akan

mempengaruhi kebutuhan akan airnya.

Dengan semakin banyaknya pemakaian beton di dalam industri konstrukstermasuk jalan beton maka semakin banyak pula usaha untuk membuatnya semakin canggih dan semakin ekonomis. Namun, seiring meningkatnya industri beton juga berdampak pada lingkungan karena meningkatnya pemakaian energi untuk produksi beton.

Mineral pada campuran beton biasanya berupa pozzolan dan material lain pengganti agregat, seperti agregat ringa dan berat, serat. Pozzolan merupakan bahan alami atau buatan yang mempunyai sifat pozzolanik dengan unsure silika dan aluminat yang aktif. Silika dan aluminat aktif ini akan bereaksi dengan kapur bebas, yang merupakan sisa reaksi hidrasi air dengan semen, untuk menjadi tubermorite lagi yang sama dengan hasil hidrasi air dengan semen sebelumnya, sehingga akan meningkatkan kuat tekan beton.

2. Fly Ash (Abu Batu Bara)

Abu terbang (fly ash) dan abu dasar (bottom ash) merupakan limbah padat yang dihasilkan dari pembakaran batubara pada pembangkit tenaga listrik. Limbah padat ini terdapat dalam jumlah yang cukup besar. Jumlah tersebut cukup besar, sehingga memerlukan pengelolaan agar tidak menimbulkan masalah lingkungan, seperti pencemaran udara, perairan dan penurunan kualitas ekosistem.

Salah satu penanganan lingkungan yang dapat diterapkan adalah memanfaatkan limbah tersebut untuk keperluan bahan bangunan seperti batako dan paving blok serta pembenah lahan pertanian. Namun, hasil pemanfaatan tersebut belum dapat dimasyarakatkan, karena berdasarkan PP No. 85 Tahun 1999 tentang Perubahan Atas Peraturan Pemerintah No. 18 Tahun 1999 Tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun, abu terbang dan abu dasar dikategorikan sebagai limbah B3 karena terdapat kandungan oksida logam berat yang akan mengalami pelindian secara alami dan mencemari lingkungan.

Pada ASTM C.618 ditetapkan 2 jenis Fly ash yaitu Fly ash Kelas F dan Fly ash kelas C, perbedaan utama diantara dua jenis fly ash ini adalah jumlah kalsium,Silika, Alumina dan kadar Besi, sifat kimia dari fly ash tersebut sangat dipengaruhi oleh kandungan kimia dari batubara dibakar (yaitu, antrasit, bituminous, dan lignit).

Fly-ash atau abu terbang yang merupakan sisa-sisa pembakaran batu bara, yang dialirkan dari ruang pembakaran melalui ketel berupa semburan asap, yang telah digunakan sebagai bahan campuran pada beton. Fly-ash atau abu terbang di kenal di Inggris sebagai serbuk abu pembakaran. Abu terbang sendiri tidak memiliki kemampuan mengikat seperti halnya semen. Tetapi dengan kehadiran air dan ukuran partikelnya yang halus, oksida silika yang dikandung oleh abu terbang akan bereaksi secara kimia dengan kalsium hidroksida yang terbentuk dari proses hidrasi semen dan menghasilkan zat yang memiliki kemampuan mengikat.

Menurut ACI Committee 226 dijelaskan bahwa, fly-ash mempunyai butiran yang cukup halus, yaitu lolos ayakan N0. 325 (45 mili mikron) 5-27%, dengan spesific gravity antara 2,15-2,8 dan berwarna abu-abu kehitaman. Sifat proses pozzolanic dari fly-ash mirip dengan bahan pozzolan lainnya. Menurut ASTM C.618 (ASTM, 1995:304) abu terbang (fly-ash) didefinisikan sebagai butiran halus residu pembakaran batubara atau bubuk batubara. Fly-ash dapat dibedakan menjadi dua, yaitu abu terbang yang normal yang dihasilkan dari pembakaran batubara antrasit atau batubara bitomius dan abu terbang kelas C yang dihasilkan dari batubara jenis lignite atau subbitumes. Abu terbang kelas C kemungkinan mengandung zat kimia SiO2 sampai dengan dengan 70%.

Tingkat pemanfaatan abu terbang dalam produksi semen saat ini masih tergolong amat rendah. Cina memanfaatkan sekitar 15 persen, India kurang dari lima persen, untuk memanfaatkan abu terbang dalam pembuatan beton. Abu terbang ini sendiri, kalau tidak

dimanfaatkan juga bisa menjadi ancaman bagi lingkungan. Karenanya dapat dikatakan, pemanfaatan abu terbang akan mendatangkan efek ganda pada tindak penyelamatan lingkungan, yaitu penggunaan abu terbang akan memangkas dampak negatif kalau bahan sisa ini dibuang begitu saja dan sekaligus mengurangi penggunaan semen Portland dalam pembuatan beton.

Sebagian besar abu terbang yang digunakan dalam beton adalah abu kalsium rendah (kelas ”F” ASTM) yang dihasilkan dari pembakaran anthracite atau batu bara bituminous. Abu terbang ini memiliki sedikit atau tida ada sifat semen tetapi dalam bentuk yang halus dan kehadiran kelambaban, akan bereaksi secara kimiawi dengan kalsium hidrosida pada suhu biasa untuk membentuk bahan yang memiliki sifat-sifat penyemenan. Abu terbang kalsium tinggi (kelas ASTM) dihasilkan dari pembakaran lignit atau bagian batu bara bituminous, yang memiliki sifat-sifat penyemenan di samping sifat-sifat pozolan.

Hasil pengujian yang dilakukan oleh Poon dan kawan-kawan, memperlihatakan dua pengaruh abu terbang di dalam beton, yaitu sebagai agregat halus dan sebagai pozzolan. Selain itu abu terbang di dalam beton menyumbang kekuatan yang lebih baik dibanding pada pasta abu terbang dalam komposisi yang sama. Ini diperkirakan lekatan antara permukaan pasta dan agregat di dalam beton. More dan kawan-kawan, Mendapatkan workabilitas meningkat ketika sebagian semen diganti oleh abu terbang.

Beton yang mengandung 10 persen abu terbang memperlihatkan kekuatan awal lebih tinggi yang diikuti perkembangan yang signifikan kekuatan selanjutnya. Kekuatan meningkat 20 persen dibanding beton tanpa abu terbang. Penambahan abu terbang menghasilakan peningkatan kekuatan tarik langsung dan modulus elastis. Kontribusi abu terbang terhadap kekuatan di dapati sangat tergantung kepada faktor air-semen, jenis semen dan kualitas abu terbang itu sendiri.

Dalam suatu kajian, abu terbang termasuk ke dalam kategori kelas F dengan kandungan CaO2 rendah sebesar 1,37 persen lebih kecil daripada 10 persen yang menjadi persyaratan minimum kelas C. Namun demikian kandungan SiO2 sukup tinggi yaitu 57,30 persen. Abu terbang ini, selain memenuhi kriteria sebagai bahan yang memiliki sifat pozzolan, abu terbang juga memiliki sifat-sifat fisik yang baik, yaitu jari-jari pori rata-rata 0,16 mili mikron, ukuran median 14,83 mili-mikron, dan luas permukaan spesifik 78,8 m2/gram. Sifat-sifat tersebut dihasilkan dengan menggunakan uji Porosimeter.

Hasil-hasil pengujian menunjukkan bahwa abu terbang memiliki porositas rendah dan pertikelnya halus. Bentuk partikel abu terbang adalah bulat dengan permukaan halus, dimana hal ini sangat baik untuk workabilitas, karena akan mengurangi permintaan air atau superplastiscizer.

Tidak semua fly ash memenuhi persyaratan ASTM C.618 3. Slag

Kerak (slag),Blast Furnace slag : adalah bahan non metalik hasil samping dari pabrik pemurnian besi dalam tanur yang mengandung campuran antara kalsium silikat dan kalsium alumina silikat dan beberapa pengotor.

4. Bahan Tambah Lainnya a. Air entraining

Bahan tambah ini membentuk gelembung-gelembung udara berdiameter 1mm atau lebih kecil di dalam beton atau mortar selama pencampuran, dengan maksud mempermudah pengerjaan beton pada saat pengecoran dan menambahkan ketahanan awal beton.

b. Beron tanpa slump

Beton tanpa slump didefinisikan sebagai beton yang mempunyai slump sebesar 1 inch (25.4 mm) atau kurang, sesaat setelah pencampuran. Pemilihan bahan tembah ini tergantung pada sifat-sifat beton yang diinginkan terjadi, seperti sifat plastisnya, waktu pengikat dan pencapaian kekuatan, efek beku cair, kekuatan dan harga dari beton tersebut.

c. Polimer

Ini adalah produk bahan tambah yang baru yang dapat menghasilkan kekutan tekan beton yang tinggi sekitar 15000 psi (1.00 psi = 6.9 Mpa) atau lebih, dan kekuatan belah tariknya sekitar 1.500 psi atau lebih. Beton dengan kekuatan tinggi ini biasanya diproduksi dengan menggunakan polimer dengan cara :

1) Memodifikasi sifat beton dengan mengurangi air di lapangan

2) Menjenuhkan dan memancarkannya pada temperature yang sangat tinggi di laboratorium.

d. Bahan pembantu untuk mengeraskan permukaan beton

Permukaan beton yang harus menanggung beban-beban yang berat dan hidup serta selalu dalam keadaan berputar atau berpindah-pindah, seperti lantai untuk bengkel-bengkel alat-alat berat(heavy equipment) dan lainnya. Pembebanan ini akan menyebabkan pengausan pada permukaan beton, yang sering bertambahnya menyebabkan rusaknya permukaan beton tersebut. Unutk menghindari hal ini dapat digunakan dua jenis bahan untuk mengeraskan beton, yaitu:

1) Agregat beton terbuat dari bahan kimia

2) Agregat metalik, terdiri dari butiran-butiran yang halus. e. Bahan pembantu kedap air (water proofing)

Jika beton terletak di dalam air atau berada di dekat permukaan air tanah (misalnya beton yang digunakan pada permukaan tunnel) maka beton tersebut tidak boleh mengalami rembesan sehingga harus diusahakan agar kedap air. Salah satu bahan yang dapat digunakan adalah bahan yang mempunyai pertikel-pertikel halus dan gradaso yang menerus dalam pencampuran beton. Bahan-bahan semacam itu akan mengurangi permeabilitas.

f. Bahan tambah pemberi warna

Beton yang dieksposes permukaannya biasanya memerlukan keindahan bahan yang digunakan untuk member warna pada permukaan beton ini cat (coating), yang dilapiskan setelah pengerjaan beton selesai. Cara lain adalah menambahkan bahan warna, misalnya oker masih segar. Bahan-bahan ini biasanya dicampurkan dalam suatu adukan yang mutunya terjamin baik. Cara ini merupakan cara yang terbaik. Selain itu dapat pemeberian warna pula dilakukan dengan cara menaburkan pasir silica atau agregat metalik selagi permukaan beton dalam keadaan segar.

g. Bahan tambah untuk memperkuat ikatan beton lama dengan beton baru (bonding agent for concrete)

Penuangan beton segar di atas permukaan beton lama sering mengalami kesulitan dalam pengikatan (penyatuannya). Untuk mengatasinya, perlu ditambahkan suatu bahan tambah agar terjadi ikatan yang menyatu atara permukaan yang lama dengan permukaan yang baru, jenis bahan tambah tersebut biasanya disebut bonding agent yang merupakan larutan polimer.