Teknologi Bahan Konstruksi
Bahan bangunan berdasarkan asal bahannya: Minggu Ke-1 Logam Logam non-fero Logam fero (besi, baja) Bahan organik (kayu, plastic, cat) (aluminium, tembaga, seng) Asal Bahan Bukan Logam keramik, gypsum, batu) Bahan anorganik (semen,
BETON (CONCRETE)
Beton adalah bahan bangunan komposit yang terdiri dari:
- Pasta semen (bahan pengikat)
- Agregat (bahan pengisi) Campuran tersebut menghasilkan bahan yang kuat dan keras seperti batu
Beton (dan baja) merupakan bahan bangunan yang terbanyak • digunakan Sifat kedua bahan (beton dan baja) masing-masing memiliki • keunggulan, sehingga dapat dipadukan untuk memperoleh konstruksi yang lebih kuat Contoh :
SIFAT, JENIS, KEUNTUNGAN, DAN KERUGIAN (2)
- Kombinasi kerja antara beton dan baja didasarkan atas beberapa hal:
- Lekatan antara tulangan baja dengan beton yang mencegah slip tulangan dengan beton (sifat monolit bahan)
SIFAT, JENIS, KEUNTUNGAN, DAN KERUGIAN (3) Sifat Umum Beton: •
- Berat jenis tinggi
- Kuat tekan Sedang - Kuat tarik kecil
Kerugian Beton: •
- Bahan getas (brittle)
SIFAT, JENIS, KEUNTUNGAN, DAN KERUGIAN (4) Keuntungan Beton sebagai bahan konstruksi : •
- Dapat dibentuk sesuai keinginan
- Mudah didapat
- Tidak perlu tenaga ahli
- Awet (umur pakai panjang, low-maintenance)
- Lebih tahan terhadap api
SIFAT, JENIS, KEUNTUNGAN, DAN KERUGIAN (5) Keuntungan beton dibandingkan bebatuan alami : •
Beton tersedia dalam bentuk semi cair selama proses pembangunan, maka :
- Dapat digabungkan dengan bahan lain untuk menambah sifat
- Dapat dicetak dalam variasi bentuk yang luas
- Proses percetakan memberikan sambungan antar elemen yang sangat efektif untuk menghasilkan struktur yang menerus untuk
PEMBUATAN BETON (1)
Berbeda dengan kayu sebagai bahan
- konstruksi yang berasal dari alam,
beton dan baja merupakan bahan yang
diproduksi oleh manusia
PEMBUATAN BETON (2)
Proses produksi / pengadaan beton dan baja berbeda, • perbedaannya :
- Baja Æ - bahan diproduksi di pabrik
- mutu baja dijamin oleh pabrik (sertifikat)
- dapat dibuat dalam jumlah cukup besar dan dapat disimpan lama setelah produksi
PEMBUATAN BETON (3)
Beton Æ - bahan ada yang dibuat di pabrik dan ada yang dibuat di • proyek
- hasil / mutu dapat berbeda-beda
- harus sesegera mungkin digunakan
Pembuatan beton perlu pengawasan pelaksanaan yang lebih ketat daripada baja
PEMBUATAN BETON (4)
Beton dibuat dengan mencampur semen kering dan agregat dalam • komposisi tertentu Æ Ditambah air Æ Semen mengalami hidrolisasi / hidrasi Æ Seluruh campuran berkumpul dan mengeras, membentuk bahan dengan sifat seperti bebatuan
PEMBUATAN BETON (5)
Langkah-langkah pembuatan beton : •
1. Pembuatan beton segar
- bahan-bahan
- concrete mix design
- pencampuran dan pengadukan
2. Pengecoran dan pemadatan (compacting)
3. Pengikatan (setting), pengerasan (hardening), dan perawatan
PEMBUATAN BETON (6)
a. Semen Umumnya digunakan semen portland (Porland Cement / PC)
b. Agregat / bahan pengisi Agregat dapat dibedakan menjadi :
- Agregat halus (AH) / fine aggregate Æ pasir
- Agregat kasar (AK) / coarse aggregate Æ kerikil (gravel), batu pecah (crushed stone)
PEMBUATAN BETON (7)
Bahan / material lain :
d. Bahan penambah / aditif (admixture) kadang digunakan untuk memperoleh sifat tertentu dari beton, misalnya :
- agar beton lebih kedap air
- agar beton lebih tahan pengaruh luar
- agar beton lebih cepat mengeras
SEMEN (1)
Semen yang digunakan untuk adukan beton : semen portland
SEMEN (2)
Bahan dasar semen •
1. Bahan baku utama
- Batu kapur = 60-68 %
- Silika = 19-25 %
- Aliminium = 3-8 %
- Besi = 1-5 %
SEMEN (3)
3. Bahan koreksi
- pasir putih / pasir silika Æ untuk koreksi kadar silika
- bijih besi Æ untuk mempermudah proses pembakaran dan meningkatkan mutu PC
PROSES PEMBUATAN SEMEN (1)
Raw mixed (bahan baku utama dan bahan koreksi) dicampur dan dimasukkan rotary kiln Proses pengeringan di evaporation zone Proses penguraian batu kapur di calcinations zone Reaksi antaroksida di zintering zone Æ terjadi butiran klinker
PROSES PEMBUATAN SEMEN (2)
Semen dicampur air Æ terjadi proses hidrasi (semen mengeras dan • mengikat agregat halus dan kasar membentuk massa yang padat) Faktor-faktor yang mempengaruhi waktu pengikatan (setting time) : •
- kehalusan semen
- faktor air semen (f.a.s)
- temperatur
JENIS-JENIS SEMEN
Semen dibedakan dalam 2 kelompok utama, yaitu : •
1. Semen dari bahan klinker
- semen portland
- semen portland abu terbang
- semen portland berkadar besi tinggi
- semen tanur tinggi
- semen portland putih
- dll
2. Semen-semen lain
AGREGAT (1)
Agregat dalam beton digunakan sebagai bahan pengisi, untuk mengurangi penyusutan pada waktu beton mengeras (stabilitas volume), meningkatkan kekuatan, keawetan, menurunkan harga beton
AGREGAT (2) Agregat dapat berupa : •
- agregat alam (natural aggregates)
- agregat buatan (artificial aggregates) contoh : ALWA (artificial light weight aggregates)
Di Indonesia belum banyak digunakan agregat buatan karena agregat alam masih tersedia dalam jumlah cukup banyak
AGREGAT (3)
Berdasarkan beratnya, agregat dapat dibagi dalam : •
- agregat berat contoh : batuan yang berupa bijih besi
- agregat normal contoh : pasir, kerikil, batu pecah
- agregat ringan contoh : batu apung
AGREGAT (4)
Agregat berasal dari batu alam yang mengalami : •
- pelapukan secara alami sehingga dimensinya menjadi kecil contoh : pasir, kerikil
- pemecahan dengan menggunakan martil atau mesin pemecah batu contoh : batu pecah
AGREGAT (5)
- Sifat-sifat agregat yang penting :
- bentuk butir : bulat, tidak beraturan, memanjang (bentuk pipih kurang baik)
- permukaan agregat : kasar dan berpori-pori (permukaan licin menyebabkan ikatan/adhesi antara beton dan pasta semen yg mengeras berkurang)
AGREGAT (6)
- bobot jenis (B.J) : berat antara agregat dan air dengan volume sama (digunakan untuk menghitung berat total bahan yang digunakan untuk 1m3 beton)
- berat isi / berat volume : berat butiran agregat untuk memenuhi wadah yang besarnya satu satuan volume (digunakan untuk mengkonversikan satuan berat ke volume agregat atau sebaliknya)
AIR (1)
- Banyaknya air yang digunakan : f.a.s = 0,4-0,6
- Banyaknya air yang dapat berpengaruh pada beton :
- bila air terlalu sedikit Æ reaksi pengerasan tidak sempurna, kekuatan berkurang
- bila air terlalu banyak Æ beton terlalu berpori- pori, tidak kedap air, kekuatan berkurang
AIR (2)
- Air untuk campuran beton memiliki persyaratan mutu :
- secara umum berupa air tawar bersih, layak minum
- kandungan lumpur < 2000 ppm
- tidak mengandung minyak, asam alkali, garam, dll
AIR (3)
- Air yang tercemar / tidak sesuai syarat akan menyebabkan :
- kekuatan beton berkurang
- proses pengikatan dan pengerasan beton terganggu
- tulangan dapat rusak, berkarat, kerja sama beton dan tulangan akan hilang Æ beton dapat hancur / retak
- Terjadinya noda pada permukaan beton
ADMIXTURE (1)
- Admixture ditambahkan ke dalam adukan beton dengan tujuan
:
- Meningkatkan sifat tertentu beton
- Menjadikan lebih ekonomis
ADMIXTURE (2)
- Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan admixture :
- efek utama yang dikehendaki
- efek samping yang timbul
- bahan berbahaya terhadap unsur lain
- aturan penyimpanan
ADMIXTURE (3)
- Adimixture diklasifikasikan sebagai berikut :
a. Air Entraining Agent (AEA)
b. Chemical Admixture
c. Mineral Admixture
d. Admixture khusus
PEMBUATAN BETON (1)
Pembuatan beton harus sedemikian rupa
- sehingga diperoleh beton yang memiliki karakteristik :
- Kuat - Kedap air
- Padat
PEMBUATAN BETON (2)
Untuk tercapainya tujuan ini diperlukan pengetahuan mengenai • persiapan dan pembuatan adonan beton (komposisi bahan, dll) Æ concrete mix design Kegagalan dalam pembuatan beton tidak dapat dikoreksi / •
diperbaiki kemudian (apabila beton sudah mengeras)
Æ pengawasan yang ketat perlu dilakukan sejak awal
MUTU BETON (1)
Mutu beton ditentukan oleh beberapa faktor : •
- Mutu semen Æ ada sertifikat uji (jaminan mutu dari pabrik semen)
- Mutu agregat
- Mutu dan jumlah air
- Susunan beton (komposisi bahan semen, AH, AK)
- Keterampilan para pelaksana
- Cara menyiapkan adonan (manual / alat)
MUTU BETON (2)
Kriteria yang harus diperhatikan dalam pembuatan beton : •
- persyaratan beton keras Æ kekuatan
Æ keawetan Æ kestabilan volume
- persyaratan beton segar Æ kemudahan pengerjaan
Æ tidak terjadi segregasi*
MUTU BETON (3)
Segregasi Æ pemisahan sebagian agregat kasar dari adukan
betonFaktor-faktor yang mempengaruhi : •
- ukuran agregat terlalu besar
- berat jenis agregat kasar dan halus berbeda banyak
- kadar semen dan pasir yang rendah
- kadar air yang terlalu banyak / terlalu sedikit
MUTU BETON (4)
Bleeding Æ terpisahnya air dari adukan beton •
Faktor-faktor yang mempengaruhi :
- kelebihan air
- pemadatan yang salah
MUTU BETON (5)
Segregasi dan bleeding dapat mengakibatkan : •
- kekuatan beton berkurang
- porositas meningkat
- keawetan menurun
- timbul retak-retak pada permukaan beton
SIFAT-SIFAT BETON
- Sifat- sifat beton yang penting untuk diketahui :
a. Workability / kemampuan untuk dikerjakan
b. Durability / ketahanan lama
c. Permeability / permeabilitas
d. Strength / kekuatan
KLASIFIKASI BETON
- Klasifikasi beton berdasarkan kekuatannya (PBI 1971)
- Kelas I Æ beton tidak untuk konstruksi
- Kelas II Æ beton untuk konstruksi / struktural
- Kelas III Æ beton struktural
KAYU (1)
Kayu yang digunakan sebagai bahan bangunan adalah kayu olahan yang diperoleh dengan cara mengkonversikan kayu bulat
(batang kayu) menjadi kayu berbentuk balok, papan, ataupun bentuk-bentuk lain yang sesuai dengan tujuan penggunaannya
KAYU (2)
- Kayu sebagai bahan bangunan dapat dibedakan dalam 3 golongan pemakaian :
- kayu bangunan struktural
- kayu bangunan non-struktural
KAYU (3)
- Penggunaan kayu sebagai material bangunan :
- Konstruksi sederhana
Æ rangka atap Æ balok lantai Æ rangka plafon Æ dll
SIFAT-SIFAT KAYU (1)
- Sifat umum kayu
- homogen
- mempunyai kekuatan tarik dan tekan yang hampir setara
- secara struktural dapat memikul beban tekan aksial, tarik aksial, dan beban lentur
SIFAT-SIFAT KAYU (2)
- Sifat umum kayu
- memiliki kekuatan yang tinggi berbanding beratnya
- memiliki ketahanan terhadap sifat kimia lingkungan dan tidak mengalirkan listrik
- mudah dikerjakan
- mudah rusak bula ‘diganggu’, mudah kena rayap, dll
SIFAT-SIFAT KAYU (3)
- Sifat fisik dasar yang dimiliki kayu karena berasal
dari bahan alam :
- kayu tersusun atas serat panjang yang paralel terhadap batang tegak pohon asal, hasil lingkaran tahun
- jika gaya bekerja paralel terhadap serat kayu, kekuatannya kira-kira sama antara tarik dan tekan
- jika gaya bekerja tegak lurus terhadap serat kayu,
PERSYARATAN KAYU (1)
Kayu diklasifikasikan berdasarkan persyaratan kayu, yaitu :
- syarat mutu
- syarat kekuatan
- syarat keawetan
PERSYARATAN KAYU (2)
- 1) Syarat mutu
Æ mutu A, mutu B (untuk kayu bangunan struktural) Æ klasifikasi didasarkan pada cacat yang terdapat pada kayu Æ untuk kayu bangunan non-struktural, umumnya mutu dinilai dari kondisi visual
PERSYARATAN KAYU (3)
- 2) Kekuatan Æ kelas kuat I-V Æ berdasarkan berat jenis kayu, tegangan lentur dan tegangan tekan kayu
PERSYARATAN KAYU (4)
- 3) Keawetan Æ kelas awet I-V Æ berdasarkan keawetan alami masing-masing jenis kayu
JENIS-JENIS KAYU (1)
Jenis / tipe kayu dapat dibedakan menurut
:- nama kayu / asal pohon
- susunan kayu (pengolahan / pemrosesan)
JENIS-JENIS KAYU (2)
- 1) Jenis kayu berdasarkan nama contoh : (nama dagang)
- kayu jati
- kayu borneo
- kayu meranti
JENIS-JENIS KAYU (3)
- Masing-masing kayu memiliki kelas kuat dan kelas awet yang berbeda-beda contoh :
- kayu jati Æ kelas kuat II, kelas awet I - (II)
- kayu sungkai Æ kelas kuat II-III, kelas awet III
- kayu pinus Æ kelas kuat II, kelas awet IV
JENIS-JENIS KAYU (4)
- 2) Jenis kayu berdasarkan susunan kayu
Macam-macam material kayu yang digunakan sebagai bahan bangunan antara lain :
- kayu solid
- veneer
JENIS-JENIS KAYU (5)
- fibre board (papan serat)
- wood-wool board
- parquet (ubin parket)
- sirap kayu
JENIS-JENIS KAYU (6)
Jenis kayu berdasarkan ukuran / penggunaan kayu
- Kayu bangunan umumnya tersedia di pasaran dalam ukuran panjang dan penampang tertentu
JENIS-JENIS KAYU (7)
- Berdasarkan ukuran penampangnya, kayu
digolongkan sebagai berikut :
- balok kayu contoh : 6/12, 6/15, 8/12, 8/15, 12/12
- bingkai kayu (kusen)
JENIS-JENIS KAYU (8)
- reng kayu contoh : 2/3, 3/4
- papan kayu contoh : 2/20, 3/30
- lis dan jalusi kayu contoh : 1/3, 1/5
SAMBUNGAN-SAMBUNGAN KAYU (1)
- Pada pekerjaan konstruksi kayu, diperlukan penyambung kayu :
- pada titik-titik pertemuan konstruksi (joint)
- apabila panjang kayu yang tersedia tidak mencukupi untuk bentang yang diinginkan
SAMBUNGAN-SAMBUNGAN KAYU (2) Sambungan
1) Tanpa alat penyambung Æ header Æ tegak lurus Æ gigi tunggal Æ gigi rangkap
SAMBUNGAN-SAMBUNGAN KAYU (3)
2) Dengan alat penyambung Æ paku Æ baut Æ pasak
Catatan :
ANALISIS AYAKAN (SIEVE
ANALYSIS)
Analisis ayakan dipakai untuk menentukan gradasi agregat. Analisis ayakan menggunakan serangkaian ukuran ayakan
ANALISIS AYAKAN (SIEVE
ANALYSIS)
- Ukuran ayakan ini ditentukan oleh standar yang telah diuji, seperti ASTM
- Menurut ASTM, batas ukuran antara agregat halus dan kasar adalah ayakan ASTM no.4 (ukuran lubang 3/16” atau 4.75mm)
- Agregat yang tertahan di atas ayakan no. 4 dinamakan agregat kasar, sedangkan yang lewat dari ayakan ini
KURVA GRADASI
- Yaitu kurva hubungan antara ukuran lubang ayakan dan lolos kumulatif untuk setiap ukuran ayakan
- Ayakan yang digunakan adalah ayakan yang ditetapkan menurut ASTM C136
KURVA GRADASI
- Berat agregat yang tertahan di setiap ayakan dinyatakan dalam persen terhadap berat total sampel, dari data tersebut kemudian dihitung persen tertahan kumulatif dan lolos kumulatif
- Sumbu horizontal Æ ukuran ayakan
- Sumbu vertikal Æ lolos kumulatif
MODULUS KEHALUSAN
- Modulus kehalusan (fineness modulus, FM) digunakan untuk menjelaskan kurva gradasi dan memeriksa kesamaan gradasi agregat yang berlainan
Dari hasil analisa 500 gram agregat halus, diperoleh hasil sebagai berikut: No Ayakan Ukuran Ayakan (mm) Berat Ayakan (gr) Berat Ayakan + Sampel 1 (gr) Berat Ayakan + Sampel 2 (gr) 4 4.75 439 439 514 8 2.4 408 418 583 16 1.2 363 478 513 30 0.6 315 390 365 50 0.3 297 437 337 100 0.15 286 341 294
Pan 254 357 256
a. Hitung modulus kehalusan (FM) masing-masing agregat! b. Hitung modulus kehalusan (FM) campuran!