Penggunaan AgreratDaur Ulang Pada Beton Pervious
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Beton
2.1.1 Pengertian Beton
Kata beton dalam bahasa Indonesia berasal dari kata Belanda yaitu beton dan menurut
Kamus Besar Bahasa Indonesia beton adalah campuran semen, kerikil, dan pasir yang
diaduk dengan air untuk tiang rumah, pilar, dinding, dan sebagainya. Sedangkan dalam
bahasa Inggris, beton dikenal dengan kata concrete sedangkan dalam bahasa Latin concretus
yang berarti tumbuh bersama atau menggabungkan menjadi satu. Dalam bahasa Jepang,
beton disebut dengan
kotau-zai, yang arti harafıahnya material-material seperti lulang;
mungkin karena agregat mirip tulang-tulang hewan.
Beton didefinisikan sebagai campuran antara semen portland atau semen hidraulik yang
lain, agregat halus, agregat kasar, dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan membentuk
massa padat (SK SNI T-15-1991-03). Campuran tersebut akan mengeras seperti batuan dan
pengerasan terjadi karena adanya peristiwa reaksi kimia antara semen dengan air.
Sistem kerja terbentuknya beton yaitu agregat-agregat kasar (batu pecah), dan diisi oleh
batuan kecil (agregat halus atau pasir), dan pori-pori antara agregat halus diisi oleh semen
dan air (pasta semen). Pasta semen berfungsi untuk merekatkan atau mengikat agregat kasar
dan halus dalam proses pengerasan, sehingga butiran — butiran agregat saling terekat dengan
kuat.
Untuk menghasilkan kinerja beton yang bagus, sifat-sifat dan karakteristik material
penyusun beton sangat berpengaruh. Pemilihan material yang memenuhi persyaratan sangat
8
Universitas Sumatera Utara
penting dalam perencanaan beton, sehingga diperoleh kekuatan yang optimum. Selain itu,
kemudahan pengerjaan (workabilitas) juga sangat dibutuhkan pada pembuatan beton. Apabila
suatu struktur beton didesain supaya memiliki kuat tekan yang tinggi, namun jika desain
tersebut tidak dapat diimplementasikan di lapangan karena sulit untuk dilakukan, maka
rancangan tersebut menjadi sia-sia.
Dari pemakaiannya yang begitu luas dan kelebihannya, dapat disimpulkan bahwa
struktur beton memiliki banyak keunggulan dibanding materi struktur yang lain. Adapun
sifat-sifat beton, yaitu sebagai berikut:
a. Kuantitas (availability) material dasar.
1. Pada umunya, agregat dan air bisa didapat dari daerah sekitar tempat pembuatan.
Semen pada umumnya juga dapat tersedia di daerah setempat, biasanya ada tokotoko penyedia semen. Oleh karena itu biaya pembuatan relatif lebih murah. Dari
material-material yang dibutuhkan dalam pembuatan beton, material yang paling
mahal adalah semen.
2. Jika dibandingkan dengan struktur baja yang harus diproduksi di pabrik atau jika
diimpor, tentu biaya yang dibutuhkan lebih mahal dan selain itu pengangkutan
menjadi masalah tersendiri jika proyek berada di tempat yang sulit untuk
dijangkau, sementara beton akan lebih mudah karena masing-masing material bisa
diangkut sendiri.
3. Bagaimana dengan struktur kayu jika dibandingkan dengan struktur beton, jika
struktur kayu digunakan secara massal dapat menyebabkan dampak negatif pada
lingkungan seperti banjir, erosi, perlambatan penyerapan unsur CO 2 di alam,
global warming, dan lain-lain.
b. Kemudahan untuk dipergunakan (versatilily).
1. Pengangkutan bahan mudah, karena masing-masing bisa diangkut secara terpisah.
9
Universitas Sumatera Utara
2. Beton dapat digunakan pada berbagai struktur, seperti: bendungan, jembatan,
fondasi, jalan, landasan bandar udara, insulator panas, perlindungan dan radiasi,
pipa, dan lain-lain. Beton ringan bisa dipakai untuk blok dan panel dan beton
arsitektural bisa dipergunakan pada kebutuhan dekoratif.
c. Kemampuan beradaptasi (adaptability).
l . Beton dapat dicetak dengan bentuk dan berbagai ukuran, misalnyapada struktur
cangkang (Shell), silinder dan bentuk-bentuk khusus 3 dimensi lainnya.
2. Beton bersifat monolit oleh karena itu beton tidak memerlukan sambungan seperti
baja.
3. Beton dapat diproduksi dengan berbagai cara yang disesuaikan dengan situasi
sekitar dari cara yang sederhana (tidak memerlukan ahli khusus (kecuali beberapa
pengawas yang sudah mempelajari teknologi beton), sampai dengan memakai alat
modern di pabrik yang serba otomatis dan terkomputerisasi. Tetapi, metode
produksi yang modern memungkinkan industri beton yang profesional dan
terkualifikasi.
4. Konsumsi energi minim per kapasitas dan jauh lebih rendah dari baja.
d. Kebutuhan pemeliharaan yang minimal
Secara umum ketahanan (durability) beton cukup tinggi yaitu lebih tahan karat, sehingga
tidak perlu dicat seperti struktur baja, dan lebih tahan terhadap bahaya kebakaran.
2.1.2 Kelemahan Beton dan Cara Mengatasinya
Di samping segala keunggulan di ataş, beton sebagai struktur juga mempunyai beberapa
kelemahan yang perlu dipertimbangkan.
a. Berat jenis beton sekitar 2400 kg/m3
b. Beton tahan terhadap tekanan, tetapi lemah terhadap tarikan.
c. Beton cenderung untuk retak, karena semennya hidraulis.
10
Universitas Sumatera Utara
d. Kualitasnya sangat tergantung cara pelaksanaan di lapangan.
e. Struktur beton sulit untuk dipindahkan. Pemakaian kembali atau daur-ulang
biasanya sulit. Dalam hal ini struktur baja lebih unggul, misalnya tinggal melepas
sambungannya saja.
Meskipun demikian beberapa kelemahan beton tersebut di atas dapat diatasi dengan
berbagai cara, yaitu :
a. Memakai beton bertulang atau beton pratekan.
b. Untuk elemen struktural: Membuat beton pratekan, membuat beton mutu tinggi,
sedangkan untuk elemen non-struktural dapat menggunakan jenis beton ringan.
c. Melakukan perawatan (curing) yang baik untuk mencegah terjadinya retak.
d. Mempelajari teknologi beton dan melakukan pengawasan dan kontrol kualitas
yang baik.
Dengan demikian, apakah beton merupakan material bangunan yang lebih sulit apabila
dibandingkan dengan material bangunan yang lain? Jawabannya adalah ya dan tidak. Ya, jika
melihat permasalahan di atas dan tidak, apabila sudah memiliki pengetahuan dan
keterampilan yang cukup untuk memproduksi beton yang berkualitas sesuai desain yang
direncanakan, konsisten dan seragam, serta ekonomis.
2.1.3 Kemudahan Pengerjaan (Workability)
Workabilitas adalah keadaan dimana apabila bahan-bahan beton diaduk bersama,
menghasilkan adukan yang mudah diangkut, dituang/dicetak, dan dipadatkan berdasarkan
tujuan pekerjaannya tanpa terjadi perubahan yang menirnbulkan kesulitan dan penurunan
mutu beton. Adapun unsur-unsur yang mempengaruhi workabilitas yaitu:
11
Universitas Sumatera Utara
1. Takaran air yang dicampur
Semakin banyak air yang dipakai makin mudah beton segar itu dikerjakan (
namun takarannya tetap harus diperhatikan untuk menghindari terjadinya
segregasi)
2. Gradasi campuran pasir dan kerikil
Campuran pasir dan kerikil harus mengikuti gradasi yang telah disarankan
oleh peraturan agar adukan beton mudah dikerjakan. Gradasi adalah distribusi
ukuran dari agregat berdasarkan hasil persentase berat yang lolos pada setiap
ukuran saringan dari analisa saringan.
3. Kandungan semen
Dimasukkannya semen ke dalam campuran juga mempermudah pengadukan
betonnya, karena akan diikuti dengan penambahan air ke dalam campuran beton
untuk memperoleh nilai f.a.s (faktor air semen) tetap.
4. Bentuk butiran agregat kasar
Agregat yang berbentuk bulat-bulat akan lebih mudah untuk dikerjakan.
5. Cara pemadatan dan alat pemadat
Pemadatan dapat dilakukan dengan bantuan alat getar (vibrator) atau tangan,
sehingga menimbulkan tingkat kelecakan yang saling berbeda, oleh karena itu
dibutuhkan takaran air yang lebih sedikit apabila pemadatan dilakukan dengan
tangan.
2.2 Beton Pervious
Pervious concrete disebut juga dengan
No fines concrete atau beton non pasir
merupakan bentuk sederhana dari jenis beton ringan, yang dalam pembuatannya tidak
menggunakan agregat halus (pasir). Tidak adanya agregat halus dalam campuran beton
12
Universitas Sumatera Utara
pervious menghasilkan beton yang berpori sehingga beratnya berkurang (Ir. Kardiyono
Tjokrodimulyo, 2009).
Pervious concrete adalah beton yang dibentuk dari campuran semen, agregat kasar, air
dengan bahan tambah atau admixture. Pervious concrete atau beton pervious dapat dibuat
dengan menggunakan sedikit agregat halus atau bahkan menghilangkan penggunaan agregat
(Van Midde & Son Concrete, 2009). Teknologi ini menghasilkan suatu beton yang dapat
mengalirkan air yang ada pada permukaannya langsung ke tanah, karena pada strukturnya
terdapat pori–pori diantara ikatan agregat-agregatnya.
2.2.1 Manfaat dari Beton Pervious
Penggunaan dari beton pervious berfungsi sebagai material paving jika dibandingkan
dengan beton konvensional jika diklasifikasikan kedalam tiga kategori, yakni:
a. Keamanan
b. Manfaat terhadap lingkungan
c. Ekonomis
a. Keamanan
Adanya pori-pori diantara ikatan agregat-agregatnya, pada beton ini
mempunyai tingkat permeable (daya serap) yang tinggi, mengakibatkan air pada
permukaan beton mengalir dengan cepat menembus beton pervious menuju lapisan di
bawahnya.
b. Manfaat Terhadap Lingkungan
Pemanfaatan beton lolos air ini sebagai perkerasan dapat membantu untuk
menyuplai air di dalam tanah yang sebagian besar akan tetap habis dan mampu
13
Universitas Sumatera Utara
mengurangi nilai koefisien run off jika dibandingkan dengan beton konvensional.
Koefisien run off didefinisikan sebagai nilai laju puncak aliran permukaan terhadap
intensitas hujan. Koefisien run off merupakan indikator persentase kecepatan aliran air
yang langsung pergi ke laut. Tentu dengan teknologi yang diterapkan pada beton ini,
mampu memperhambar peningkatan atau mampu menurukan nilai laju kecepatan
aliran air menuju ke laut.
Selain itu, beton pervious berdampak positif terhadap lingkungan yaitu dapat
mengurangi efek panas perkotaan karena mempunyai karakteristik yang permeable,
dan mengurangi irigasi air di daerah yang menerapkan teknologi ini, karena air akan
diserap oleh tanah dasarnya. Sehingga memeberi pasokan air yang cukup di dalam
tanah untuk penduduk daerah yang menerapkan teknologi beton ini.
c. Ekonomis
Penggunaan beton lolos air mampu mengurangi limpasan, seperti kolam
retensi dan kebutuhan sistem drainase. Tentu jika kontruksi perkerasan jalan dibuat
tanpa diikuti pembangunan drainase, maka mampu memangkas penggunaan biaya
dari pemerintah ataupun pihak owner
sehingga menghasilkan biaya yang lebih
ekonomis.
2.2.2 Proporsi Campuran
Proporsi campuran dari beton pervious biasanya mengaplikasikan sistem trial and error.
Percobaan-percobaan dilakukan di laboratorium untuk memastikan kemampuan dan perilaku
ketika diuji coba di lapangan. Tujuan dari percobaan proporsi campuran yaitu untuk
mencapai keseimbangan antara ruang kosong, kadar pasta, workability dan kekuatannya.
Pada tahap awal, harus dilaksanakan pemeriksaan material untuk mencapai hasil yang
14
Universitas Sumatera Utara
diinginkan dalam produksi proporsi akhir dari campuran sehingga dapat dilaksanakannya
penelitian.
2.2.3 Sifat Beton Pervious (Porous Concrete)
a. Kekuatan Tekan
Pada umumnya, kuat tekan beton pervious pada umur 28 hari berkisar dari 3,5 MPa – 28
MPa (5000 – 4000 psi) dengan 17 MPa sebagai nilai khusus. Karena tidak ada standar untuk
pabrikasi yang berkembang lagi, melalui metode core dianggap mampu diandalkan untuk
mengukur kekuatan beton pervious.
b. Laju Infiltrasi
Nilai laju infiltrasi berbanding lurus dengan jumlah rongga antara ikatan-ikatan agregat
pada beton lolos air. Semakin banyak jumlah rongga maka semakin besar pula nilai laju
infiltrasinya, sebaliknya semakin sedikit jumlah rongganya maka semakin kecil pula nilai laju
infiltrasinya. Nilai laju infiltrasi dalam satuan inchi/jam dilakukan dengan menggunanakan
infiltration ring yang berdiameter 12 inchi dan metode pengujiannya berdasarkan acuan pada
ASTM C 1701/ ASTM C 1701M-09.
2.2.4 Klasifikasi Beton Pervious
Pengklasifikasian beton pervious didasarkan secara fungsional dan pada penelitian ini
digolongkan pengelompokkannya berdasarkan mutu paving block yaitu menurut SNI 030691-1996.
1. Mutu Concrete Block Tipe A
: digunakan untuk jalan
2. Mutu Concrete Block Tipe B
: digunakan untuk parkiran
3. Mutu Concrete Block Tipe C
: digunakan untuk pejalan kaki
4. Mutu Concrete Block Tipe D
: digunakan untuk taman
15
Universitas Sumatera Utara
Adapun pengklasifikasian paving block berdasarkan mutu-mutunya yang mengacu pada
SNI 03-0691-1996 yaitu dimuat pada tabel 2.1.
Tabel 2.1 Mutu Paving Block
Ketahanan aus
Penyerapan air
(mm/menit)
rata-rata maks.
Kuat Tekan (Mpa)
Mutu
Rata-rata
Min.
Rata-rata
Min.
(%)
A
40
35
0.090
0.103
3
B
20
17.0
0.130
0.149
6
C
15
12.5
0.160
0.184
8
D
10
8.5
0.219
0.251
10
(Sumber : SNI 03-0691-1996)
2.3
Bahan-bahan Penyusun Beton Pervious
2.3.1 Semen
Semen merupakan bahan yang bersifat adhesive dan kohesif, yaitu sebagai bahan
pengikat. Semen berfungsi untuk mengikat butir-butir agregat sehingga membentuk suatu
massa padat dan mengisi rongga-rongga udara di antara butiran agregat.
Semen adalah bahan yang penting dan digunakan dalam pembangunan fisik pada
sektor konstruksi sipil. Apabila semen dicampurkan dengan air, semen akan menjadi pasta
semen. Selanjutnya, apabila pasta semen ditambah degan agregat halus, pasta semen akan
menjadi mortar, lalu apabila mortar digabungkan dengan agregat kasar akan menjadi
campuran beton segar, kemudian menjadi beton keras (hardened concrete) setelah
mengering. Adapun sifat-sifat fisik semen yaitu :
16
Universitas Sumatera Utara
a. Kehalusan Butir
Kehalusan semen berpengaruh terhadap waktu pengerasan semen. Pada umumnya,
semen yang berbutir halus dapat meningkatkan kohesi pada beton segar dan juga mampu
mengurangi bleeding (kelebihan air yang bersama dengan semen bergerak ke permukaan
adukan beton segar).
b. Waktu ikatan
Yang dimaksud dengan waktu ikatan ialah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai
suatu tahap dimana pasta semen cukup kaku untuk menahan tekanan dan terhitung sejak air
tercampur dengan semen. Adapun waktu ikat awal yaitu waktu dari pencampuran semen
dengan air sampai saat kehilangan sifat keplastisannya. Sedangkan waktu ikat akhir adalah
pada saat sampai pastanya menjadi massa yang keras.
c. Perubahan Volume
Perubahan kimia pasta semen yang telah mengeras merupakan nilai ukur yang
menyatakan kemampuan pengembangan bahan-bahan campurannya dan sifat untuk
mempertahankan volume setelah pengikatan terjadi.
d. Kemulusan
Kemulusan pasta semen yang telah mengeras menjadi nilai ukur dari perkembangan
kemampuan dari bahan-bahan campurannya dan kemampuan untuk mempertahankan
volumenya setelah mengikat. Terlalu banyaknya jumlah kapur bebas yang pembakarannya
tidak sempurna, dapat mengakibatkan ketidakmulusan pada pasta semen.
17
Universitas Sumatera Utara
e. Kepadatan (Density)
Berdasarkan dari ASTM, berat jenis semen yang disyaratkan adalah 3,15. Berat jenis
semen yang diproduksi yang berkisar antara variasi ini akan berpengaruh pada proporsi
semen dalam campuran.
f. Panas Hidrasi
Panas hidrasi merupakan panas yang terjadi ketika semen bereaksi dcngan air. Jumlah
panas yang dikeluarkan terutama bergantung pada susunan kimia, kehalusan butiran
semen, serta suhu pada waktu dilaksanakan perawatan. Adapun masalah dalam
pelaksanaannya, panas ini dapat mengakibatkan timbulnya retakan pada saat pendinginan.
Untuk mencegah ini, maka perlu dilakukan pendinginan melalui perawatan (curing).
2.3.2 Semen Portland
Semen portland adalah suatu bahan pengikat hidrolis (hydraulic binder) yang
dihasilkan dengan menggiling klinker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik, yang pada
umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium sulfat. Pada umumnya, semen
portland memiliki batasan waktu ikatan semen yakni sebagai berikut:
Waktu ikat awal > 60 menit
Waktu ikat akhir > 480 menit
Waktu ikatan awal yang cukup awal dibutuhkan pada pengerjaan beton, yaitu waktu
transportasi, penuangan, pemadatan, dan hingga perataan permukaan.
Jenis/tipe semen yang digunakan merupakan salah satu faktor yang berpengaruh terhadap
kuat tekan beton, sehingga perlu diketahui tipe-tipe semen yang telah distandardisasi di
Indonesia. Menurut SNI 0031-81, adapun tipe-tipe semen portland, yaitu :
18
Universitas Sumatera Utara
1. Semen Portland Tipe I
Semen portland tipe I digunakan untuk keperluan konstruksi umum yang tidak memakai
persyaratan khusus terhadap panas hidrasi dan kekuatan tekan awal. Semen ini dipakai pada
tanah dan air yang mengandung sulfat 0,0% – 0,10%, bangunan rumah, perkerasan jalan,
gedung-gedung bertingkat, dan lain-lain.
2. Semen PortLand tipe II
Semen portland tipe II digunakan pada konstruksi bangunan dari beton massa yang
memerlukan ketahanan sulfat (mengandung sulfat antara 0,10–0,20%) dan panas hidrasi
sedang seperti bangunan di daerah bekas tanah rawa, bangunan dipinggir laut, beton massa
untuk dam-dam, saluran irigasi, dan landasan jembatan.
3. Semen Portland type III
Semen portland tipe III digunakan pada konstruksi bangunan yang memerlukan kekuatan
tekan awal tinggi pada fase permulaan setelah pengikatan terjadi seperti pada pembuatan
jalan beton, bangunan-bangunan tingkat tinggi, bangunan-bangunan yang tidak memerlukan
ketahanan terhadap serangan sulfat.
4. Semen Portland tipe IV
Semen Portland tipe IV digunakan pada konstruksi yang membutuhkan jumlah dan
kenaikan panas yang harus diminimalkan sehingga semen jenis ini akan memperoleh tingkat
kuat beton lebih lambat daripada semen Portland tipe I.
19
Universitas Sumatera Utara
5. Semen Portland tipe V
Semen portland tipe V dipakai pada konstruksi bangunan-bangunan pada tanah atau air
yang mengandung sulfat melebihi 0,20% dan untuk instalasi pengolahan limbah pabrik,
jembatan, konstruksi dalam air, terowongan, pembangkit tenaga nuklir , dan pelabuhan.
6. Super Masonry Cement
Semen ini dapat digunakan pada konstruksi jalan, perumahan gedung, dan irigasi dengan
mutu beton maksimal K-225 dan juga sebagai bahan pokok pembuatan genteng beton, paving
block, dan bahan bangunan lainnya.
7. Oil Well Cement, Class G-HSR (High Sulfate Resistance)
Oil Well Cement merupakan semen khusus yang dipakai untuk pembuatan sumur minyak
bumi dan gas alam .
8. Portland Composite Cement (PCC)
Semen memenuhi persyratan mutu portland Composite Cement SNI 15-7064-2004 dapat
dipergunakan secara luas untuk konstruksi umum pada semua beton. Struktur bangunan
bertingkat, struktur jalan beton, beton pra tekan dan pra cetak, struktur jembatan, pasangan
bata, bahan bangunan, plesteran dan acian, panel beton, paving block, batako, genteng, dan
lain-lain.
9. Super Portland Pozzolan Cement (PPC)
Semen yang memenuhi persyaratan mutu semen Portland Pozzoland SNI 15-0302-2004
dan ASTM C 595 M-05 s dapat dipakai secara luas, contohnya :
- Konstruksi Beton yang membutuhkan ketahanan terhadap serangan sulfat (bangunan
tepi pantai, tanah rawa).
20
Universitas Sumatera Utara
- Konstruksi beton massa (irigasi, bendungan, dan dam)
- Pekerjaan pasangan dan plesteran.
Bahan pokok pembentuk semen portland adalah silica (SiO3), alumina (Al2O3), magnesia
(MgO), kapur (CaO), dan alkali. Terkadang, oksida besi ditambahkan untuk mengontrol
kompisisinya dan gipsum (CaSO4.2H2O) digunakan untuk mengatur waktu ikat semen. (Tri
Mulyono, 2004). Komposisi senyawa utama dan senyawa pembentuk dalam semen portland
dapat dilihat pada tabel 2.2 dan 2.3 berikut ini.
Tabel 2.2 Komposisi Senyawa Utama Semen Portland (Tri Mulyono, 2003)
Nama Kimia
Rumus Kimia
Notasi
Persen Berat
2CaO.SiO2
C2S
18
CaSO4.2H2O
CSH2
6
4CaO.Al2O3.Fe2O3
C4AF
8
Tirikalsium aluminat
3CaO.Al2O3
C3A
10
Trikalsium Silikat
3CaO.SiO2
C3S
55
Dikalsium Silikat
Gipsum
Tetrakalsium Aluminoferit
Untuk mengetahui kekuatan pada semen portland, dapat ditentukan dengan menekan
benda uji semen sampai hancur. Misalnya, semen yang akan diuji dicampur dengan pasir
silika dengan perbandingan tertentu dan dibentuk menjadi kubus atau silinder. Lalu dirawat
selama jangka waktu tertentu, dan benda uji lalu ditekan sampai hancur untuk memperoleh
nilai ukur dari perkembangan kekuatan semen portland.
21
Universitas Sumatera Utara
2.3.3 Agregat
Dalam pembuatan beton, penggunaan agregat dibutuhkan, karena agregat merupakan
bahan yang saling diikat oleh perekat semen dalam campuran beton (CUR 2, 1993).
Kandungan agregat dalam campuran beton pada umumnya berkisaran 60%-70% dari volume
beton. Teknologi bahan beton mengatur sebuah sistem bahwa agregat harus bergradasi tepat
untuk menghasilkan fungsi dari massa beton sebagai benda yang rapat, kokoh, dan homogen.
Agregat dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu agregat alam dan buatan (pecahan).
Keduanya dibedakan berdasarkan asal, berat, diameter, dan tekstur permukaannya.
2.3.4 Agregat Kasar Hasil Daur Ulang
Agregat kasar adalah berupa kerikil hasil desintergrasi alami dari batuan-batuan atau
berupa batu pecah yang diperoleh dari kegiatan pemecahan batu dengan besar butir lebih dari
4,75 mm. Dalam penggunaannya, kerikil harus memenuhi syarat-syarat berikut, yaitu :
1. Kandungan lumpur tidak lebih dari 1%, jika melebihi dari ketentuan maka diharuskan
melakukan pencucian.
2. Tidak mengandung zat-zat yang dapat merusak batuan seperti zat-zat yang aktif
terhadap alkali.
3. Adapun aggregat yang berbentuk pipih dapat dipergunakan dalam pembuatan beton
dengan syarat tidak lebih dari 20%.
4. Butir-butir keras dan tidak berpori serta bersifat kekal karena pengaruh cuaca dan
sinar matahari.
22
Universitas Sumatera Utara
Adapun batasan gradasi agregat kasar berdasarkan SNI-03-2834-2000, yaitu sebagai
berikut :
Tabel 2.3 Gradasi Agregat Kasar (Split)
Ukuran Saringan
%Lolos Saringan/Ayakan
Ayakan
Ukuran
Ukuran
Maks. 10 mm Maks. 20 mm
Ukuran
maks. 40 mm
Mm
SNI
ASTM
Inch
75,0
76
3 in
3,00
-
-
100 – 100
37,5
38
1 1/2 in
1,50
-
100 – 100
95 – 100
19,0
19
¾ in
0,75
100 – 100
95 – 100
35 – 70
9,5
9,6
3/8 in
0,375
50 – 85
30 – 60
10 – 40
4,75
4,8
No. 4
0,187
0 – 10
0 – 10
0–5
(Sumber : SNI-03-2834-2000)
Dalam penelitian ini, agregat kasar yang digunakan adalah hasil dari penghancuran
beton-beton hasil pengujian dengan gradasi sesuai SNI-03-2834-2000. Agregat kasar daur
ulang memiliki permukaan yang masih tertutupi oleh mortar yang sudah membeku, sehingga
pembersihannya tidak direndam dengan menggunakan dengan aquades atau air, agar tidak
melekangkan mortar dari agregat kasarnya, tetapi pembersihan dilakukan dengan
membersihkan kotoran-kotoran yang tercampur dengan kumpulan agregat kasar daur ulang
saat pemecahan beton-beton sisa hasil pengujian yang telah dibuang dan menyiramnya
dengan air sedikit untuk membersihkan kotoran-kotoran yang telah melekat di permukaan
agregat kasar daur ulang.
23
Universitas Sumatera Utara
a.
b.
Gambar 2.1 Pecahan Limbah Beton (a. Pecahan limbah beton yang dihancurkan; b.
Pecahan limbah beton yang akan diayak)
2.3.5 Air
Dalam pembuatan beton, air berfungsi sebagai bahan pencampur antara semen dengan
agregat. Air yang dipergunakan tidak boleh mengandung bahan yang bersifat alkali, asam,
dan minyak. Begitu juga air yang mengandung tumbuh-tumbuhan busuk harus dihindari
karena dapat mengganggu pengikatan semen. Pada umunya, air yang baik dalam pembuatan
beton adalah air minum dan tidak mengandung sulfat (Oglesby, 1996).
Air yang mengandung kotoran dengan kapasitas cukup banyak akan mengganggu proses
pengerasan dan mengurangi kekuatan beton. Berikut akibat dari kotoran yang terkandung di
dalam air, yaitu sebagai berikut :
1. Korosi pada tulangan baja maupun kehancuran beton
2. Bercak-bercak pada permukaan beton
3. Perubahan volume yang dapat menyebabkan keretakan
4. Gangguan pada hidrasi dan pengikatan
5. Gangguan terhadap kekuatan dan ketahanan beton
Menurut PBI 1971, air yang digunakan sebagai campuran bahan bangunan memiliki
persyaratan sebagai berikut, yaitu :
24
Universitas Sumatera Utara
1. Air yang digunakan untuk pembuatan beton tidak boleh mengandung minyak, asam
alkali, bahan-bahan organik, garam-garam, dan bahan-bahan lain yang dapat merusak
beton.
2. Jumlah air yang dipakai pada adukan betondapat ditentukan dengan ukuran berat dan
harus dilakukan dengan tepat.
3. Jika dilihat perlu untuk dibawa ke Laboratorium Penyelidikan Bahan untuk
mendapatkan pengujian sesuai yang dipersyaratkan.
Dalam pembuatan beton, jika air yang digunakan berlebihan maka dapat menyebabkan
banyaknya gelembung-gelembung air setelah proses hidrasi selesai, sedangkan jika air yang
digunakan terlalu sedikit dapat menyebabkan proses hidrasi tidak seluruhnya selesai. Hukum
perbandingan air semen dari Abrams adalah ― Pada bahan-bahan beton dan keadaan
pengujian tertentu, jumlah air campuran yang dipakai menentukan kekuatan beton, selama
campuran cukup plastis dan dapat dikerjakan‖ (Murdock,L.J.1991). Hukum ini menyebutkan
bahwa beton yang dipadatkan sempurna dengan agregat yang baik dengan kadar semen
tertentu, kekuatannya tergantung pada perbandingan air semen.
2.3.6 Retarder
Retarder adalah zat kima yang digunakan dalam pembuatan beton untuk memperlambat
proses ikatan campuran beton. Pada umumnya diperlukan untuk beton yang tidak dibuat
dilokasi penuangan beton. Proses pengikatan campuran beton membutuhkan waktu sekitar 1
jam, sehingga apabila sejak beton dicampur hingga penuangan membutuhkan waktu lebih
dari 1 jam, maka perlu ditambahkan retarder. Retarder bisa berupa gula, sucrose, sodium
gluconate, glucose, citric acid, dan tartaric acid.
Retarder merupakan bahan kimia untuk memperlambat waktu pengikatan (setting time)
adukan sehingga campuran akan tetap mudah dikerjakan (workable) untuk waktu yang lebih
25
Universitas Sumatera Utara
lama sehingga dapat menghindari dampak penurunan pada saat pengecoran dilaksanakan.
Mekanisme cara kerja retarder yaitu membungkus butir semen dengan OH- sehingga
memperlambat reaksi awal dari hidrasinya dan terbentuknya garam (Ca) dalam air akan
mengurangi konsentrasi ion Ca sehingga memperlambat kristalisasi selama fase hidrasi.
Gambar 2.2 Retarder
Temperatur setinggi 300C-320C atau lebih sering menyebabkan makin cepatnya
hardening, yang menyebabkan sukarnya penuangan dan penyelesaian. Salah satu cara untuk
mengatasinya yaitu dengan menurunkan temperatur dengan mendinginkan air atau agregat
atau keduanya. Adapun fungsi dari retarder lebih spesifik yaitu sebagai berikut:
Mencegah terjadinya sambungan dingin (cold joints) pada saat pengecoran beton
masif dimana pengecoran lapisan demi lapisan membutuhkan waktu yang cukup lama
atau pengecoran yang terganggu.
Mengurangi kecepatan evolusi panas (untuk pengecoran yang luas pada cuaca panas).
Memperhambat waktu pengikatan (setting time) dan pengerasan (hardening).
Untuk transportasi yang lama, misalnya pada pembuatan beton jadi (ready mix), dapat
menunda waktu pengikatan awal (initial set) dengan tetap menjaga sifat kemudahan
saat dikerjakannya.
Adapun kelemahan saat menggunakan retarder yaitu dapat memperbesar susut plastis.
26
Universitas Sumatera Utara
2.4 Pengujian Benda Uji
Pengujian benda uji yang dilakukan pada beton pervious yaitu pengujian kuat tekan
menurut SNI 03-6805-2002 dan kecepatan infiltrasi menurut ASTM C 170.
2.4.1 Pengujian Keausan
Agregat kasar sebagai bahan campuran beton haruslah memiliki ketahanan terhadap
pengausan sehingga menunjukkan kemampuan agregat kasar dalam menahan pengrusakan
struktur akibat adanya bantingan, tekanan, pengikisan yang terjadi saat diangkat, dan saat
melaksanakan pekerjaan lapangan lainnya.
Pengujan keausan adalah pengujian yang dilakukan untuk mengetahui persentase
keausan agregat kasar daur ulang dengan menggunakan mesin los angeles dan peluru
pengaus atau bola baja sebagai nilai bantu untuk menghancurkan agregat. Jika hasil
persentase keausan agregat kasar lebih besar dari 40%, maka agregat tidak baik sebagai
bahan perkerasan, sebaliknya jika persentase keausan agregat lebih kecil dari 40%, maka
agregat kasar tersebut baik sebagai bahan perkerasan. Adapun tabel jenis kelas kerikil untuk
percobaan los angeles dan jumlah peluru berdasarkan kelas kerikil yaitu sebagai berikut:
Tabel 2.4 Gradasi dan Berat Benda Uji
Ukuran Saringan
Berat dan Gradasi Benda Uji ( Gram )
Lewat (mm)
Tertahan (mm)
A
B
C
D
E
F
G
76,2
63,5
2500
63,5
50,8
2500
50,8
38,10
5000 5000
38,10
25,40
1250
5000 5000
25,40
19,05
1250
5000
19,05
12,70
1250 2500
5000
12,70
9,50
1250 2500
27
Universitas Sumatera Utara
9,50
6,35
2500
6,35
4,75
2500
4,75
2,36
5000
Jumlah Bola
12
Berat Bola (gram)
11
8
6
12
12
12
5000 4584 3330 2500 5000 5000 5000
(Sumber : SK SNI 2417–1991)
Pengujian ini dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:
1. Persiapan bahan dan peralatan dalam pengujian keausan agregat dengan mesin los
angeles.
2. Timbang agregat kasar daur ulang sesuai ketentuan SK SNI 2417–1991.
3. Persiapkan peralatan dan bahan yang akan digunakan dalam pengujian keausan
agregat dengan mesin los angeles seperti peluru pengaus dan agregat kasar daur ulang.
4. Ambil agregat kasar dan jumlah peluru pengaus berdasarkan kelas gradasinnya lalu
masukkan ke dalam mesin los angeles.
5. Aktifkan mesin dengan kecepatan putaran 30–33 rpm yaitu sekitar 500 putaran selama
15 menit.
6. Setelah 15 menit, keluarkan agregat kasar dari mesin los angeles dan saring dengan
memakai ayakan
1,68 mm.
7. Timbanglah berat agregat kasar yang lolos dan tertahan saringan 1,68 mm tersebut.
8. Selanjutnya yaitu dilakukan pengolahan data dengan rumus sebagai berikut:
Keausan =
A–B
x 100%
A
28
Universitas Sumatera Utara
Keterangan :
A : Berat awal benda uji (gram)
B : Berat akhir benda uji yang lolos saringan 1,68 mm (gram).
2.4.1 Pengujian Kuat Tekan
Pada pengujian ini, silinder beton harus memiliki permukaan yang rata, rusuknya tidak
mudah direpihkan dengan kekuatan jari tangan. Semua itu dilakukan dengan cara meratakan
permukaan silinder saat sebelum 1 jam dari penuangan beton ke cetakan silinder dengan alat
mata sendok semen. Adapun langkah-langkah pelaksanaan pengujian kuat tekan yaitu
sebagai berikut :
1.
Ambil 15 buah sampel uji lalu letakkan ke dalam mesin penekan.
2. Sampel uji yang telah siap, ditekan hingga hancur dengan mesin penekan yang dapat
diatur kecepatannya dari awal penekanan sebuah benda uji hingga hancur selama 1-2
menit.
3.
Kuat
tekan
dihitung
dengan
rumus
sebagai
berikut
:
kuat tekan =
Keterangan : P = beban tekan (N)
L = luas bidang tekan
(mm2)
Kuat tekan rata-rata dihitung dari jumlah kuat tekan seluruh sampel uji dibagi dengan
banyak sampel uji.
2.4.2 Pengujian Kecepatan Infiltrasi
Pengujian kecepatan infiltrasi dilakukan dengan menuangkan air ke ring yang telah
disiapkan dengan ukuran diameter 30 cm dan ketinggian lebih dari 15 mm dan diletakkan di
atas beton pervious berbentuk plat. Adapun rumus kecepatan infiltrasi sesuai ASTM C 170,
yaitu :
29
Universitas Sumatera Utara
I=
Keterangan :
I = Kecepatan Infiltrasi (Inc/Hr)
M = Massa air (lb)
T = Lama infiltrasi (sec)
K = Constant (126,87)
D = Diameter ring (inc)
Kecepatan infiltrasi rata-rata dari benda uji dihitung dari jumlah kecepatan infiltrasi ratarata dibagi jumlah benda uji.
30
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Beton
2.1.1 Pengertian Beton
Kata beton dalam bahasa Indonesia berasal dari kata Belanda yaitu beton dan menurut
Kamus Besar Bahasa Indonesia beton adalah campuran semen, kerikil, dan pasir yang
diaduk dengan air untuk tiang rumah, pilar, dinding, dan sebagainya. Sedangkan dalam
bahasa Inggris, beton dikenal dengan kata concrete sedangkan dalam bahasa Latin concretus
yang berarti tumbuh bersama atau menggabungkan menjadi satu. Dalam bahasa Jepang,
beton disebut dengan
kotau-zai, yang arti harafıahnya material-material seperti lulang;
mungkin karena agregat mirip tulang-tulang hewan.
Beton didefinisikan sebagai campuran antara semen portland atau semen hidraulik yang
lain, agregat halus, agregat kasar, dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan membentuk
massa padat (SK SNI T-15-1991-03). Campuran tersebut akan mengeras seperti batuan dan
pengerasan terjadi karena adanya peristiwa reaksi kimia antara semen dengan air.
Sistem kerja terbentuknya beton yaitu agregat-agregat kasar (batu pecah), dan diisi oleh
batuan kecil (agregat halus atau pasir), dan pori-pori antara agregat halus diisi oleh semen
dan air (pasta semen). Pasta semen berfungsi untuk merekatkan atau mengikat agregat kasar
dan halus dalam proses pengerasan, sehingga butiran — butiran agregat saling terekat dengan
kuat.
Untuk menghasilkan kinerja beton yang bagus, sifat-sifat dan karakteristik material
penyusun beton sangat berpengaruh. Pemilihan material yang memenuhi persyaratan sangat
8
Universitas Sumatera Utara
penting dalam perencanaan beton, sehingga diperoleh kekuatan yang optimum. Selain itu,
kemudahan pengerjaan (workabilitas) juga sangat dibutuhkan pada pembuatan beton. Apabila
suatu struktur beton didesain supaya memiliki kuat tekan yang tinggi, namun jika desain
tersebut tidak dapat diimplementasikan di lapangan karena sulit untuk dilakukan, maka
rancangan tersebut menjadi sia-sia.
Dari pemakaiannya yang begitu luas dan kelebihannya, dapat disimpulkan bahwa
struktur beton memiliki banyak keunggulan dibanding materi struktur yang lain. Adapun
sifat-sifat beton, yaitu sebagai berikut:
a. Kuantitas (availability) material dasar.
1. Pada umunya, agregat dan air bisa didapat dari daerah sekitar tempat pembuatan.
Semen pada umumnya juga dapat tersedia di daerah setempat, biasanya ada tokotoko penyedia semen. Oleh karena itu biaya pembuatan relatif lebih murah. Dari
material-material yang dibutuhkan dalam pembuatan beton, material yang paling
mahal adalah semen.
2. Jika dibandingkan dengan struktur baja yang harus diproduksi di pabrik atau jika
diimpor, tentu biaya yang dibutuhkan lebih mahal dan selain itu pengangkutan
menjadi masalah tersendiri jika proyek berada di tempat yang sulit untuk
dijangkau, sementara beton akan lebih mudah karena masing-masing material bisa
diangkut sendiri.
3. Bagaimana dengan struktur kayu jika dibandingkan dengan struktur beton, jika
struktur kayu digunakan secara massal dapat menyebabkan dampak negatif pada
lingkungan seperti banjir, erosi, perlambatan penyerapan unsur CO 2 di alam,
global warming, dan lain-lain.
b. Kemudahan untuk dipergunakan (versatilily).
1. Pengangkutan bahan mudah, karena masing-masing bisa diangkut secara terpisah.
9
Universitas Sumatera Utara
2. Beton dapat digunakan pada berbagai struktur, seperti: bendungan, jembatan,
fondasi, jalan, landasan bandar udara, insulator panas, perlindungan dan radiasi,
pipa, dan lain-lain. Beton ringan bisa dipakai untuk blok dan panel dan beton
arsitektural bisa dipergunakan pada kebutuhan dekoratif.
c. Kemampuan beradaptasi (adaptability).
l . Beton dapat dicetak dengan bentuk dan berbagai ukuran, misalnyapada struktur
cangkang (Shell), silinder dan bentuk-bentuk khusus 3 dimensi lainnya.
2. Beton bersifat monolit oleh karena itu beton tidak memerlukan sambungan seperti
baja.
3. Beton dapat diproduksi dengan berbagai cara yang disesuaikan dengan situasi
sekitar dari cara yang sederhana (tidak memerlukan ahli khusus (kecuali beberapa
pengawas yang sudah mempelajari teknologi beton), sampai dengan memakai alat
modern di pabrik yang serba otomatis dan terkomputerisasi. Tetapi, metode
produksi yang modern memungkinkan industri beton yang profesional dan
terkualifikasi.
4. Konsumsi energi minim per kapasitas dan jauh lebih rendah dari baja.
d. Kebutuhan pemeliharaan yang minimal
Secara umum ketahanan (durability) beton cukup tinggi yaitu lebih tahan karat, sehingga
tidak perlu dicat seperti struktur baja, dan lebih tahan terhadap bahaya kebakaran.
2.1.2 Kelemahan Beton dan Cara Mengatasinya
Di samping segala keunggulan di ataş, beton sebagai struktur juga mempunyai beberapa
kelemahan yang perlu dipertimbangkan.
a. Berat jenis beton sekitar 2400 kg/m3
b. Beton tahan terhadap tekanan, tetapi lemah terhadap tarikan.
c. Beton cenderung untuk retak, karena semennya hidraulis.
10
Universitas Sumatera Utara
d. Kualitasnya sangat tergantung cara pelaksanaan di lapangan.
e. Struktur beton sulit untuk dipindahkan. Pemakaian kembali atau daur-ulang
biasanya sulit. Dalam hal ini struktur baja lebih unggul, misalnya tinggal melepas
sambungannya saja.
Meskipun demikian beberapa kelemahan beton tersebut di atas dapat diatasi dengan
berbagai cara, yaitu :
a. Memakai beton bertulang atau beton pratekan.
b. Untuk elemen struktural: Membuat beton pratekan, membuat beton mutu tinggi,
sedangkan untuk elemen non-struktural dapat menggunakan jenis beton ringan.
c. Melakukan perawatan (curing) yang baik untuk mencegah terjadinya retak.
d. Mempelajari teknologi beton dan melakukan pengawasan dan kontrol kualitas
yang baik.
Dengan demikian, apakah beton merupakan material bangunan yang lebih sulit apabila
dibandingkan dengan material bangunan yang lain? Jawabannya adalah ya dan tidak. Ya, jika
melihat permasalahan di atas dan tidak, apabila sudah memiliki pengetahuan dan
keterampilan yang cukup untuk memproduksi beton yang berkualitas sesuai desain yang
direncanakan, konsisten dan seragam, serta ekonomis.
2.1.3 Kemudahan Pengerjaan (Workability)
Workabilitas adalah keadaan dimana apabila bahan-bahan beton diaduk bersama,
menghasilkan adukan yang mudah diangkut, dituang/dicetak, dan dipadatkan berdasarkan
tujuan pekerjaannya tanpa terjadi perubahan yang menirnbulkan kesulitan dan penurunan
mutu beton. Adapun unsur-unsur yang mempengaruhi workabilitas yaitu:
11
Universitas Sumatera Utara
1. Takaran air yang dicampur
Semakin banyak air yang dipakai makin mudah beton segar itu dikerjakan (
namun takarannya tetap harus diperhatikan untuk menghindari terjadinya
segregasi)
2. Gradasi campuran pasir dan kerikil
Campuran pasir dan kerikil harus mengikuti gradasi yang telah disarankan
oleh peraturan agar adukan beton mudah dikerjakan. Gradasi adalah distribusi
ukuran dari agregat berdasarkan hasil persentase berat yang lolos pada setiap
ukuran saringan dari analisa saringan.
3. Kandungan semen
Dimasukkannya semen ke dalam campuran juga mempermudah pengadukan
betonnya, karena akan diikuti dengan penambahan air ke dalam campuran beton
untuk memperoleh nilai f.a.s (faktor air semen) tetap.
4. Bentuk butiran agregat kasar
Agregat yang berbentuk bulat-bulat akan lebih mudah untuk dikerjakan.
5. Cara pemadatan dan alat pemadat
Pemadatan dapat dilakukan dengan bantuan alat getar (vibrator) atau tangan,
sehingga menimbulkan tingkat kelecakan yang saling berbeda, oleh karena itu
dibutuhkan takaran air yang lebih sedikit apabila pemadatan dilakukan dengan
tangan.
2.2 Beton Pervious
Pervious concrete disebut juga dengan
No fines concrete atau beton non pasir
merupakan bentuk sederhana dari jenis beton ringan, yang dalam pembuatannya tidak
menggunakan agregat halus (pasir). Tidak adanya agregat halus dalam campuran beton
12
Universitas Sumatera Utara
pervious menghasilkan beton yang berpori sehingga beratnya berkurang (Ir. Kardiyono
Tjokrodimulyo, 2009).
Pervious concrete adalah beton yang dibentuk dari campuran semen, agregat kasar, air
dengan bahan tambah atau admixture. Pervious concrete atau beton pervious dapat dibuat
dengan menggunakan sedikit agregat halus atau bahkan menghilangkan penggunaan agregat
(Van Midde & Son Concrete, 2009). Teknologi ini menghasilkan suatu beton yang dapat
mengalirkan air yang ada pada permukaannya langsung ke tanah, karena pada strukturnya
terdapat pori–pori diantara ikatan agregat-agregatnya.
2.2.1 Manfaat dari Beton Pervious
Penggunaan dari beton pervious berfungsi sebagai material paving jika dibandingkan
dengan beton konvensional jika diklasifikasikan kedalam tiga kategori, yakni:
a. Keamanan
b. Manfaat terhadap lingkungan
c. Ekonomis
a. Keamanan
Adanya pori-pori diantara ikatan agregat-agregatnya, pada beton ini
mempunyai tingkat permeable (daya serap) yang tinggi, mengakibatkan air pada
permukaan beton mengalir dengan cepat menembus beton pervious menuju lapisan di
bawahnya.
b. Manfaat Terhadap Lingkungan
Pemanfaatan beton lolos air ini sebagai perkerasan dapat membantu untuk
menyuplai air di dalam tanah yang sebagian besar akan tetap habis dan mampu
13
Universitas Sumatera Utara
mengurangi nilai koefisien run off jika dibandingkan dengan beton konvensional.
Koefisien run off didefinisikan sebagai nilai laju puncak aliran permukaan terhadap
intensitas hujan. Koefisien run off merupakan indikator persentase kecepatan aliran air
yang langsung pergi ke laut. Tentu dengan teknologi yang diterapkan pada beton ini,
mampu memperhambar peningkatan atau mampu menurukan nilai laju kecepatan
aliran air menuju ke laut.
Selain itu, beton pervious berdampak positif terhadap lingkungan yaitu dapat
mengurangi efek panas perkotaan karena mempunyai karakteristik yang permeable,
dan mengurangi irigasi air di daerah yang menerapkan teknologi ini, karena air akan
diserap oleh tanah dasarnya. Sehingga memeberi pasokan air yang cukup di dalam
tanah untuk penduduk daerah yang menerapkan teknologi beton ini.
c. Ekonomis
Penggunaan beton lolos air mampu mengurangi limpasan, seperti kolam
retensi dan kebutuhan sistem drainase. Tentu jika kontruksi perkerasan jalan dibuat
tanpa diikuti pembangunan drainase, maka mampu memangkas penggunaan biaya
dari pemerintah ataupun pihak owner
sehingga menghasilkan biaya yang lebih
ekonomis.
2.2.2 Proporsi Campuran
Proporsi campuran dari beton pervious biasanya mengaplikasikan sistem trial and error.
Percobaan-percobaan dilakukan di laboratorium untuk memastikan kemampuan dan perilaku
ketika diuji coba di lapangan. Tujuan dari percobaan proporsi campuran yaitu untuk
mencapai keseimbangan antara ruang kosong, kadar pasta, workability dan kekuatannya.
Pada tahap awal, harus dilaksanakan pemeriksaan material untuk mencapai hasil yang
14
Universitas Sumatera Utara
diinginkan dalam produksi proporsi akhir dari campuran sehingga dapat dilaksanakannya
penelitian.
2.2.3 Sifat Beton Pervious (Porous Concrete)
a. Kekuatan Tekan
Pada umumnya, kuat tekan beton pervious pada umur 28 hari berkisar dari 3,5 MPa – 28
MPa (5000 – 4000 psi) dengan 17 MPa sebagai nilai khusus. Karena tidak ada standar untuk
pabrikasi yang berkembang lagi, melalui metode core dianggap mampu diandalkan untuk
mengukur kekuatan beton pervious.
b. Laju Infiltrasi
Nilai laju infiltrasi berbanding lurus dengan jumlah rongga antara ikatan-ikatan agregat
pada beton lolos air. Semakin banyak jumlah rongga maka semakin besar pula nilai laju
infiltrasinya, sebaliknya semakin sedikit jumlah rongganya maka semakin kecil pula nilai laju
infiltrasinya. Nilai laju infiltrasi dalam satuan inchi/jam dilakukan dengan menggunanakan
infiltration ring yang berdiameter 12 inchi dan metode pengujiannya berdasarkan acuan pada
ASTM C 1701/ ASTM C 1701M-09.
2.2.4 Klasifikasi Beton Pervious
Pengklasifikasian beton pervious didasarkan secara fungsional dan pada penelitian ini
digolongkan pengelompokkannya berdasarkan mutu paving block yaitu menurut SNI 030691-1996.
1. Mutu Concrete Block Tipe A
: digunakan untuk jalan
2. Mutu Concrete Block Tipe B
: digunakan untuk parkiran
3. Mutu Concrete Block Tipe C
: digunakan untuk pejalan kaki
4. Mutu Concrete Block Tipe D
: digunakan untuk taman
15
Universitas Sumatera Utara
Adapun pengklasifikasian paving block berdasarkan mutu-mutunya yang mengacu pada
SNI 03-0691-1996 yaitu dimuat pada tabel 2.1.
Tabel 2.1 Mutu Paving Block
Ketahanan aus
Penyerapan air
(mm/menit)
rata-rata maks.
Kuat Tekan (Mpa)
Mutu
Rata-rata
Min.
Rata-rata
Min.
(%)
A
40
35
0.090
0.103
3
B
20
17.0
0.130
0.149
6
C
15
12.5
0.160
0.184
8
D
10
8.5
0.219
0.251
10
(Sumber : SNI 03-0691-1996)
2.3
Bahan-bahan Penyusun Beton Pervious
2.3.1 Semen
Semen merupakan bahan yang bersifat adhesive dan kohesif, yaitu sebagai bahan
pengikat. Semen berfungsi untuk mengikat butir-butir agregat sehingga membentuk suatu
massa padat dan mengisi rongga-rongga udara di antara butiran agregat.
Semen adalah bahan yang penting dan digunakan dalam pembangunan fisik pada
sektor konstruksi sipil. Apabila semen dicampurkan dengan air, semen akan menjadi pasta
semen. Selanjutnya, apabila pasta semen ditambah degan agregat halus, pasta semen akan
menjadi mortar, lalu apabila mortar digabungkan dengan agregat kasar akan menjadi
campuran beton segar, kemudian menjadi beton keras (hardened concrete) setelah
mengering. Adapun sifat-sifat fisik semen yaitu :
16
Universitas Sumatera Utara
a. Kehalusan Butir
Kehalusan semen berpengaruh terhadap waktu pengerasan semen. Pada umumnya,
semen yang berbutir halus dapat meningkatkan kohesi pada beton segar dan juga mampu
mengurangi bleeding (kelebihan air yang bersama dengan semen bergerak ke permukaan
adukan beton segar).
b. Waktu ikatan
Yang dimaksud dengan waktu ikatan ialah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai
suatu tahap dimana pasta semen cukup kaku untuk menahan tekanan dan terhitung sejak air
tercampur dengan semen. Adapun waktu ikat awal yaitu waktu dari pencampuran semen
dengan air sampai saat kehilangan sifat keplastisannya. Sedangkan waktu ikat akhir adalah
pada saat sampai pastanya menjadi massa yang keras.
c. Perubahan Volume
Perubahan kimia pasta semen yang telah mengeras merupakan nilai ukur yang
menyatakan kemampuan pengembangan bahan-bahan campurannya dan sifat untuk
mempertahankan volume setelah pengikatan terjadi.
d. Kemulusan
Kemulusan pasta semen yang telah mengeras menjadi nilai ukur dari perkembangan
kemampuan dari bahan-bahan campurannya dan kemampuan untuk mempertahankan
volumenya setelah mengikat. Terlalu banyaknya jumlah kapur bebas yang pembakarannya
tidak sempurna, dapat mengakibatkan ketidakmulusan pada pasta semen.
17
Universitas Sumatera Utara
e. Kepadatan (Density)
Berdasarkan dari ASTM, berat jenis semen yang disyaratkan adalah 3,15. Berat jenis
semen yang diproduksi yang berkisar antara variasi ini akan berpengaruh pada proporsi
semen dalam campuran.
f. Panas Hidrasi
Panas hidrasi merupakan panas yang terjadi ketika semen bereaksi dcngan air. Jumlah
panas yang dikeluarkan terutama bergantung pada susunan kimia, kehalusan butiran
semen, serta suhu pada waktu dilaksanakan perawatan. Adapun masalah dalam
pelaksanaannya, panas ini dapat mengakibatkan timbulnya retakan pada saat pendinginan.
Untuk mencegah ini, maka perlu dilakukan pendinginan melalui perawatan (curing).
2.3.2 Semen Portland
Semen portland adalah suatu bahan pengikat hidrolis (hydraulic binder) yang
dihasilkan dengan menggiling klinker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik, yang pada
umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium sulfat. Pada umumnya, semen
portland memiliki batasan waktu ikatan semen yakni sebagai berikut:
Waktu ikat awal > 60 menit
Waktu ikat akhir > 480 menit
Waktu ikatan awal yang cukup awal dibutuhkan pada pengerjaan beton, yaitu waktu
transportasi, penuangan, pemadatan, dan hingga perataan permukaan.
Jenis/tipe semen yang digunakan merupakan salah satu faktor yang berpengaruh terhadap
kuat tekan beton, sehingga perlu diketahui tipe-tipe semen yang telah distandardisasi di
Indonesia. Menurut SNI 0031-81, adapun tipe-tipe semen portland, yaitu :
18
Universitas Sumatera Utara
1. Semen Portland Tipe I
Semen portland tipe I digunakan untuk keperluan konstruksi umum yang tidak memakai
persyaratan khusus terhadap panas hidrasi dan kekuatan tekan awal. Semen ini dipakai pada
tanah dan air yang mengandung sulfat 0,0% – 0,10%, bangunan rumah, perkerasan jalan,
gedung-gedung bertingkat, dan lain-lain.
2. Semen PortLand tipe II
Semen portland tipe II digunakan pada konstruksi bangunan dari beton massa yang
memerlukan ketahanan sulfat (mengandung sulfat antara 0,10–0,20%) dan panas hidrasi
sedang seperti bangunan di daerah bekas tanah rawa, bangunan dipinggir laut, beton massa
untuk dam-dam, saluran irigasi, dan landasan jembatan.
3. Semen Portland type III
Semen portland tipe III digunakan pada konstruksi bangunan yang memerlukan kekuatan
tekan awal tinggi pada fase permulaan setelah pengikatan terjadi seperti pada pembuatan
jalan beton, bangunan-bangunan tingkat tinggi, bangunan-bangunan yang tidak memerlukan
ketahanan terhadap serangan sulfat.
4. Semen Portland tipe IV
Semen Portland tipe IV digunakan pada konstruksi yang membutuhkan jumlah dan
kenaikan panas yang harus diminimalkan sehingga semen jenis ini akan memperoleh tingkat
kuat beton lebih lambat daripada semen Portland tipe I.
19
Universitas Sumatera Utara
5. Semen Portland tipe V
Semen portland tipe V dipakai pada konstruksi bangunan-bangunan pada tanah atau air
yang mengandung sulfat melebihi 0,20% dan untuk instalasi pengolahan limbah pabrik,
jembatan, konstruksi dalam air, terowongan, pembangkit tenaga nuklir , dan pelabuhan.
6. Super Masonry Cement
Semen ini dapat digunakan pada konstruksi jalan, perumahan gedung, dan irigasi dengan
mutu beton maksimal K-225 dan juga sebagai bahan pokok pembuatan genteng beton, paving
block, dan bahan bangunan lainnya.
7. Oil Well Cement, Class G-HSR (High Sulfate Resistance)
Oil Well Cement merupakan semen khusus yang dipakai untuk pembuatan sumur minyak
bumi dan gas alam .
8. Portland Composite Cement (PCC)
Semen memenuhi persyratan mutu portland Composite Cement SNI 15-7064-2004 dapat
dipergunakan secara luas untuk konstruksi umum pada semua beton. Struktur bangunan
bertingkat, struktur jalan beton, beton pra tekan dan pra cetak, struktur jembatan, pasangan
bata, bahan bangunan, plesteran dan acian, panel beton, paving block, batako, genteng, dan
lain-lain.
9. Super Portland Pozzolan Cement (PPC)
Semen yang memenuhi persyaratan mutu semen Portland Pozzoland SNI 15-0302-2004
dan ASTM C 595 M-05 s dapat dipakai secara luas, contohnya :
- Konstruksi Beton yang membutuhkan ketahanan terhadap serangan sulfat (bangunan
tepi pantai, tanah rawa).
20
Universitas Sumatera Utara
- Konstruksi beton massa (irigasi, bendungan, dan dam)
- Pekerjaan pasangan dan plesteran.
Bahan pokok pembentuk semen portland adalah silica (SiO3), alumina (Al2O3), magnesia
(MgO), kapur (CaO), dan alkali. Terkadang, oksida besi ditambahkan untuk mengontrol
kompisisinya dan gipsum (CaSO4.2H2O) digunakan untuk mengatur waktu ikat semen. (Tri
Mulyono, 2004). Komposisi senyawa utama dan senyawa pembentuk dalam semen portland
dapat dilihat pada tabel 2.2 dan 2.3 berikut ini.
Tabel 2.2 Komposisi Senyawa Utama Semen Portland (Tri Mulyono, 2003)
Nama Kimia
Rumus Kimia
Notasi
Persen Berat
2CaO.SiO2
C2S
18
CaSO4.2H2O
CSH2
6
4CaO.Al2O3.Fe2O3
C4AF
8
Tirikalsium aluminat
3CaO.Al2O3
C3A
10
Trikalsium Silikat
3CaO.SiO2
C3S
55
Dikalsium Silikat
Gipsum
Tetrakalsium Aluminoferit
Untuk mengetahui kekuatan pada semen portland, dapat ditentukan dengan menekan
benda uji semen sampai hancur. Misalnya, semen yang akan diuji dicampur dengan pasir
silika dengan perbandingan tertentu dan dibentuk menjadi kubus atau silinder. Lalu dirawat
selama jangka waktu tertentu, dan benda uji lalu ditekan sampai hancur untuk memperoleh
nilai ukur dari perkembangan kekuatan semen portland.
21
Universitas Sumatera Utara
2.3.3 Agregat
Dalam pembuatan beton, penggunaan agregat dibutuhkan, karena agregat merupakan
bahan yang saling diikat oleh perekat semen dalam campuran beton (CUR 2, 1993).
Kandungan agregat dalam campuran beton pada umumnya berkisaran 60%-70% dari volume
beton. Teknologi bahan beton mengatur sebuah sistem bahwa agregat harus bergradasi tepat
untuk menghasilkan fungsi dari massa beton sebagai benda yang rapat, kokoh, dan homogen.
Agregat dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu agregat alam dan buatan (pecahan).
Keduanya dibedakan berdasarkan asal, berat, diameter, dan tekstur permukaannya.
2.3.4 Agregat Kasar Hasil Daur Ulang
Agregat kasar adalah berupa kerikil hasil desintergrasi alami dari batuan-batuan atau
berupa batu pecah yang diperoleh dari kegiatan pemecahan batu dengan besar butir lebih dari
4,75 mm. Dalam penggunaannya, kerikil harus memenuhi syarat-syarat berikut, yaitu :
1. Kandungan lumpur tidak lebih dari 1%, jika melebihi dari ketentuan maka diharuskan
melakukan pencucian.
2. Tidak mengandung zat-zat yang dapat merusak batuan seperti zat-zat yang aktif
terhadap alkali.
3. Adapun aggregat yang berbentuk pipih dapat dipergunakan dalam pembuatan beton
dengan syarat tidak lebih dari 20%.
4. Butir-butir keras dan tidak berpori serta bersifat kekal karena pengaruh cuaca dan
sinar matahari.
22
Universitas Sumatera Utara
Adapun batasan gradasi agregat kasar berdasarkan SNI-03-2834-2000, yaitu sebagai
berikut :
Tabel 2.3 Gradasi Agregat Kasar (Split)
Ukuran Saringan
%Lolos Saringan/Ayakan
Ayakan
Ukuran
Ukuran
Maks. 10 mm Maks. 20 mm
Ukuran
maks. 40 mm
Mm
SNI
ASTM
Inch
75,0
76
3 in
3,00
-
-
100 – 100
37,5
38
1 1/2 in
1,50
-
100 – 100
95 – 100
19,0
19
¾ in
0,75
100 – 100
95 – 100
35 – 70
9,5
9,6
3/8 in
0,375
50 – 85
30 – 60
10 – 40
4,75
4,8
No. 4
0,187
0 – 10
0 – 10
0–5
(Sumber : SNI-03-2834-2000)
Dalam penelitian ini, agregat kasar yang digunakan adalah hasil dari penghancuran
beton-beton hasil pengujian dengan gradasi sesuai SNI-03-2834-2000. Agregat kasar daur
ulang memiliki permukaan yang masih tertutupi oleh mortar yang sudah membeku, sehingga
pembersihannya tidak direndam dengan menggunakan dengan aquades atau air, agar tidak
melekangkan mortar dari agregat kasarnya, tetapi pembersihan dilakukan dengan
membersihkan kotoran-kotoran yang tercampur dengan kumpulan agregat kasar daur ulang
saat pemecahan beton-beton sisa hasil pengujian yang telah dibuang dan menyiramnya
dengan air sedikit untuk membersihkan kotoran-kotoran yang telah melekat di permukaan
agregat kasar daur ulang.
23
Universitas Sumatera Utara
a.
b.
Gambar 2.1 Pecahan Limbah Beton (a. Pecahan limbah beton yang dihancurkan; b.
Pecahan limbah beton yang akan diayak)
2.3.5 Air
Dalam pembuatan beton, air berfungsi sebagai bahan pencampur antara semen dengan
agregat. Air yang dipergunakan tidak boleh mengandung bahan yang bersifat alkali, asam,
dan minyak. Begitu juga air yang mengandung tumbuh-tumbuhan busuk harus dihindari
karena dapat mengganggu pengikatan semen. Pada umunya, air yang baik dalam pembuatan
beton adalah air minum dan tidak mengandung sulfat (Oglesby, 1996).
Air yang mengandung kotoran dengan kapasitas cukup banyak akan mengganggu proses
pengerasan dan mengurangi kekuatan beton. Berikut akibat dari kotoran yang terkandung di
dalam air, yaitu sebagai berikut :
1. Korosi pada tulangan baja maupun kehancuran beton
2. Bercak-bercak pada permukaan beton
3. Perubahan volume yang dapat menyebabkan keretakan
4. Gangguan pada hidrasi dan pengikatan
5. Gangguan terhadap kekuatan dan ketahanan beton
Menurut PBI 1971, air yang digunakan sebagai campuran bahan bangunan memiliki
persyaratan sebagai berikut, yaitu :
24
Universitas Sumatera Utara
1. Air yang digunakan untuk pembuatan beton tidak boleh mengandung minyak, asam
alkali, bahan-bahan organik, garam-garam, dan bahan-bahan lain yang dapat merusak
beton.
2. Jumlah air yang dipakai pada adukan betondapat ditentukan dengan ukuran berat dan
harus dilakukan dengan tepat.
3. Jika dilihat perlu untuk dibawa ke Laboratorium Penyelidikan Bahan untuk
mendapatkan pengujian sesuai yang dipersyaratkan.
Dalam pembuatan beton, jika air yang digunakan berlebihan maka dapat menyebabkan
banyaknya gelembung-gelembung air setelah proses hidrasi selesai, sedangkan jika air yang
digunakan terlalu sedikit dapat menyebabkan proses hidrasi tidak seluruhnya selesai. Hukum
perbandingan air semen dari Abrams adalah ― Pada bahan-bahan beton dan keadaan
pengujian tertentu, jumlah air campuran yang dipakai menentukan kekuatan beton, selama
campuran cukup plastis dan dapat dikerjakan‖ (Murdock,L.J.1991). Hukum ini menyebutkan
bahwa beton yang dipadatkan sempurna dengan agregat yang baik dengan kadar semen
tertentu, kekuatannya tergantung pada perbandingan air semen.
2.3.6 Retarder
Retarder adalah zat kima yang digunakan dalam pembuatan beton untuk memperlambat
proses ikatan campuran beton. Pada umumnya diperlukan untuk beton yang tidak dibuat
dilokasi penuangan beton. Proses pengikatan campuran beton membutuhkan waktu sekitar 1
jam, sehingga apabila sejak beton dicampur hingga penuangan membutuhkan waktu lebih
dari 1 jam, maka perlu ditambahkan retarder. Retarder bisa berupa gula, sucrose, sodium
gluconate, glucose, citric acid, dan tartaric acid.
Retarder merupakan bahan kimia untuk memperlambat waktu pengikatan (setting time)
adukan sehingga campuran akan tetap mudah dikerjakan (workable) untuk waktu yang lebih
25
Universitas Sumatera Utara
lama sehingga dapat menghindari dampak penurunan pada saat pengecoran dilaksanakan.
Mekanisme cara kerja retarder yaitu membungkus butir semen dengan OH- sehingga
memperlambat reaksi awal dari hidrasinya dan terbentuknya garam (Ca) dalam air akan
mengurangi konsentrasi ion Ca sehingga memperlambat kristalisasi selama fase hidrasi.
Gambar 2.2 Retarder
Temperatur setinggi 300C-320C atau lebih sering menyebabkan makin cepatnya
hardening, yang menyebabkan sukarnya penuangan dan penyelesaian. Salah satu cara untuk
mengatasinya yaitu dengan menurunkan temperatur dengan mendinginkan air atau agregat
atau keduanya. Adapun fungsi dari retarder lebih spesifik yaitu sebagai berikut:
Mencegah terjadinya sambungan dingin (cold joints) pada saat pengecoran beton
masif dimana pengecoran lapisan demi lapisan membutuhkan waktu yang cukup lama
atau pengecoran yang terganggu.
Mengurangi kecepatan evolusi panas (untuk pengecoran yang luas pada cuaca panas).
Memperhambat waktu pengikatan (setting time) dan pengerasan (hardening).
Untuk transportasi yang lama, misalnya pada pembuatan beton jadi (ready mix), dapat
menunda waktu pengikatan awal (initial set) dengan tetap menjaga sifat kemudahan
saat dikerjakannya.
Adapun kelemahan saat menggunakan retarder yaitu dapat memperbesar susut plastis.
26
Universitas Sumatera Utara
2.4 Pengujian Benda Uji
Pengujian benda uji yang dilakukan pada beton pervious yaitu pengujian kuat tekan
menurut SNI 03-6805-2002 dan kecepatan infiltrasi menurut ASTM C 170.
2.4.1 Pengujian Keausan
Agregat kasar sebagai bahan campuran beton haruslah memiliki ketahanan terhadap
pengausan sehingga menunjukkan kemampuan agregat kasar dalam menahan pengrusakan
struktur akibat adanya bantingan, tekanan, pengikisan yang terjadi saat diangkat, dan saat
melaksanakan pekerjaan lapangan lainnya.
Pengujan keausan adalah pengujian yang dilakukan untuk mengetahui persentase
keausan agregat kasar daur ulang dengan menggunakan mesin los angeles dan peluru
pengaus atau bola baja sebagai nilai bantu untuk menghancurkan agregat. Jika hasil
persentase keausan agregat kasar lebih besar dari 40%, maka agregat tidak baik sebagai
bahan perkerasan, sebaliknya jika persentase keausan agregat lebih kecil dari 40%, maka
agregat kasar tersebut baik sebagai bahan perkerasan. Adapun tabel jenis kelas kerikil untuk
percobaan los angeles dan jumlah peluru berdasarkan kelas kerikil yaitu sebagai berikut:
Tabel 2.4 Gradasi dan Berat Benda Uji
Ukuran Saringan
Berat dan Gradasi Benda Uji ( Gram )
Lewat (mm)
Tertahan (mm)
A
B
C
D
E
F
G
76,2
63,5
2500
63,5
50,8
2500
50,8
38,10
5000 5000
38,10
25,40
1250
5000 5000
25,40
19,05
1250
5000
19,05
12,70
1250 2500
5000
12,70
9,50
1250 2500
27
Universitas Sumatera Utara
9,50
6,35
2500
6,35
4,75
2500
4,75
2,36
5000
Jumlah Bola
12
Berat Bola (gram)
11
8
6
12
12
12
5000 4584 3330 2500 5000 5000 5000
(Sumber : SK SNI 2417–1991)
Pengujian ini dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut:
1. Persiapan bahan dan peralatan dalam pengujian keausan agregat dengan mesin los
angeles.
2. Timbang agregat kasar daur ulang sesuai ketentuan SK SNI 2417–1991.
3. Persiapkan peralatan dan bahan yang akan digunakan dalam pengujian keausan
agregat dengan mesin los angeles seperti peluru pengaus dan agregat kasar daur ulang.
4. Ambil agregat kasar dan jumlah peluru pengaus berdasarkan kelas gradasinnya lalu
masukkan ke dalam mesin los angeles.
5. Aktifkan mesin dengan kecepatan putaran 30–33 rpm yaitu sekitar 500 putaran selama
15 menit.
6. Setelah 15 menit, keluarkan agregat kasar dari mesin los angeles dan saring dengan
memakai ayakan
1,68 mm.
7. Timbanglah berat agregat kasar yang lolos dan tertahan saringan 1,68 mm tersebut.
8. Selanjutnya yaitu dilakukan pengolahan data dengan rumus sebagai berikut:
Keausan =
A–B
x 100%
A
28
Universitas Sumatera Utara
Keterangan :
A : Berat awal benda uji (gram)
B : Berat akhir benda uji yang lolos saringan 1,68 mm (gram).
2.4.1 Pengujian Kuat Tekan
Pada pengujian ini, silinder beton harus memiliki permukaan yang rata, rusuknya tidak
mudah direpihkan dengan kekuatan jari tangan. Semua itu dilakukan dengan cara meratakan
permukaan silinder saat sebelum 1 jam dari penuangan beton ke cetakan silinder dengan alat
mata sendok semen. Adapun langkah-langkah pelaksanaan pengujian kuat tekan yaitu
sebagai berikut :
1.
Ambil 15 buah sampel uji lalu letakkan ke dalam mesin penekan.
2. Sampel uji yang telah siap, ditekan hingga hancur dengan mesin penekan yang dapat
diatur kecepatannya dari awal penekanan sebuah benda uji hingga hancur selama 1-2
menit.
3.
Kuat
tekan
dihitung
dengan
rumus
sebagai
berikut
:
kuat tekan =
Keterangan : P = beban tekan (N)
L = luas bidang tekan
(mm2)
Kuat tekan rata-rata dihitung dari jumlah kuat tekan seluruh sampel uji dibagi dengan
banyak sampel uji.
2.4.2 Pengujian Kecepatan Infiltrasi
Pengujian kecepatan infiltrasi dilakukan dengan menuangkan air ke ring yang telah
disiapkan dengan ukuran diameter 30 cm dan ketinggian lebih dari 15 mm dan diletakkan di
atas beton pervious berbentuk plat. Adapun rumus kecepatan infiltrasi sesuai ASTM C 170,
yaitu :
29
Universitas Sumatera Utara
I=
Keterangan :
I = Kecepatan Infiltrasi (Inc/Hr)
M = Massa air (lb)
T = Lama infiltrasi (sec)
K = Constant (126,87)
D = Diameter ring (inc)
Kecepatan infiltrasi rata-rata dari benda uji dihitung dari jumlah kecepatan infiltrasi ratarata dibagi jumlah benda uji.
30
Universitas Sumatera Utara