30
2.3.4.3 Konsistensi
Konsistensi semen portland lebih banyak pengaruhya pada saat pencampuran awal, yaitu pada saat terjadi pengikatan sampai pada saat beton
mengeras. Konsistensi yang terjadi bergantung pada rasio antara semen dan air serta aspek-aspek bahan semen seperti kehalusan dan kecepatan hidrasi.
Konsistensi mortar bergantung pada konsistensi semen dan agregat pencampurnya.
2.3.4.4 Waktu Pengikatan
Pengikatan set adalah perubahan bentuk dari bentuk cair menjadi bentuk padat, tetapi masih belum mempunyai kekuatan. Pengikatan ini terjadi akibat
reaksi hidrasi yang terjadi pada permukaan butir semen, terutama butir trikalsium aluminat. Dengan penambahan gypsum , waktu pengikatan dapat diatur karena
gypsum memodifikasi hidrasi awal. Pengerasan hardening adalah pertumbuhan kekuatan dari beton atau mortar setelah bentuknya padat.
Waktu ikat adalah waktu yang diperlukan semen untuk mengeras terhitung dari mulai bereaksi dengan air dan menjadi pasta semen hingga pasta semen
cukup kaku untuk menahan tekanan. Waktu ikat semen dibedakan menjadi dua:
1. Waktu ikat awal initial setting time yaitu waktu dari pencampuran
semen dengan air menjadi pasta semen hingga hilangnya sifat keplastisan.
2. Waktu ikat akhir final setting time yaitu waktu antara terbentuknya
pasta semen hingga beton mengeras. Pada semen portland initial
Universitas Sumatera Utara
31 setting time berkisar 1.0-2.0 jam, tetapi tidak boleh kurang dari 1.0
jam, sedangkan final setting time tidak boleh lebih dari 8.0 jam. Waktu ikatan awal sangat penting pada control pekerjaan beton. Untuk
kasus-kasus tertentu, diperlukan initial setting time lebih dari 2.0 jam agar waktu terjadinya ikatan awal lebih panjang. Waktu yang panjang ini diperlukan untuk
transportasi hauling, penuangan dumpingpouring, pemadatan vibrating dan penyelesaiannya finishing. Proses ikatan ini disertai perubahan temperatur yang
dimulai terjadi sejak ikatan awal dan mencapai puncaknya pada waktu berakhirnya ikatan akhir. Waktu ikatan akan memendek karena naiknya
temperatur sebesar 30
o
C atau lebih. Waktu ikatan ini sangat dipengaruhi oleh jumlah air yang dipakai dan oleh lingkungan sekitarnya.
Pengikatan semu diukur dengan alat “Vicat” atau “Gillmore”. Pengikatan semu untuk persentase penetrasi akhir minimum pada semua jenis semen adalah
50.
1. Pengikatan Semu
Pengikatan semu false set adalah reaksi hidrasi yang belum waktunya, yaitu beberapa menit saja. Hal ini terjadi karena jumlah gypsum di dalam
campuran semen yang berlebih. Jika diaduk kembali tanpa menambahkan air maka daya plastisitasnya akan kembali dan kehilangan kekuatan akhir
tidak akan terjadi.
2. Pengikatan Kilat
Pengikatan kilat flash setquick set terjadi karena pengaruh panas reaksi trikalsium aluminat C
3
A dengan air yang cepat, yang terjadi karena kandungan C
3
A yang tinggi atau gypsum dalam semen kurang jumlahnya.
Universitas Sumatera Utara
32 Pengadukan tambahan pada beton tidak akan dapat mengembalikan
plastisitas beton. Agar beton dapat digunakan maka harus ditambahkan air dan semen ke dalam campuran agar faktor air-semen tetap konstan.
3
2.3.4.5 Reaksi Hidrasi
Ketika air ditambahkan ke dalam campuran semen, proses kimiawi yang disebut hidrasi akan berlangsung. Senyawa kimia di dalam semen akan bereaksi
dengan air dan membentuk komponen baru.
Mekanisme hidrasi semen ada dua, yaitu mekanisme larutan dan mekanisme padat. Pada mekanisme larutan, zat yang direaksikan larut dan
menghasilkan ion dalam larutan. Ion-ion ini kemudian akan bergabung sehingga menghasilkan zat yang menggumpal flocculate. Pada semen, karena daya larut
senyawa yang ada kecil maka hidrolisis lebih dominan daripada larutan. dalam campuran
Sumber : Nugraha, P. dan Antoni, 2007
Gambar 2.5 Diagram Reaksi Hidrasi Partikel Semen
Universitas Sumatera Utara
33
Tabel 2.6 Reaksi Hidrasi Senyawa Semen
3
Senyawa yang bereaksi Komponen yang dihasilkan
Trikalsium Silikat + Air Gel Tobermorit + Kalsium Hidroksida
Dikalsium Silikat + Air Gel Tobermorit + Kalsium Hidroksida
Tetrakalsium Aluminoferrit + Air + Kalsium Hidroksida
Kalsium Aluminoferrit Hidrat Tetrakalsium Aluminat + Air
+ Kalsium Hidroksida Tetrakalsium Aluminat Hidrat
Tetrakalsium Aluminat + Air + Gypsum
Kalsium Monosulfoaluminate
Sumber : Nugraha, P. dan Antoni, 2007
1. Hidrasi C
3
S dan C
2
S
Kalsium silikat akan terhidrasi menjadi gel kalsium silikat hidrat gel tobermorite dan kalsium hidroksida. Gel kalsium silikat hidrat, sering disingkat
gel C-S-H, memiliki komposisi yang bervariasi berbentuk rongga sebanyak 70 dari semen. Kalsium hidroksida yang dihasilkan akan membuat sifat basa kuat
pH=12.5. Ini menyebabkan semen sensitif terhadap asam dan akan mencegah timbulnya karat pada besi baja.
hidroksida kalsium
te tobermori
gel silikat
trikalsium 3CH
gel H
- S
- C
6H S
2C 3CaOH
O .3H
3CaO.2SiO O
6H 3CaO.SiO
2
3 2
2 2
2 2
hidroksida kalsium
te tobermori
gel silikat
dikalsium CH
gel H
- S
- C
6H S
2C CaOH
O .2H
3CaO.2SiO O
4H 2CaO.SiO
2
2 2
2 2
2 2
2. Hidrasi C
3
A
Hidrasi C
3
A terjadi secara mendadak dengan disertai pengeluaran panas yang banyak. Akan terbentuk Kristal kalsium aluminat hidrat yang menyebabkan
pengerasan hardening dari pasta semen. Kejadian ini disebut flash set atau quick
Universitas Sumatera Utara
34 set. Itu sebabnya perlu ditambahkan gypsum pada saat penggilingan klinker, untuk
memperkecil reaktivitas C
3
A.
hidrat aluminat
kalsium aluminat
trikalsium O
.12H .CaOH
O 3CaO.Al
CaOH O
12H O
3CaO.Al ettringite
gypsum aluminat
trikalsium O
.12H .CaSO
O 3CaO.Al
O .2H
CaSO O
10H O
3CaO.Al
2 2
3 2
2 2
3 2
2 4
3 2
2 4
2 3
2
C
3
A dan gypsum akan bereaksi lebih dahulu, menghasilkan kalsium sulfoaluminat. Kristal yang berbentuk jarum disebut ettringite. Ettringite
memblokir air dari permukaan C
3
A sehingga menunda hidrasi. Setelah gypsum bereaksi semua, barulah akan terbentuk kalsium aluminat hidrat.
3. Hidrasi C