Mix Design Beton Normal dan Animasi 3D Uji Tekan Beton
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Beton
Beton adalah suatu komposit dari beberapa bahan batu–batuan yang direkatkan oleh
bahan ikat. Beton dibentuk dari agregat campuran (halus dan kasar) dan ditambah
dengan pasta semen. Secara singkat, dapat dikatakan bahwa semen mengikat pasir dan
bahan-bahan agregat lain (batu kerikil, basalt dan sebagainya). Rongga diantara
bahan-bahan kasar diisi oleh bahan-bahan halus. Penerangan sepintas lalu ini
memberikan bayangan bahwa harus ada perbandingan optimal antara agregat
campuran yang bentuknya berbeda-beda agar pembentukan beton dapat dimanfaatkan
oleh seluruh material.
Dalam konstruksi, beton adalah sebuah bahan bangunan komposit yang terbuat
dari kombinasi aggregat dan pengikat semen. Bentuk paling umum dari beton adalah
beton semen Portland, yang terdiri dari agregat mineral (biasanya kerikil dan pasir),
semen dan air.
Umumnya masyarakat percaya bahwa beton mengering setelah pencampuran
dan peletakan. Sebenarnya, beton tidak menjadi padat karena air menguap, tetapi
semen berhidrasi, mengelem komponen lainnya bersama dan akhirnya membentuk
material seperti batu. Beton digunakan untuk membuat perkerasan jalan, struktur
bangunan, pondasi, jalan, jembatan penyeberangan, struktur parkiran, dasar untuk
pagar/gerbang, dan semen dalam beton atau tembok blok. Nama lama untuk beton
adalah batu cair.
2.2. Beton Normal
Beton Normal adalah beton yang mempunyai berat isi 2200-2500 kg/m3
menggunakan
agregat
alam
yang
dipecah
atau
tanpa
dipecah
tanpa
menggunakan bahan tambahan (BSN, 2000). Pembuatan beton dimulai dengan
melakukan perhitungan mix design terlebih dahulu, yang kemudian dilanjutkan
dengan proses pengecoran.
Universitas Sumatera Utara
6
2.3. Beton Segar (fresh concrete)
Beton segar yang baik adalah beton segar yang dapat diaduk, diangkut, dituang,
dipadatkan, tidak ada kecendrungan untuk terjadi segregation (pemisahan kerikil dari
adukan) maupun bleeding (pemisahan air dan semen dari adukan). Hal ini karena
segregation maupun bleeding mengakibatkan beton yang diperoleh tidak bagus.
Beberapa hal penting yang perlu diketahui dari sifat-sifat beton segar, yaitu:
kemudahan pengerjaan (workability), pemisahan kerikil (segregation), pemisahan air
(bleeding).
2.3.1. Kemudahan Pengerjaan (Workability)
Paul Nugraha dan Antoni (2007) mendeskripsikan kemudahan pengerjaan
(workability) adalah kemudahan suatu campuran beton segar untuk dikerjakan dan
dipadatkan. Kemudahan pengerjaan dapat dilihat dari nilai slump yang identik dengan
tingkat keplastisan beton. Semakin plastis beton, semakin mudah pengerjaannya.
Beberapa unsur yang mempengaruhi workability, yaitu :
1.
Jumlah air pencampur
Semakin banyak jumlah air yang digunakan, maka semakin mudah beton
dikerjakan.
2.
Kandungan semen
Penambahan semen ke dalam campuran juga memudahkan cara
pengerjaan adukan betonnya, karena pasti diikuti dengan penambahan air
campuran untuk memperoleh nila FAS (faktor air semen) tetap.
3.
Gradasi campuran pasir dan kerikil
Bila campuran pasir dan kerikil mengikuti gradasi yang telah disarankan
oleh peraturan maka adukan beton akan mudah dikerjakan. Gradasiadalah
distribusi ukuran dari agregat berdasarkan hasil presentase beratyang
lolos pada setiap ukuran saringan dari analisa saringan.
4.
Bentuk butiran agregat
Agregat yang memiliki bentuk bulat, lebih mudah untuk dikerjakan.
5.
Cara pemadatan dan alat pemadat
Bila cara pemadatan dilakukan dengan alat getar maka diperlukan tingkat
kelecakan
yang berbeda, sehingga
diperlukan jumlah
air
yang
lebih sedikit daripada jika dipadatkan dengan tangan.
Universitas Sumatera Utara
7
Kemudahan pengerjaan (workability) dapat diperiksa dengan melakukan
pengujian slump yang berdasar pada SNI 03-1972-1990. Percobaan ini menggunakan
kerucut berbahan baja yang berbentuk terpancung (kerucut abrams). Kerucut ini
memiliki diameter atas sebesar 10 cm, bagian bawah 20 cm, dan memiliki tinggi 30
cm. Kerucut ini juga dilengkapi dengan pegangan untuk mengangkat kerucut ketika
sudah dipenuhi dan dipadatkan dengan beton segar seperti yang ditunjukkan pada
gambar 2.1.
Gambar 2.1. Slump Test Menggunakan Kerucut Abrams (Design IMKI, 2016)
Berdasarkan cara penentuan nilai, slump dibedakan atas tiga jenis, yaitu :
1.
Slump sejati ( Slump sebenarnya )
Merupakan penurunan umum dan seragam tanpa ada adukan beton yang
pecah, oleh karena itu dapat disebut slump yang sebenarnya.Pengambilan
nilai slump sebenarnya dengan mengukur penurunan minimum dari
puncak kerucut.
Nilai Slump
Gambar 2.2. Slump Sejati (Tambunan, 2015)
2.
Slump Geser
Slump geser terjadi bila separuh puncaknya tergeser atau tergelincir ke
Universitas Sumatera Utara
8
bawah pada bidang miring. Pengambilan nilai slump geser ini ada dua
yaitu dengan mengukur penurunan minimum dan penurunan rata-rata
dari puncak kerucut.
Nilai Slump
Gambar 2.3. Slump Geser (Tambunan, 2015)
3.
Slump Runtuh
Terjadi pada kerucut adukan beton yang runtuh seluruhnya akibat
adukan beton yang terlalu cair, pengambilan nilai slump ini dengan
mengukur penurunan minimum dari puncak kerucut.
Nilai Slump
Gambar 2.4. Slump Runtuh (Tambunan, 2015)
2.3.2 Pemisahan Kerikil ( Segregation )
Segregation adalah terpisahnya agregat kasar dari campuran beton. Segregation dapat
terjadi karena turunnya butiran ke bawah dari beton segar akibat cara penuangan dan
pemadatan yang salah. Menurut Paul Nugraha dan Antoni (2007) segregation tidak
bisa diujikan sebelumnya, hanya dapat dilihat setelah semuanya terjadi.
Faktor – faktor yang mempengaruhi terjadinya segregation adalah :
1.
Campuran yang kurus ( kurang semen ).
2.
Campuran yang terlalu banyak air.
3.
Ukuran agregat maksimum lebih dari 40 mm.
4.
Semakin kasar permukaan agregat
5.
Jumlah agregat halus yang relatif sedikit.
Universitas Sumatera Utara
9
Segregation bersifat kurang baik terhadap beton setelah mengeras. Ada beberapa cara
yang dapat dilakukan untuk mengurangi kecenderungan segregation yaitu :
1.
Mengurangi pemakaian air.
2.
Adukan beton sebaiknya jangan dijatuhkan dari ketinggian yang terlalu
tinggi.
3.
Penggunaan ukuran agregat yang sesuai syarat.
4.
Cara untuk mengangkut, penuangan, dan pemadatan harus dilakukan
dengan cara yang benar.
2.3.3. Pemisahan Air ( Bleeding )
Bleeding adalah keluarnya air pada permukaan beton sesudah dicampur tetapi belum
mengalami pengikatan. Jadi bleeding adalah bentuk dari segregation. Bleeding
disebabkan karena partikel-partikel agregat dalam campuran beton tidak mampu
menahan air.
Paul Nugraha dan Antoni (2007) mengatakan Bleeding dapat dilihat dengan
terbentuknya lapisan air pada permukaan beton. Karena berat jenis semen lebih dari
tiga kali lipat berat jenis air maka butir semen dalam pasta, terutama yang cair
cenderung turun.
Bleeding dapat menyebabkan kelemahan, porositas dan keawetan yang kurang.
Kantung-kantung air terjadi di bawah agregat kasar atau di bawah tulangan, yang
menimbulkan daerah-daerah lemah dan mereduksi ikatan-ikatan. Jika air menguap
sangat cepat akan terjadi retakan-retakan plastis.
Terjadinya bleeding dapat direduksi dengan cara :
1.
Memberi lebih banyak semen.
2.
Menggunakan air seminimal mungkin.
3.
Menggunakan pasir lebih banyak.
4.
Meningkatkan hidrasi semen dengan menggunakan semen dengan kadar
CS3 ( trikalsium silikat ) yang tinggi.
2.4.
Bahan Campuran Beton
Bahan campuran beton memiliki peranan yang penting untuk memperoleh beton
sesuai keinginan. Bahan ini harus memenuhi beberapa syarat agar dapat digunakan
Universitas Sumatera Utara
10
dalam campuran beton. Beton terdiri dari agregat halus (pasir), agregat kasar (dalam
hal ini batu apung dan kerikil), air, dan semen.
2.4.1. Semen
Semen merupakan hasil industri yang sangat kompleks, dengan campuran serta
susunan yang berbeda-beda. Semen dikelompokkan menjadi dua kelompok, yaitu:
semen non hidrolik dan semen hidrolik.
Semen non-hidrolik tidak dapat mengikat dan mengeras di dalam air, akan
tetapi dapat mengeras di udara. Contoh utama dari semen non hidrolik adalah kapur.
Sedangkan semen hidrolik mempunyai kemampuan untuk mengikat dan mengeras di
dalam air. Contoh semen hidrolik antara lain kapur hidrolik, semen pozzolan, semen
terak, semen alam, semen Portland, semen Portland pozzolan, semen Portland terak
tanur tinggi, semen alumina dan semen expansif.
Semen adalah bahan yang digunakan untuk campuran agregat (pasir halus dan
kasar). Fungsi utama semen sebagai bahan perekat untuk mengikat butir-butir agregat
sehingga membentuk suatu massa yang padat dan mengisi rongga udara di antara
butir-butir agregat sehingga banyak digunakan pada pembangunan di sektor
konstruksi sipil.
Jenis semen yang digunakan dalam pembuatan beton normal ini adalah semen
Portland. Pengaruh dari semen pada kekuatan beton normal untuk suatu perbandingan
bahan-bahan ditentukan oleh kehalusan butiran-butiran dan komposisi kimianya
melalui hidrasi untuk mengikat dan menyatukan agregat menjadi padat. Bahan utama
pembentuk semen portland dapat dilihat pada tabel 2.1 :
Universitas Sumatera Utara
11
Tabel 2.1. Bahan Baku Semen
Jenis Bahan
Kadar (%)
Batu Kapur (CaO)
60-65
Pasir Silikat (SiO2)
17-25
Tanah Liat (Al2O3)
3-8
Biji Besi (Fe2O3)
0,5-6
Magnesia (MgO)
0,5-4
Sulfur (SO3)
1-2
Soda / Potash (Na2O + K2O)
0,5-1
Beberapa jenis semen Portland jika dilihat dari segi penggunaan, :
a.
Jenis I, semen Portland jenis umum (normal Portland cement) yaitu jenis
semen Portland untuk penggunaan dalam konstruksi beton secara umum
yang tidak memerlukan sifat-sifat khusus.
b.
Jenis II, semen jenis khusus dengan perubahan-perubahan (modified
portland cement). Semen ini memiliki panas hidrasi lebih rendah dan
keluarnya panas lebih lambat daripada semen jenis I. jenis ini digunakan
untuk bangunan tebal seperti pilar dengan ukuran besar. Panas hidrasi
yang agak rendah dapat berakibat retak-retak pengerasan. Jenis ini dapat
juga digunakan untuk bangunan drainase ditempat yang memiliki
konsentrasi sulfat agak tinggi.
c.
Jenis III, semen Portland dengan kekuatan awal tinggi (high early strength
Portland cement). Jenis memperoleh kekuatan besar dalam waktu yang
singkat. Umumnya digunakan untuk perbaikan bangunanbeton yang perlu
segera digunakan.
d.
Jenis IV, semen Portland dengan panas hidrasi rendah (low heat Portland
cement).
Jenis
ini
merupakan
jenis
khusus
untuk
penggunaan
yangmemerlukan panas hidrasi yang rendah dan kekuatannya lambat.
Jenis ini dipergunakan untuk bangunan beton massa seperti bendungan.
Universitas Sumatera Utara
12
e.
Jenis V, semen Portland tahan sulfat (sulfate resisting Portland cement).
Jenis ini merupakan jenis khusus untuk penggunaan pada bangunan yang
terkena sulfat seperti di tanah dan di air yang tinggi kadar alkalinya.
Pengerasan berjalan lebih lambat daripada semen Portland biasa.
2.4.2. Agregat
Agregat yang banyak digunakan pada campuran beton sifatnya yang ekonomis adalah
pasir dan kerikil. Pasir dan kerikil diperoleh dari lubang-lubang galian atau dikeruk
dari dasar sungai atau dasar laut. Agregat ini menempati kira-kira 70% volume beton.
Agregat adalah butiran mineral yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam
campuran beton. Batuan yang baik dipakai sebagai agregat adalah butiran-butiran
yang keras, kompak, tidak pipih dan kekal (tidak mudah berubah volumenya karena
pengaruh cuaca dan keadaan sekelilingnya).
Agregat dapat dibedakan atas dua jenis yaitu: agregat alam dan agregat buatan
(pecahan). Agregat alam dan buatan inipun dapat dibedakan berdasarkan beratnya,
asalnya, diameter butirnya (gradasi) dan tekstur permukaannya. Pada Gambar 2.5
dapat dilihat pembagian jenis agregat berdasarkan sumber materialnya.
JENIS-JENIS AGREGAT
AGREGAT BERAT
BIJI BESI, TERAK
TANUR TINGGI
AGREGAT NORMAL
PASIR GUNUNG
PASIR SUNGAI
PASIR LAUT
AGREGAT
ALAM
-PECAHAN BATA
- TERAK TANUR
PASIR
BATUAN BEKU
BATUAN
BATUAN ENDAPAN
AGREGAT
BUATAN
AGREGAT
ALAM
KERIKIL
AGREGAT RINGAN
AGREGAT
BUATAN
TANPA
PENGOLAHAN
BATUAN
DENGAN PANAS
(Batu Klinker)
TANPA
PENGOLAHAN
BATUAN
DENGAN PANAS
(Batu Klinker)
PENGOLAHAN
BATUAN
DENGAN PANAS
(Terak, Batu Tulis,
Lempung)
PENGOLAHAN
BATUAN
DENGAN PANAS
(Terak, Batu Tulis,
Lempung)
Gambar 2.5. Klasifikasi agregat berdasarkan sumber material
Universitas Sumatera Utara
13
Agregat yang digunakan dalam campuran beton harus memiliki gradasi butiran
yang baik, artinya harus terdiri dari butiran yang beragam besarnya, agar dapat
memiliki daya ikat antara butiran dan mengurangi semen. Butiran yang kecil akan
mengisi pori-pori antara butiran besar, sehingga akan diperoleh campuran yang padat
dan volume pori sekecil mungkin. Pengukuran besar butir agregat didasarkan atas
suatu pemeriksaan yang dilakukan dengan menggunakan alat yang berupa ayakan
dengan besar lubang yang telah ditetapkan. Pada tabel 2.2 dapat dilihat ukuran
diameter agregat halus.
Tabel 2.2. Susunan Besar Butiran Agregat Halus
Ukuran Ayakan (mm)
% Lolos Kumulatif
9.50
100
4,75
95-100
2,36
80-100
1,18
50-85
0,60
25-60
0,30
10-30
0,15
2-10
Ukuran butir agregat didefenisikan sebagai butiran yang dapat lolos pada suatu
ukuran ayakan tertentu. Agregat halus adalah agregat yang semua butirannya
menembus ayakan 4,8 mm. agregat halus disebut juga pasir, dapat diperoleh langsung
dari dasar sungai dan galian ataupun berasal dari hasil pemecahan batu. Agregat yang
butirannya lebih kecil dari 1,20 mm disebut pasir halus.
Agregat kasar adalah agregat dengan butiran-butiran yang tertinggal diatas
ayakan 4,80 mm s/d 40 mm. batu adalah agregat yang besar butirannya lebih dari
40mm. Secara umum agregat kasar sering disebut sebagai kerikil (ukuran butiran
antara 5mm s/d 40mm), kericak dan batu pecah. Cara yang paling banyak dilakukan
untuk membedakan jenis agregat adalah dengan analisa besar butirannya. Pada tabel
2.3 dapat dilihat ukuran butiran agregat kasar.
Universitas Sumatera Utara
14
Tabel 2.3. Susunan Besar Butiran Agregat Kasar
Ukuran Lubang Ayakan
% Lolos Kumulatif
38,10
95-100
19,10
35-70
9,52
10-30
4,76
0-5
Didalam beton, agregat halus dan kasar mengisi sebagian volume beton,
sehingga sifat dan mutu agregat sangat mempengaruhi sifat dan mutu beton.
Penggunaan agregat dalam beton adalah :
a.
Untuk menghemat penggunaan semen Portland
b.
Untuk menghasilkan kekuatan yang besar pada beton
c.
Untuk mengurangi susut pengerasan beton
d.
Untuk mencapai susunan yang padat pada beton, dengan gradasi
agregatyang baik akan didapat beton yang padat pula.
e.
Mengontrol sifat workability adukan beton.
Semakin banyak bahan batuan yang digunakan dalam beton maka akan
semakin hemat dalam penggunaan semen Portland sehingga harga beton dapat lebih
murah. Tentu saja dalam penggunaan agregat tersebut ada batasnya, sebab pasta
semen diperlukan untuk pelekatan butir-butir dalam pengisian rongga-rongga halus
dalam adukan beton. Agregat tidak susut, maka susut pengerasan pada beton hanya
disebabkan oleh adanya pengerasan pasta semen. Semakin banyak agregat semakin
berkurang susut pengerasan beton.
2.4.3 Air
Air diperlukan pada pembuatan beton untuk memicu proses kimiawi semen,
membasahi agregat dan memberikan kemudahan dalam pekerjaan beton. Air yang
dapat diminum umumnya dapat digunakan sebagai campuran beton. Air yang
mengandung senyawa-senyawa yang berbahaya, yang tercemar garam, minyak, gula
atau bahan kimia lainnya, bila dipakai dalam campuran beton akan menurunkan
kualitas beton, bahkan dapat mengubah sifat-sifat beton yang dihasilkan.
Air digunakan untuk membuat adukan menjadi bubur kental dan juga sebagai
bahan untuk menimbulkan reaksi pada bahan lain untuk dapat mengeras. Oleh karena
Universitas Sumatera Utara
15
itu, air sangat dibutuhkan dalam pelaksanaan pengerjaan bahan. Tanpa air, konstruksi
bahan tidak akan terlaksana dengan baik dan sempurna.
Nilai banding berat air dan semen untuk suatu adukan beton dinamakan water
cement ratio (w.c.r). Agar terjadi proses hidrasi yang sempurna dalam adukan beton,
pada umumnya dipakai nilai w.c.r 0,40-0,65 tergantung mutu beton yang hendak
dicapai, umumnya memakai nilai w.c.r yang rendah, sedangkan dilain pihak untuk
menambah daya workability diperlukan nilai w.c.r yang lebih tinggi.
Kekuatan dan mutu beton umumnya sangat dipengaruhi oleh air yang
digunakan. Air yang digunakan harus disesuaikan pada batas yang memungkinkan
untuk pelaksanaan pekerjaan campuran beton dengan baik. Jumlah air yang digunakan
pada campuran beton dapat dibagi menjadi dua kategori, yaitu :
1.
Air bebas, yaitu air yang diperlukan untuk hidrasi semen.
2.
Air resapan agregat.
2.5. Mix Design
Mix
design
adalah
tata
cara
pembuatan
rencana
beton
normal,
untuk
menghasilkan mutu beton sesuai rencana (BSN, 2000).Pada umumnya, proses mix
design dimulai dengan diberikannya rencana pembangunan seperti mutu beton,
deviasi standar, jenis semen yang dipakai, data agregat yang digunakan, dan juga
diberikan usia pengerjaan dengan satuan hari, yang dimana kemudian akan
menghasilkan
volume
material
yang
dibutuhkan
untuk
mencapai
rencana
pembangunan tersebut.
Adapun langkah-langkah lebih lengkapnya adalah sebagai berikut :
1.
Penetapan kuat tekan beton yang disyaratkan (f'c) pada umur tertentu.
2.
Penetapan nilai standar deviasi (Sd). Standar deviasi ditetapkan
berdasarkan
tingkat
mutu
pengendalian
pelaksanaan
campuran
betonnya.Makin baik mutu pelaksanaan makin kecil nilai standar
deviasinya. Jika mempunyai data hasil pembuatan beton serupa pada masa
lalu, maka jumlah data hasil uji minimum 30 buah, jika jumlah data
kurang dari 30 buahmaka harus dikalikan faktor pengali, seperti
tercantum pada Tabel 2.4.
Universitas Sumatera Utara
16
Tabel 2.4.Faktor pengali standar deviasi jumlah data 30 25 20 15
Jumlah Data
30
25
20
15
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Beton
Beton adalah suatu komposit dari beberapa bahan batu–batuan yang direkatkan oleh
bahan ikat. Beton dibentuk dari agregat campuran (halus dan kasar) dan ditambah
dengan pasta semen. Secara singkat, dapat dikatakan bahwa semen mengikat pasir dan
bahan-bahan agregat lain (batu kerikil, basalt dan sebagainya). Rongga diantara
bahan-bahan kasar diisi oleh bahan-bahan halus. Penerangan sepintas lalu ini
memberikan bayangan bahwa harus ada perbandingan optimal antara agregat
campuran yang bentuknya berbeda-beda agar pembentukan beton dapat dimanfaatkan
oleh seluruh material.
Dalam konstruksi, beton adalah sebuah bahan bangunan komposit yang terbuat
dari kombinasi aggregat dan pengikat semen. Bentuk paling umum dari beton adalah
beton semen Portland, yang terdiri dari agregat mineral (biasanya kerikil dan pasir),
semen dan air.
Umumnya masyarakat percaya bahwa beton mengering setelah pencampuran
dan peletakan. Sebenarnya, beton tidak menjadi padat karena air menguap, tetapi
semen berhidrasi, mengelem komponen lainnya bersama dan akhirnya membentuk
material seperti batu. Beton digunakan untuk membuat perkerasan jalan, struktur
bangunan, pondasi, jalan, jembatan penyeberangan, struktur parkiran, dasar untuk
pagar/gerbang, dan semen dalam beton atau tembok blok. Nama lama untuk beton
adalah batu cair.
2.2. Beton Normal
Beton Normal adalah beton yang mempunyai berat isi 2200-2500 kg/m3
menggunakan
agregat
alam
yang
dipecah
atau
tanpa
dipecah
tanpa
menggunakan bahan tambahan (BSN, 2000). Pembuatan beton dimulai dengan
melakukan perhitungan mix design terlebih dahulu, yang kemudian dilanjutkan
dengan proses pengecoran.
Universitas Sumatera Utara
6
2.3. Beton Segar (fresh concrete)
Beton segar yang baik adalah beton segar yang dapat diaduk, diangkut, dituang,
dipadatkan, tidak ada kecendrungan untuk terjadi segregation (pemisahan kerikil dari
adukan) maupun bleeding (pemisahan air dan semen dari adukan). Hal ini karena
segregation maupun bleeding mengakibatkan beton yang diperoleh tidak bagus.
Beberapa hal penting yang perlu diketahui dari sifat-sifat beton segar, yaitu:
kemudahan pengerjaan (workability), pemisahan kerikil (segregation), pemisahan air
(bleeding).
2.3.1. Kemudahan Pengerjaan (Workability)
Paul Nugraha dan Antoni (2007) mendeskripsikan kemudahan pengerjaan
(workability) adalah kemudahan suatu campuran beton segar untuk dikerjakan dan
dipadatkan. Kemudahan pengerjaan dapat dilihat dari nilai slump yang identik dengan
tingkat keplastisan beton. Semakin plastis beton, semakin mudah pengerjaannya.
Beberapa unsur yang mempengaruhi workability, yaitu :
1.
Jumlah air pencampur
Semakin banyak jumlah air yang digunakan, maka semakin mudah beton
dikerjakan.
2.
Kandungan semen
Penambahan semen ke dalam campuran juga memudahkan cara
pengerjaan adukan betonnya, karena pasti diikuti dengan penambahan air
campuran untuk memperoleh nila FAS (faktor air semen) tetap.
3.
Gradasi campuran pasir dan kerikil
Bila campuran pasir dan kerikil mengikuti gradasi yang telah disarankan
oleh peraturan maka adukan beton akan mudah dikerjakan. Gradasiadalah
distribusi ukuran dari agregat berdasarkan hasil presentase beratyang
lolos pada setiap ukuran saringan dari analisa saringan.
4.
Bentuk butiran agregat
Agregat yang memiliki bentuk bulat, lebih mudah untuk dikerjakan.
5.
Cara pemadatan dan alat pemadat
Bila cara pemadatan dilakukan dengan alat getar maka diperlukan tingkat
kelecakan
yang berbeda, sehingga
diperlukan jumlah
air
yang
lebih sedikit daripada jika dipadatkan dengan tangan.
Universitas Sumatera Utara
7
Kemudahan pengerjaan (workability) dapat diperiksa dengan melakukan
pengujian slump yang berdasar pada SNI 03-1972-1990. Percobaan ini menggunakan
kerucut berbahan baja yang berbentuk terpancung (kerucut abrams). Kerucut ini
memiliki diameter atas sebesar 10 cm, bagian bawah 20 cm, dan memiliki tinggi 30
cm. Kerucut ini juga dilengkapi dengan pegangan untuk mengangkat kerucut ketika
sudah dipenuhi dan dipadatkan dengan beton segar seperti yang ditunjukkan pada
gambar 2.1.
Gambar 2.1. Slump Test Menggunakan Kerucut Abrams (Design IMKI, 2016)
Berdasarkan cara penentuan nilai, slump dibedakan atas tiga jenis, yaitu :
1.
Slump sejati ( Slump sebenarnya )
Merupakan penurunan umum dan seragam tanpa ada adukan beton yang
pecah, oleh karena itu dapat disebut slump yang sebenarnya.Pengambilan
nilai slump sebenarnya dengan mengukur penurunan minimum dari
puncak kerucut.
Nilai Slump
Gambar 2.2. Slump Sejati (Tambunan, 2015)
2.
Slump Geser
Slump geser terjadi bila separuh puncaknya tergeser atau tergelincir ke
Universitas Sumatera Utara
8
bawah pada bidang miring. Pengambilan nilai slump geser ini ada dua
yaitu dengan mengukur penurunan minimum dan penurunan rata-rata
dari puncak kerucut.
Nilai Slump
Gambar 2.3. Slump Geser (Tambunan, 2015)
3.
Slump Runtuh
Terjadi pada kerucut adukan beton yang runtuh seluruhnya akibat
adukan beton yang terlalu cair, pengambilan nilai slump ini dengan
mengukur penurunan minimum dari puncak kerucut.
Nilai Slump
Gambar 2.4. Slump Runtuh (Tambunan, 2015)
2.3.2 Pemisahan Kerikil ( Segregation )
Segregation adalah terpisahnya agregat kasar dari campuran beton. Segregation dapat
terjadi karena turunnya butiran ke bawah dari beton segar akibat cara penuangan dan
pemadatan yang salah. Menurut Paul Nugraha dan Antoni (2007) segregation tidak
bisa diujikan sebelumnya, hanya dapat dilihat setelah semuanya terjadi.
Faktor – faktor yang mempengaruhi terjadinya segregation adalah :
1.
Campuran yang kurus ( kurang semen ).
2.
Campuran yang terlalu banyak air.
3.
Ukuran agregat maksimum lebih dari 40 mm.
4.
Semakin kasar permukaan agregat
5.
Jumlah agregat halus yang relatif sedikit.
Universitas Sumatera Utara
9
Segregation bersifat kurang baik terhadap beton setelah mengeras. Ada beberapa cara
yang dapat dilakukan untuk mengurangi kecenderungan segregation yaitu :
1.
Mengurangi pemakaian air.
2.
Adukan beton sebaiknya jangan dijatuhkan dari ketinggian yang terlalu
tinggi.
3.
Penggunaan ukuran agregat yang sesuai syarat.
4.
Cara untuk mengangkut, penuangan, dan pemadatan harus dilakukan
dengan cara yang benar.
2.3.3. Pemisahan Air ( Bleeding )
Bleeding adalah keluarnya air pada permukaan beton sesudah dicampur tetapi belum
mengalami pengikatan. Jadi bleeding adalah bentuk dari segregation. Bleeding
disebabkan karena partikel-partikel agregat dalam campuran beton tidak mampu
menahan air.
Paul Nugraha dan Antoni (2007) mengatakan Bleeding dapat dilihat dengan
terbentuknya lapisan air pada permukaan beton. Karena berat jenis semen lebih dari
tiga kali lipat berat jenis air maka butir semen dalam pasta, terutama yang cair
cenderung turun.
Bleeding dapat menyebabkan kelemahan, porositas dan keawetan yang kurang.
Kantung-kantung air terjadi di bawah agregat kasar atau di bawah tulangan, yang
menimbulkan daerah-daerah lemah dan mereduksi ikatan-ikatan. Jika air menguap
sangat cepat akan terjadi retakan-retakan plastis.
Terjadinya bleeding dapat direduksi dengan cara :
1.
Memberi lebih banyak semen.
2.
Menggunakan air seminimal mungkin.
3.
Menggunakan pasir lebih banyak.
4.
Meningkatkan hidrasi semen dengan menggunakan semen dengan kadar
CS3 ( trikalsium silikat ) yang tinggi.
2.4.
Bahan Campuran Beton
Bahan campuran beton memiliki peranan yang penting untuk memperoleh beton
sesuai keinginan. Bahan ini harus memenuhi beberapa syarat agar dapat digunakan
Universitas Sumatera Utara
10
dalam campuran beton. Beton terdiri dari agregat halus (pasir), agregat kasar (dalam
hal ini batu apung dan kerikil), air, dan semen.
2.4.1. Semen
Semen merupakan hasil industri yang sangat kompleks, dengan campuran serta
susunan yang berbeda-beda. Semen dikelompokkan menjadi dua kelompok, yaitu:
semen non hidrolik dan semen hidrolik.
Semen non-hidrolik tidak dapat mengikat dan mengeras di dalam air, akan
tetapi dapat mengeras di udara. Contoh utama dari semen non hidrolik adalah kapur.
Sedangkan semen hidrolik mempunyai kemampuan untuk mengikat dan mengeras di
dalam air. Contoh semen hidrolik antara lain kapur hidrolik, semen pozzolan, semen
terak, semen alam, semen Portland, semen Portland pozzolan, semen Portland terak
tanur tinggi, semen alumina dan semen expansif.
Semen adalah bahan yang digunakan untuk campuran agregat (pasir halus dan
kasar). Fungsi utama semen sebagai bahan perekat untuk mengikat butir-butir agregat
sehingga membentuk suatu massa yang padat dan mengisi rongga udara di antara
butir-butir agregat sehingga banyak digunakan pada pembangunan di sektor
konstruksi sipil.
Jenis semen yang digunakan dalam pembuatan beton normal ini adalah semen
Portland. Pengaruh dari semen pada kekuatan beton normal untuk suatu perbandingan
bahan-bahan ditentukan oleh kehalusan butiran-butiran dan komposisi kimianya
melalui hidrasi untuk mengikat dan menyatukan agregat menjadi padat. Bahan utama
pembentuk semen portland dapat dilihat pada tabel 2.1 :
Universitas Sumatera Utara
11
Tabel 2.1. Bahan Baku Semen
Jenis Bahan
Kadar (%)
Batu Kapur (CaO)
60-65
Pasir Silikat (SiO2)
17-25
Tanah Liat (Al2O3)
3-8
Biji Besi (Fe2O3)
0,5-6
Magnesia (MgO)
0,5-4
Sulfur (SO3)
1-2
Soda / Potash (Na2O + K2O)
0,5-1
Beberapa jenis semen Portland jika dilihat dari segi penggunaan, :
a.
Jenis I, semen Portland jenis umum (normal Portland cement) yaitu jenis
semen Portland untuk penggunaan dalam konstruksi beton secara umum
yang tidak memerlukan sifat-sifat khusus.
b.
Jenis II, semen jenis khusus dengan perubahan-perubahan (modified
portland cement). Semen ini memiliki panas hidrasi lebih rendah dan
keluarnya panas lebih lambat daripada semen jenis I. jenis ini digunakan
untuk bangunan tebal seperti pilar dengan ukuran besar. Panas hidrasi
yang agak rendah dapat berakibat retak-retak pengerasan. Jenis ini dapat
juga digunakan untuk bangunan drainase ditempat yang memiliki
konsentrasi sulfat agak tinggi.
c.
Jenis III, semen Portland dengan kekuatan awal tinggi (high early strength
Portland cement). Jenis memperoleh kekuatan besar dalam waktu yang
singkat. Umumnya digunakan untuk perbaikan bangunanbeton yang perlu
segera digunakan.
d.
Jenis IV, semen Portland dengan panas hidrasi rendah (low heat Portland
cement).
Jenis
ini
merupakan
jenis
khusus
untuk
penggunaan
yangmemerlukan panas hidrasi yang rendah dan kekuatannya lambat.
Jenis ini dipergunakan untuk bangunan beton massa seperti bendungan.
Universitas Sumatera Utara
12
e.
Jenis V, semen Portland tahan sulfat (sulfate resisting Portland cement).
Jenis ini merupakan jenis khusus untuk penggunaan pada bangunan yang
terkena sulfat seperti di tanah dan di air yang tinggi kadar alkalinya.
Pengerasan berjalan lebih lambat daripada semen Portland biasa.
2.4.2. Agregat
Agregat yang banyak digunakan pada campuran beton sifatnya yang ekonomis adalah
pasir dan kerikil. Pasir dan kerikil diperoleh dari lubang-lubang galian atau dikeruk
dari dasar sungai atau dasar laut. Agregat ini menempati kira-kira 70% volume beton.
Agregat adalah butiran mineral yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam
campuran beton. Batuan yang baik dipakai sebagai agregat adalah butiran-butiran
yang keras, kompak, tidak pipih dan kekal (tidak mudah berubah volumenya karena
pengaruh cuaca dan keadaan sekelilingnya).
Agregat dapat dibedakan atas dua jenis yaitu: agregat alam dan agregat buatan
(pecahan). Agregat alam dan buatan inipun dapat dibedakan berdasarkan beratnya,
asalnya, diameter butirnya (gradasi) dan tekstur permukaannya. Pada Gambar 2.5
dapat dilihat pembagian jenis agregat berdasarkan sumber materialnya.
JENIS-JENIS AGREGAT
AGREGAT BERAT
BIJI BESI, TERAK
TANUR TINGGI
AGREGAT NORMAL
PASIR GUNUNG
PASIR SUNGAI
PASIR LAUT
AGREGAT
ALAM
-PECAHAN BATA
- TERAK TANUR
PASIR
BATUAN BEKU
BATUAN
BATUAN ENDAPAN
AGREGAT
BUATAN
AGREGAT
ALAM
KERIKIL
AGREGAT RINGAN
AGREGAT
BUATAN
TANPA
PENGOLAHAN
BATUAN
DENGAN PANAS
(Batu Klinker)
TANPA
PENGOLAHAN
BATUAN
DENGAN PANAS
(Batu Klinker)
PENGOLAHAN
BATUAN
DENGAN PANAS
(Terak, Batu Tulis,
Lempung)
PENGOLAHAN
BATUAN
DENGAN PANAS
(Terak, Batu Tulis,
Lempung)
Gambar 2.5. Klasifikasi agregat berdasarkan sumber material
Universitas Sumatera Utara
13
Agregat yang digunakan dalam campuran beton harus memiliki gradasi butiran
yang baik, artinya harus terdiri dari butiran yang beragam besarnya, agar dapat
memiliki daya ikat antara butiran dan mengurangi semen. Butiran yang kecil akan
mengisi pori-pori antara butiran besar, sehingga akan diperoleh campuran yang padat
dan volume pori sekecil mungkin. Pengukuran besar butir agregat didasarkan atas
suatu pemeriksaan yang dilakukan dengan menggunakan alat yang berupa ayakan
dengan besar lubang yang telah ditetapkan. Pada tabel 2.2 dapat dilihat ukuran
diameter agregat halus.
Tabel 2.2. Susunan Besar Butiran Agregat Halus
Ukuran Ayakan (mm)
% Lolos Kumulatif
9.50
100
4,75
95-100
2,36
80-100
1,18
50-85
0,60
25-60
0,30
10-30
0,15
2-10
Ukuran butir agregat didefenisikan sebagai butiran yang dapat lolos pada suatu
ukuran ayakan tertentu. Agregat halus adalah agregat yang semua butirannya
menembus ayakan 4,8 mm. agregat halus disebut juga pasir, dapat diperoleh langsung
dari dasar sungai dan galian ataupun berasal dari hasil pemecahan batu. Agregat yang
butirannya lebih kecil dari 1,20 mm disebut pasir halus.
Agregat kasar adalah agregat dengan butiran-butiran yang tertinggal diatas
ayakan 4,80 mm s/d 40 mm. batu adalah agregat yang besar butirannya lebih dari
40mm. Secara umum agregat kasar sering disebut sebagai kerikil (ukuran butiran
antara 5mm s/d 40mm), kericak dan batu pecah. Cara yang paling banyak dilakukan
untuk membedakan jenis agregat adalah dengan analisa besar butirannya. Pada tabel
2.3 dapat dilihat ukuran butiran agregat kasar.
Universitas Sumatera Utara
14
Tabel 2.3. Susunan Besar Butiran Agregat Kasar
Ukuran Lubang Ayakan
% Lolos Kumulatif
38,10
95-100
19,10
35-70
9,52
10-30
4,76
0-5
Didalam beton, agregat halus dan kasar mengisi sebagian volume beton,
sehingga sifat dan mutu agregat sangat mempengaruhi sifat dan mutu beton.
Penggunaan agregat dalam beton adalah :
a.
Untuk menghemat penggunaan semen Portland
b.
Untuk menghasilkan kekuatan yang besar pada beton
c.
Untuk mengurangi susut pengerasan beton
d.
Untuk mencapai susunan yang padat pada beton, dengan gradasi
agregatyang baik akan didapat beton yang padat pula.
e.
Mengontrol sifat workability adukan beton.
Semakin banyak bahan batuan yang digunakan dalam beton maka akan
semakin hemat dalam penggunaan semen Portland sehingga harga beton dapat lebih
murah. Tentu saja dalam penggunaan agregat tersebut ada batasnya, sebab pasta
semen diperlukan untuk pelekatan butir-butir dalam pengisian rongga-rongga halus
dalam adukan beton. Agregat tidak susut, maka susut pengerasan pada beton hanya
disebabkan oleh adanya pengerasan pasta semen. Semakin banyak agregat semakin
berkurang susut pengerasan beton.
2.4.3 Air
Air diperlukan pada pembuatan beton untuk memicu proses kimiawi semen,
membasahi agregat dan memberikan kemudahan dalam pekerjaan beton. Air yang
dapat diminum umumnya dapat digunakan sebagai campuran beton. Air yang
mengandung senyawa-senyawa yang berbahaya, yang tercemar garam, minyak, gula
atau bahan kimia lainnya, bila dipakai dalam campuran beton akan menurunkan
kualitas beton, bahkan dapat mengubah sifat-sifat beton yang dihasilkan.
Air digunakan untuk membuat adukan menjadi bubur kental dan juga sebagai
bahan untuk menimbulkan reaksi pada bahan lain untuk dapat mengeras. Oleh karena
Universitas Sumatera Utara
15
itu, air sangat dibutuhkan dalam pelaksanaan pengerjaan bahan. Tanpa air, konstruksi
bahan tidak akan terlaksana dengan baik dan sempurna.
Nilai banding berat air dan semen untuk suatu adukan beton dinamakan water
cement ratio (w.c.r). Agar terjadi proses hidrasi yang sempurna dalam adukan beton,
pada umumnya dipakai nilai w.c.r 0,40-0,65 tergantung mutu beton yang hendak
dicapai, umumnya memakai nilai w.c.r yang rendah, sedangkan dilain pihak untuk
menambah daya workability diperlukan nilai w.c.r yang lebih tinggi.
Kekuatan dan mutu beton umumnya sangat dipengaruhi oleh air yang
digunakan. Air yang digunakan harus disesuaikan pada batas yang memungkinkan
untuk pelaksanaan pekerjaan campuran beton dengan baik. Jumlah air yang digunakan
pada campuran beton dapat dibagi menjadi dua kategori, yaitu :
1.
Air bebas, yaitu air yang diperlukan untuk hidrasi semen.
2.
Air resapan agregat.
2.5. Mix Design
Mix
design
adalah
tata
cara
pembuatan
rencana
beton
normal,
untuk
menghasilkan mutu beton sesuai rencana (BSN, 2000).Pada umumnya, proses mix
design dimulai dengan diberikannya rencana pembangunan seperti mutu beton,
deviasi standar, jenis semen yang dipakai, data agregat yang digunakan, dan juga
diberikan usia pengerjaan dengan satuan hari, yang dimana kemudian akan
menghasilkan
volume
material
yang
dibutuhkan
untuk
mencapai
rencana
pembangunan tersebut.
Adapun langkah-langkah lebih lengkapnya adalah sebagai berikut :
1.
Penetapan kuat tekan beton yang disyaratkan (f'c) pada umur tertentu.
2.
Penetapan nilai standar deviasi (Sd). Standar deviasi ditetapkan
berdasarkan
tingkat
mutu
pengendalian
pelaksanaan
campuran
betonnya.Makin baik mutu pelaksanaan makin kecil nilai standar
deviasinya. Jika mempunyai data hasil pembuatan beton serupa pada masa
lalu, maka jumlah data hasil uji minimum 30 buah, jika jumlah data
kurang dari 30 buahmaka harus dikalikan faktor pengali, seperti
tercantum pada Tabel 2.4.
Universitas Sumatera Utara
16
Tabel 2.4.Faktor pengali standar deviasi jumlah data 30 25 20 15
Jumlah Data
30
25
20
15