Pengaruh Gradasi Limbah Plastik Pet Sebagai Agregat Kasar Terhadap Kuat Tekan Beton Ringan Struktural
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Beton
Beton merupakan ikatan dari material-material pembentuk beton, yaitu
terdiri dari campuran agregat (kasar dan halus), semen, air, dan pula ditambah
dengan bahan campuran tertentu apabila dianggap perlu. Bahan air dan semen
disatukan akan membentuk pasta semen berfungsi sebagai bahan pengikat,
sedangkan agregat halus dan agregat kasar sebagai pengisi (Paul Nugraha & Antoni,
2007).
Beton perlu direncanakan sedemikian rupa agar menghasilkan kekuatan
yang diinginkan. Tri Mulyono (2004) mengatakan agar dihasilkan kuat tekan beton
yang sesuai dengan rencana diperlukan mix design untuk menentukan jumlah
masing-masing bahan susun yang dibutuhkan. Di samping itu, adukan beton harus
diusahakan dalam kondisi yang benar-benar homogen dengan kelecakan tertentu agar
tidak terjadi segregasi. Selain perbandingan bahan susunnya, kekuatan beton
ditentukan oleh padat tidaknya campuran bahan penyusun beton tersebut. Semakin
kecil rongga yang dihasilkan dalam campuran beton, maka semakin tinggi kuat desak
beton yang dihasilkan.
Nawy
(1985)
menyebutkan
parameter-parameter
yang
paling
mempengaruhi kekuatan beton adalah: a). kualitas semen, b). proporsi semen
terhadap campuran, c). kekuatan dan kebersihan agregat, d). interaksi atau adhesi
antar pasta semen dengan agregat, e). pencampuran yang cukup dari bahan-bahan
pembentuk beton, f). penempatan yang benar, penyelesaian dan pemadatan beton. g).
Universitas Sumatera Utara
Perawatan beton, dan h). Kandungan klorida tidak melebihi 0,15 % dalam beton
yang diekspos dari 1% bagi beton yang tidak diekspos.
2.2.
Kelebihan dan Kelemahan Beton
Dari pemakaiannya yang begitu luas maka dapat diduga sejak dini bahwa
struktur beton mempunyai banyak keunggulan dibanding materi struktur yang lain.
Namun di samping segala keunggulan, beton sebagai struktur juga mempunyai
beberapa kelamahan yang perlu dipertimbangkan.
Kelebihan dan kelemahan beton (Paul Nugraha & Antoni, 2007):
Kelebihan
a. Ketersediaan (availability) material dasar.
1. Agregat dan air pada umumnya bisa didapat dari lokal setempat.
2. Tidak demikian halnya dengan struktur baja, karena harus dibuat di
pabrik, apalagi kalau masih harus impor.
3. Ada masalah lain dengan struktur kayu.
b. Kemudahan untuk digunakan (versatility).
1. Pengangkutan mudah, karena masing-masing bisa diangkut secara
terpisah.
2. Beton bisa dipakai unutk berbagai struktur, seperti bendungan, fondasi,
jalan, landasan bandar udara, pipa, perlindungan dan radiasi, isolator
panas. Beton ringan bisa dipakai untuk blok dan panel. Beton arsitektural
bisa untuk keperluan dekoratif.
3. Beton bertulang bisa dipakai untuk berbagai struktur yang lebih berat,
seperti jembatan, gedung, tandon air, bangunan maritim, instalasi militer
Universitas Sumatera Utara
dengan beban kejut besar, landasan pacu pesawat terbang, kapal dan
sebagainya.
c. Kemampuan beradaptasi (adabtability).
1. Beton bersifat monolit sehingga tidak memerlukan sambungan seperti
baja.
2. Beton dapat dicetak dan dibentuk dengan ukuran berapapun, misalnya
pada struktur cangkang (shell) maupun bentuk-bentuk khusus 3 dimensi.
3. Beton dapat diproduksi dengan berbagai cara yang disesuaikan dengan
situasi sekitar.
4. Konsumsi energi minimal per kapasitas jauh lebih rendah dari baja,
bahkan lebih rendah dari proses pembuatan batu bata.
d. Kebutuhan pemeliharaan yang minimal.
Secara umum katahanan (durability) beton cukup tinggi, lebih tahan karat,
sehingga tidak perlu dicat seperti stuktur baja, dan lebih tahan terhadap
bahaya kebakaran.
Kelemahan
a. Berat sendiri beton yang besar, sekitar 2400 kg/m³.
b. Kekuatan tariknya rendah, meskipun kekuatan tekannya besar.
c. Beton cenderung untuk retak, karena semenny hidraulis. Baja tulangan bisa
berkarat, meskipun tidak terekspos separah struktur baja.
d. Kualitasnya sangat tergantung cara pelaksanaan di lapangan. Beton yang baik
maupun yang buruk dapat terbentuk dari rumus dan campuran yang sama.
Universitas Sumatera Utara
e. Struktur beton sulit untuk dipindahkan. Pemakain kembali atau daur-ulang
sulit dan tidak ekonomis. Dalam hal ini struktur baja lebih unggul, misalnya
tinggal melepas sambungannya saja.
2.3.
Sifat dan Karakteristik yang Dibutuhkan pada Perancangan Beton
Sifat dan karakteristik yang dibutuhkan pada perancangan beton (Tri
Mulyono, 2004):
a. Kuat Tekan Beton
Kekuatan tekan merupakan salah satu kinerja utama beton. Kekuatan tekan adalah
kemampuan beton untuk menerima gaya tekan persatuan luas.Walaupun dalam
beton terdapat tegangan tarik yang kecil, diasumsikan bahwa semua tegangan
tekan didukung oleh beton tersebut.
b. Kemudahan Pengerjaan
Walaupun suatu struktur beton dirancang agar mempunyai kuat tekan yang tinggi,
tetapi jika rancangan tersebut tidak dapat diimplementasikan di lapangan karena
sulit untuk dikerjakan maka rancangan tersebut menjadi percuma.
c. Rangkak dan Susut
Rangkak (creep) atau lateral material flow didefinisikan sebagai penambahan
regangan terhadap waktu akibat adanya beban yang bekerja (Nawy, 1985).
Susut didefinisikan sebagai perubahan volume yang tidak berhubungan dengan
beban. Proses rangkak selalu dihubungkan dengan susut karena keduanya terjadi
bersamaan dan sering kali memberikan pengaruh yang sama terhadap deformasi.
Universitas Sumatera Utara
2.4.
Umur Beton
Beton memiliki umur tertentu untuk mencapai kekuatannya. Tri Mulyono
(2004) menjelaskan bahwa kekuatan tekan beton akan bertambah dengan naiknya
umur beton. Kekuatan beton akan naik secara cepat (linear) sampai umur 28 hari,
tetapi setelah itu kenaikannya akan kecil. Kekuatan tekan beton pada kasus-kasus
tertentu akan bertambah sampai beberapa tahun dimuka. Biasanya kekuatan tekan
rencana beton dihitung pada umur 28 hari. Untuk struktur yang menghendaki
kekuatan awal tinggi, maka campuran dikombinasikan dengan semen khusus atau
ditambah dengan bahan tambah kimia dengan tetap menggunakan jenis semen tipe I
(OPC-I). Laju kenaikan umur beton sangat tergantung dari pengunaan bahan
penyusunnya yang paling utama adalah penggunaan bahan semen karena semen
cenderung secara langsung emperbaiki kinerja tekannya.
2.5.
Kekuatan Tekan Beton (f’c)
Kuat tekan beton mengidentifikasikan mutu dari sebuah struktur. Semakin
tinggi tingkat kekuatan struktur yang dikehendaki, semakin tinggi pula mutu beton
yang dihasilkan. Di dalam SNI 03-2834-2000 tentang Tata Cara Pembuatan Rencana
Campuran Beton Normal, kekuatan tekan beton dinotasikan sebagai berikut:
f’c = Kekuatan tekan beton yang disyaratkan (MPa).
fck =
Kekuatan tekan beton yang didapatkan dari hasil uji kubus 150 mm atau
dari silinder dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm (MPa).
fc
=
f’cr =
Kekuatan tarik dari hasil uji belah silinder beton (MPa).
Kekuatan tekan beton rata-rata yang dibutuhkan, sebagai dasar pemilihan
perancangan campuran beton (MPa).
Universitas Sumatera Utara
S
=
Deviasi standar (MPa).
Menurut Tri Mulyono (2004) beton harus dirancang proporsi campurannya
agar menghasilkan suatu kuat tekan rata-rata yang disyaratkan. Pada tahap
pelaksanaan konstruksi, beton yang telah dirancang campurannya harus diproduksi
sedemikian rupa sehingga memperkecil frekuensi terjadinya beton dengan kuat tekan
yang lebih rrendah dari f’c seperti yang telah disyaratkan. Kriteria penerimaan beton
tersebut harus pula sesuai dengan standar yang berlaku. Menurut Standar Nasional
Indonesia, kuat tekan harus memenuhi 0,85 f’c untuk kuat tekan rata-rata dua silinder
dan memenuhi f’c + 0,82 s untuk rata-rata empat buah benda uji yang berpasangan.
Jika tidak memnuhi, maka diuji mengikuti ketentuan selanjutnya.
Kekuatan beton normal berkisar 200 kg/cm2 sampai 500 kg/cm2. Nilai kuat
tekan beton diperoleh melalui pengujian tekan menggunakan mesin uji dengan cara
memberikan beban tekan secara bertingkat dengan kecepatan pembebanan tertentu.
Beban maksimum diperoleh saat benda uji pecah. Beban tersebut dibagi dengan luas
penampang benda uji merpakan nilai kuat tekan beton yang dinyatakan dalam kg/cm2
atau MPa. Tata cara pengujian yang umum dipakai adalah standar ASTM C 39.
Rumus yang digunakan untuk perhitungan kuat tekan beton adalah:
P
f’c= A
(2.1)
Keterangan:
f’c = Kuat tekan beton yang disyaratkan (MPa)
P = Beban maksimum (kN)
A = Luas penampang benda uji (cm2)
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan SNI 03-1974-1990, ketentuan untuk nilai f’c harus didasarkan
pada uji silinder. Konversi nilai karna bentuk benda uji dapat dilihat pada tabel
berikut:
Tabel 2.1. Konversi Nilai Kuat Tekan Beton (Anonim 2, 1990)
Benda Uji
Perbandingan
Kubus 15 cm x 15 cm x 15 cm
1,00
Kubus 20 cm x 20 cm x 20 cm
0,95
Silinder 15 cm x 30 cm
0,83
Kuat tekan sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:
1. Pengaruh mutu semen portland.
2. Pengaruh dari perbandingan adukan beton.
3. Pengaruh air untuk membuat adukan.
4. Pengaruh umur beton.
5. Pengaruh waktu pencampuran.
6. Pengaruh perawatan.
7. Pengaruh bahan campuran tambahan.
Pengaruh umur beton terhadap kekuatan tekan beton dapat dilihat pada
tabel di SNI T-15-1990-03 sebagai berikut:
Tabel 2.2. Perbandingan Kuat Tekan Beton pada Berbagai Umur (Anonim 3, 1991)
Umur beton
(hari)
PC Type I
3
7
0.44
0.65
14
0.88
21
28
90
365
0.95
1.0
-
-
Universitas Sumatera Utara
2.6.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kekuatan Tekan Beton
Ada empat bagian utama yang mempengaruhi mutu dari kekuatan beton,
yaitu (1). Proporsi bahan-bahan penyusunnya, (2). Metode perancangan, (3).
Perawatan dan (4). Keadaan pada saat pengecoran dilaksanakan, yang terutama
dipengaruhi oleh lingkungan setempat (Tri Mulyono, 2004).
Gambar 2.1. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kekuatan Beton ( Tri Mulyono,
2004)
FAKTOR-FAKTOR yang MEMPENGARUHI KEKUATAN TEKAN BETON
Bahan-bahan
Penyusun Beton
Air
Semen
Agregat
Metode
Pencampuran
Admixture
Mutu
Kasar
Penentuan
proposrsi
bahan, dll
Halus
Pengadukan Pembasahan
FAS
Kehalusan
Butir
Jumlah
Komposisi
Kimia
Komposisi
Kimia
2.7.
Kekuatan
Bahan
Suhu
Waktu
Pengecoran
Pemadatan
Perbandingan
Agt/Semen
Keadaan pada saat
dilakukan percoabaan
Perawatan
Bentuk dan
Ukuran
Bentuk
dan
ukuran
Benda
Uji
Susunan
Permukaan
Kadar
Air
Benda
Uji
Gradasi
Suhu
Benda
Uji
Reaksi
Kimia
Keadaan
Perm.
Landasan
Benda
Uji
Cara
Pembebanan
Karakteristik
Panas
Semen Portland
Semen yang digunakan pada penelitian ini adalah semen portland. Menurut
Tri Mulyono (2004), semen merupakan bahan ikat yang penting dan banyak
digunakan. Semen akan bereaksi dan berikatan jika dicampur dengan air. Semen
merupakan bahan pengikat yang penting dan banyak digunakan dalam pembangunan
fisik di sektor industri sipil. Jika ditambah air, semen akan menjadi pasta semen. Jika
Universitas Sumatera Utara
ditambah agregat halus, pasta semen akan menjadi mortar yang jika digabungkan
dengan agregat kasar akan menjadi campuran beton segar yang setelah mengeras
akan menjadi beton keras (concrete).
Di dalam Tri Mulyono (2004) juga dijelaskan bahwa semen portland adalah
bahan konstruksi yang paling banyak digunakan dalam pekerjaan beton. Menurut
ASTM C-150, 1985, semen portland didefinisikan sebagai semen hidrolik yang
dihasilkan dengan menggiling klinker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik, yang
umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium sulfat sebagai bahan
tambahan yang digiling bersama-sama dengan bahan utamanya. Perbandingan
bahan-bahan utama penyusun semen portland adalah kapur (CaO) sekitar 60%-65%,
silika (SiO2) sekitar 20%-25%, dan oksida besi serta alumina (Fe2O3 dan Al2O3)
sekitar 7%-12% .
Berdasarkan SNI 15-2049-2004, jenis dan penggunaan semen portland
adalah sebagai berikut:
Jenis I yaitu semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan
persyaratan-persyaratan khusus seperti yang disyaratkan pada jenis-jenis lain.
Jenis II yaitu semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan
ketahanan terhadap sulfat dan kalor hidrasi sedang.
Jenis III yaitu semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan
kekuatan tinggi pada tahap permulaan setelah pengikatan terjadi.
Jenis IV yaitu semen portland yang penggunaannya memerlukan kalor hidrasi
rendah.
Jenis V yaitu semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan
ketahanan tinggi terhadap sulfat.
Universitas Sumatera Utara
2.8.
Agregat
Agregat (yang tidak bereaksi) adalah bahan-bahan campuran beton yang
saling diikat oleh perekat semen. Agregat yang umum dipakai adalah pasir, kerikil
dan batu-batu pecah. Pemilihan agregat tergantung dari:
•
syarat-syarat yang ditentukan beton
•
persediaan lokasi pembuatan beton
•
perbandingan yang telah ditentukan antar biaya dan mutu (R. Segel, P. Kole &
Gideon Kusuma, 1993).
Menurut Edward G. Nawy (2008), agregat merupakan komponen yang
paling berperan dalam menentukan besarnya. Pada beton biasanya terdapat sekitar
60% sampai 80% volume agregat. Agregat ini harus bergradasi sedemikian rupa
sehingga seluruh massa beton dapat berfungsi sebagai benda yang utuh, homogen,
dan rapat, di mana agregat yang berukuran kecil berfungsi sebagai pengisi celah yang
ada di antara agregat berukuran besar. Dua jenis agregat adalah:
•
agregat kasar (kerikil, batu pecah, atau pecahan-pecahan dari blast-furnace) dan
•
agregat halus (pasir alami dan buatan).
Dari jenis agregat di atas, agregat yang digunakan tergolong dalam agregat buatan
tetapi untuk pengganti agregat kasar.
Dengan agregat yang baik, beton dapat dikerjakan (workable), kuat, tahan
lama (durable) dan ekonomis. Pengaruhnya dapat dilihat pada table berikut.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.3. Pengaruh Sifat Agregat pada Sifat Beton ( Paul Nugraha & Antoni, 2007)
Sifat Agregat
Pengaruh pada
Sifat Beton
Bentuk, tekstur,
gradasi
Beton cair
Kelecakan
Pengikatan dan Pengerasan
Sifat fisik, sifat
kimia, mineral
Beton keras
Kekuatan, kekerasan,
Ketahanan (durability)
Agregat memilki harga yang lebih murah jika dibandingkan dengan semen,
maka akan lebih ekonomis jika dalam campuran beton digunakan banyak agregat
yang tentunya akan mempengaruhi jumlah penggunaan semen, namun tentunya
harus disesuaikan dengan spesifikasi dan kekuatan yang diinginkan dari perencanaan
beton tersebut. Agregat memberikan kontribusi yang besar terhadap beton, seperti
stabilitas volume, ketahanan abrasi, dan ketahanan umum (durability). Bahkan
beberapa sifat fisik beton secara langsung tergantung pada sifat agregat, seperti
kepadatan, panas jenis, dan modulus elastisitas.
Hal-hal yang juga harus dimiliki oleh agregat antara lain :
Kekuatan yang baik.
Tahan lama.
Tahan terhadap cuaca.
Permukaannya haruslah bebas dari kotoran seperti tanah liat, lumpur dan zat
organik yang akan memperlemah ikatannya dengan adukan semen.
Tidak boleh terjadi reaksi kimia yang tidak diinginkan diantara material tersebut
dengan semen.
Menurut standar SK SNI S-04-1989-F (Spesifikasi Bahan Bangunan Bagian
A), agregat untuk bahan bangunan sebaiknya dipilih yang memenuhi persyaratan
sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
Agregat halus
•
Butir-butirnya tajam dan keras, dengan indeks kekerasan ≤ 2,2.
•
Kekal, tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca (terik matahari dan
hujan). Jika di uji dengan larutan garam Natrium Sulfat bagian yang hancur
maksimum 12 %, jika dengan garam Magnesium Sulfat maksimum 18 %.
•
Tidak mengandung lumpur (butiran halus yang lewat ayakan 0,06 mm) lebih
dari 5 %.
•
Tidak mengandung zat organis terlalu banyak, yang dibuktikan dengan
percobaan warna dengan larutan 3 % NaOH, yaitu warna cairan di atas
endapan
agregat
halus
tidak
boleh
lebih
gelap
daripada
warna
standar/pembanding.
•
Modulus halus butir antara 1,50 – 3,80 dan dengan variasi butir sesuai
standar gradasi.
•
Agregat halus dari laut/pantai, boleh dipakai asalkan dengan petunjuk dari
lembaga pemeriksaan bahan-bahan yang diakui.
Agregat kasar
•
Butir-butirnya keras dan tidak berpori, indeks kekerasan ≤ 5 % (diuji dengan
goresan batang tembaga). Bila diuji dengan bejana Rudeloff atau Los
Angeles.
•
Kekal, tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca (terik matahari dan
hujan). Jika diuji dengan larutan garam Natrium Sulfat bagian yang hancur
maksimum 12 %, jika dengan garam Magnesium Sulfat maksimum 18 %.
•
Tidak mengandung lumpur (butiran halus yang lewat ayakan 0,06 mm) lebih
dari 1 %.
Universitas Sumatera Utara
•
Tidak boleh mengandung zat-zat yang reaktif terhadap alkali.
•
Butiran agregat yang pipih dan panjang tidak boleh lebih dari 20 %.
•
Modulus halus butir antara 6 – 7,10 dan dengan variasi butir sesuai standar
gradasi.
•
Ukuran butir maksimum tidak boleh melebihi dari : 1/5 jarak terkecil antara
bidang-bidang samping cetakan, 1/3 tebal pelat beton, 3/4 jarak bersih antar
tulangan atau berkas tulangan.
Berdasarkan SNI 03-2461-2002, khusus untuk agregat ringan yang
digunakan pada beton ringan struktural, syarat sifat fisisnya dapat dilihat pada tabel
berikut:
Tabel 2.4. Persyaratan Sifat Fisis Agregat Ringan untuk Beton Ringan Struktural
(Anonim 6, 2002)
No.
Sifat Fisis
Persyaratan
1
Berat jenis
1,0 – 1,8
2
Penyerapan maksimum (%), setelah direndam 24 jam
20
3
Berat isi maksimum
- gembur kering (kg/m³)
1120
- agregat halus
880
- agregat kasar
1040
- campuran agregat kasar dan halus
4
Nilai persentase volume padat (%)
60
5
Nilai 10 % kehalusan (ton)
9 - 14
Kadar bagian yang terapung setelah direndam dalam air 10
6
5
menit maksimum (%)
7
Kadar bahan yang mentah (clay dump) (%)
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Beton
Beton merupakan ikatan dari material-material pembentuk beton, yaitu
terdiri dari campuran agregat (kasar dan halus), semen, air, dan pula ditambah
dengan bahan campuran tertentu apabila dianggap perlu. Bahan air dan semen
disatukan akan membentuk pasta semen berfungsi sebagai bahan pengikat,
sedangkan agregat halus dan agregat kasar sebagai pengisi (Paul Nugraha & Antoni,
2007).
Beton perlu direncanakan sedemikian rupa agar menghasilkan kekuatan
yang diinginkan. Tri Mulyono (2004) mengatakan agar dihasilkan kuat tekan beton
yang sesuai dengan rencana diperlukan mix design untuk menentukan jumlah
masing-masing bahan susun yang dibutuhkan. Di samping itu, adukan beton harus
diusahakan dalam kondisi yang benar-benar homogen dengan kelecakan tertentu agar
tidak terjadi segregasi. Selain perbandingan bahan susunnya, kekuatan beton
ditentukan oleh padat tidaknya campuran bahan penyusun beton tersebut. Semakin
kecil rongga yang dihasilkan dalam campuran beton, maka semakin tinggi kuat desak
beton yang dihasilkan.
Nawy
(1985)
menyebutkan
parameter-parameter
yang
paling
mempengaruhi kekuatan beton adalah: a). kualitas semen, b). proporsi semen
terhadap campuran, c). kekuatan dan kebersihan agregat, d). interaksi atau adhesi
antar pasta semen dengan agregat, e). pencampuran yang cukup dari bahan-bahan
pembentuk beton, f). penempatan yang benar, penyelesaian dan pemadatan beton. g).
Universitas Sumatera Utara
Perawatan beton, dan h). Kandungan klorida tidak melebihi 0,15 % dalam beton
yang diekspos dari 1% bagi beton yang tidak diekspos.
2.2.
Kelebihan dan Kelemahan Beton
Dari pemakaiannya yang begitu luas maka dapat diduga sejak dini bahwa
struktur beton mempunyai banyak keunggulan dibanding materi struktur yang lain.
Namun di samping segala keunggulan, beton sebagai struktur juga mempunyai
beberapa kelamahan yang perlu dipertimbangkan.
Kelebihan dan kelemahan beton (Paul Nugraha & Antoni, 2007):
Kelebihan
a. Ketersediaan (availability) material dasar.
1. Agregat dan air pada umumnya bisa didapat dari lokal setempat.
2. Tidak demikian halnya dengan struktur baja, karena harus dibuat di
pabrik, apalagi kalau masih harus impor.
3. Ada masalah lain dengan struktur kayu.
b. Kemudahan untuk digunakan (versatility).
1. Pengangkutan mudah, karena masing-masing bisa diangkut secara
terpisah.
2. Beton bisa dipakai unutk berbagai struktur, seperti bendungan, fondasi,
jalan, landasan bandar udara, pipa, perlindungan dan radiasi, isolator
panas. Beton ringan bisa dipakai untuk blok dan panel. Beton arsitektural
bisa untuk keperluan dekoratif.
3. Beton bertulang bisa dipakai untuk berbagai struktur yang lebih berat,
seperti jembatan, gedung, tandon air, bangunan maritim, instalasi militer
Universitas Sumatera Utara
dengan beban kejut besar, landasan pacu pesawat terbang, kapal dan
sebagainya.
c. Kemampuan beradaptasi (adabtability).
1. Beton bersifat monolit sehingga tidak memerlukan sambungan seperti
baja.
2. Beton dapat dicetak dan dibentuk dengan ukuran berapapun, misalnya
pada struktur cangkang (shell) maupun bentuk-bentuk khusus 3 dimensi.
3. Beton dapat diproduksi dengan berbagai cara yang disesuaikan dengan
situasi sekitar.
4. Konsumsi energi minimal per kapasitas jauh lebih rendah dari baja,
bahkan lebih rendah dari proses pembuatan batu bata.
d. Kebutuhan pemeliharaan yang minimal.
Secara umum katahanan (durability) beton cukup tinggi, lebih tahan karat,
sehingga tidak perlu dicat seperti stuktur baja, dan lebih tahan terhadap
bahaya kebakaran.
Kelemahan
a. Berat sendiri beton yang besar, sekitar 2400 kg/m³.
b. Kekuatan tariknya rendah, meskipun kekuatan tekannya besar.
c. Beton cenderung untuk retak, karena semenny hidraulis. Baja tulangan bisa
berkarat, meskipun tidak terekspos separah struktur baja.
d. Kualitasnya sangat tergantung cara pelaksanaan di lapangan. Beton yang baik
maupun yang buruk dapat terbentuk dari rumus dan campuran yang sama.
Universitas Sumatera Utara
e. Struktur beton sulit untuk dipindahkan. Pemakain kembali atau daur-ulang
sulit dan tidak ekonomis. Dalam hal ini struktur baja lebih unggul, misalnya
tinggal melepas sambungannya saja.
2.3.
Sifat dan Karakteristik yang Dibutuhkan pada Perancangan Beton
Sifat dan karakteristik yang dibutuhkan pada perancangan beton (Tri
Mulyono, 2004):
a. Kuat Tekan Beton
Kekuatan tekan merupakan salah satu kinerja utama beton. Kekuatan tekan adalah
kemampuan beton untuk menerima gaya tekan persatuan luas.Walaupun dalam
beton terdapat tegangan tarik yang kecil, diasumsikan bahwa semua tegangan
tekan didukung oleh beton tersebut.
b. Kemudahan Pengerjaan
Walaupun suatu struktur beton dirancang agar mempunyai kuat tekan yang tinggi,
tetapi jika rancangan tersebut tidak dapat diimplementasikan di lapangan karena
sulit untuk dikerjakan maka rancangan tersebut menjadi percuma.
c. Rangkak dan Susut
Rangkak (creep) atau lateral material flow didefinisikan sebagai penambahan
regangan terhadap waktu akibat adanya beban yang bekerja (Nawy, 1985).
Susut didefinisikan sebagai perubahan volume yang tidak berhubungan dengan
beban. Proses rangkak selalu dihubungkan dengan susut karena keduanya terjadi
bersamaan dan sering kali memberikan pengaruh yang sama terhadap deformasi.
Universitas Sumatera Utara
2.4.
Umur Beton
Beton memiliki umur tertentu untuk mencapai kekuatannya. Tri Mulyono
(2004) menjelaskan bahwa kekuatan tekan beton akan bertambah dengan naiknya
umur beton. Kekuatan beton akan naik secara cepat (linear) sampai umur 28 hari,
tetapi setelah itu kenaikannya akan kecil. Kekuatan tekan beton pada kasus-kasus
tertentu akan bertambah sampai beberapa tahun dimuka. Biasanya kekuatan tekan
rencana beton dihitung pada umur 28 hari. Untuk struktur yang menghendaki
kekuatan awal tinggi, maka campuran dikombinasikan dengan semen khusus atau
ditambah dengan bahan tambah kimia dengan tetap menggunakan jenis semen tipe I
(OPC-I). Laju kenaikan umur beton sangat tergantung dari pengunaan bahan
penyusunnya yang paling utama adalah penggunaan bahan semen karena semen
cenderung secara langsung emperbaiki kinerja tekannya.
2.5.
Kekuatan Tekan Beton (f’c)
Kuat tekan beton mengidentifikasikan mutu dari sebuah struktur. Semakin
tinggi tingkat kekuatan struktur yang dikehendaki, semakin tinggi pula mutu beton
yang dihasilkan. Di dalam SNI 03-2834-2000 tentang Tata Cara Pembuatan Rencana
Campuran Beton Normal, kekuatan tekan beton dinotasikan sebagai berikut:
f’c = Kekuatan tekan beton yang disyaratkan (MPa).
fck =
Kekuatan tekan beton yang didapatkan dari hasil uji kubus 150 mm atau
dari silinder dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm (MPa).
fc
=
f’cr =
Kekuatan tarik dari hasil uji belah silinder beton (MPa).
Kekuatan tekan beton rata-rata yang dibutuhkan, sebagai dasar pemilihan
perancangan campuran beton (MPa).
Universitas Sumatera Utara
S
=
Deviasi standar (MPa).
Menurut Tri Mulyono (2004) beton harus dirancang proporsi campurannya
agar menghasilkan suatu kuat tekan rata-rata yang disyaratkan. Pada tahap
pelaksanaan konstruksi, beton yang telah dirancang campurannya harus diproduksi
sedemikian rupa sehingga memperkecil frekuensi terjadinya beton dengan kuat tekan
yang lebih rrendah dari f’c seperti yang telah disyaratkan. Kriteria penerimaan beton
tersebut harus pula sesuai dengan standar yang berlaku. Menurut Standar Nasional
Indonesia, kuat tekan harus memenuhi 0,85 f’c untuk kuat tekan rata-rata dua silinder
dan memenuhi f’c + 0,82 s untuk rata-rata empat buah benda uji yang berpasangan.
Jika tidak memnuhi, maka diuji mengikuti ketentuan selanjutnya.
Kekuatan beton normal berkisar 200 kg/cm2 sampai 500 kg/cm2. Nilai kuat
tekan beton diperoleh melalui pengujian tekan menggunakan mesin uji dengan cara
memberikan beban tekan secara bertingkat dengan kecepatan pembebanan tertentu.
Beban maksimum diperoleh saat benda uji pecah. Beban tersebut dibagi dengan luas
penampang benda uji merpakan nilai kuat tekan beton yang dinyatakan dalam kg/cm2
atau MPa. Tata cara pengujian yang umum dipakai adalah standar ASTM C 39.
Rumus yang digunakan untuk perhitungan kuat tekan beton adalah:
P
f’c= A
(2.1)
Keterangan:
f’c = Kuat tekan beton yang disyaratkan (MPa)
P = Beban maksimum (kN)
A = Luas penampang benda uji (cm2)
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan SNI 03-1974-1990, ketentuan untuk nilai f’c harus didasarkan
pada uji silinder. Konversi nilai karna bentuk benda uji dapat dilihat pada tabel
berikut:
Tabel 2.1. Konversi Nilai Kuat Tekan Beton (Anonim 2, 1990)
Benda Uji
Perbandingan
Kubus 15 cm x 15 cm x 15 cm
1,00
Kubus 20 cm x 20 cm x 20 cm
0,95
Silinder 15 cm x 30 cm
0,83
Kuat tekan sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:
1. Pengaruh mutu semen portland.
2. Pengaruh dari perbandingan adukan beton.
3. Pengaruh air untuk membuat adukan.
4. Pengaruh umur beton.
5. Pengaruh waktu pencampuran.
6. Pengaruh perawatan.
7. Pengaruh bahan campuran tambahan.
Pengaruh umur beton terhadap kekuatan tekan beton dapat dilihat pada
tabel di SNI T-15-1990-03 sebagai berikut:
Tabel 2.2. Perbandingan Kuat Tekan Beton pada Berbagai Umur (Anonim 3, 1991)
Umur beton
(hari)
PC Type I
3
7
0.44
0.65
14
0.88
21
28
90
365
0.95
1.0
-
-
Universitas Sumatera Utara
2.6.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kekuatan Tekan Beton
Ada empat bagian utama yang mempengaruhi mutu dari kekuatan beton,
yaitu (1). Proporsi bahan-bahan penyusunnya, (2). Metode perancangan, (3).
Perawatan dan (4). Keadaan pada saat pengecoran dilaksanakan, yang terutama
dipengaruhi oleh lingkungan setempat (Tri Mulyono, 2004).
Gambar 2.1. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kekuatan Beton ( Tri Mulyono,
2004)
FAKTOR-FAKTOR yang MEMPENGARUHI KEKUATAN TEKAN BETON
Bahan-bahan
Penyusun Beton
Air
Semen
Agregat
Metode
Pencampuran
Admixture
Mutu
Kasar
Penentuan
proposrsi
bahan, dll
Halus
Pengadukan Pembasahan
FAS
Kehalusan
Butir
Jumlah
Komposisi
Kimia
Komposisi
Kimia
2.7.
Kekuatan
Bahan
Suhu
Waktu
Pengecoran
Pemadatan
Perbandingan
Agt/Semen
Keadaan pada saat
dilakukan percoabaan
Perawatan
Bentuk dan
Ukuran
Bentuk
dan
ukuran
Benda
Uji
Susunan
Permukaan
Kadar
Air
Benda
Uji
Gradasi
Suhu
Benda
Uji
Reaksi
Kimia
Keadaan
Perm.
Landasan
Benda
Uji
Cara
Pembebanan
Karakteristik
Panas
Semen Portland
Semen yang digunakan pada penelitian ini adalah semen portland. Menurut
Tri Mulyono (2004), semen merupakan bahan ikat yang penting dan banyak
digunakan. Semen akan bereaksi dan berikatan jika dicampur dengan air. Semen
merupakan bahan pengikat yang penting dan banyak digunakan dalam pembangunan
fisik di sektor industri sipil. Jika ditambah air, semen akan menjadi pasta semen. Jika
Universitas Sumatera Utara
ditambah agregat halus, pasta semen akan menjadi mortar yang jika digabungkan
dengan agregat kasar akan menjadi campuran beton segar yang setelah mengeras
akan menjadi beton keras (concrete).
Di dalam Tri Mulyono (2004) juga dijelaskan bahwa semen portland adalah
bahan konstruksi yang paling banyak digunakan dalam pekerjaan beton. Menurut
ASTM C-150, 1985, semen portland didefinisikan sebagai semen hidrolik yang
dihasilkan dengan menggiling klinker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik, yang
umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium sulfat sebagai bahan
tambahan yang digiling bersama-sama dengan bahan utamanya. Perbandingan
bahan-bahan utama penyusun semen portland adalah kapur (CaO) sekitar 60%-65%,
silika (SiO2) sekitar 20%-25%, dan oksida besi serta alumina (Fe2O3 dan Al2O3)
sekitar 7%-12% .
Berdasarkan SNI 15-2049-2004, jenis dan penggunaan semen portland
adalah sebagai berikut:
Jenis I yaitu semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan
persyaratan-persyaratan khusus seperti yang disyaratkan pada jenis-jenis lain.
Jenis II yaitu semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan
ketahanan terhadap sulfat dan kalor hidrasi sedang.
Jenis III yaitu semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan
kekuatan tinggi pada tahap permulaan setelah pengikatan terjadi.
Jenis IV yaitu semen portland yang penggunaannya memerlukan kalor hidrasi
rendah.
Jenis V yaitu semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan
ketahanan tinggi terhadap sulfat.
Universitas Sumatera Utara
2.8.
Agregat
Agregat (yang tidak bereaksi) adalah bahan-bahan campuran beton yang
saling diikat oleh perekat semen. Agregat yang umum dipakai adalah pasir, kerikil
dan batu-batu pecah. Pemilihan agregat tergantung dari:
•
syarat-syarat yang ditentukan beton
•
persediaan lokasi pembuatan beton
•
perbandingan yang telah ditentukan antar biaya dan mutu (R. Segel, P. Kole &
Gideon Kusuma, 1993).
Menurut Edward G. Nawy (2008), agregat merupakan komponen yang
paling berperan dalam menentukan besarnya. Pada beton biasanya terdapat sekitar
60% sampai 80% volume agregat. Agregat ini harus bergradasi sedemikian rupa
sehingga seluruh massa beton dapat berfungsi sebagai benda yang utuh, homogen,
dan rapat, di mana agregat yang berukuran kecil berfungsi sebagai pengisi celah yang
ada di antara agregat berukuran besar. Dua jenis agregat adalah:
•
agregat kasar (kerikil, batu pecah, atau pecahan-pecahan dari blast-furnace) dan
•
agregat halus (pasir alami dan buatan).
Dari jenis agregat di atas, agregat yang digunakan tergolong dalam agregat buatan
tetapi untuk pengganti agregat kasar.
Dengan agregat yang baik, beton dapat dikerjakan (workable), kuat, tahan
lama (durable) dan ekonomis. Pengaruhnya dapat dilihat pada table berikut.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.3. Pengaruh Sifat Agregat pada Sifat Beton ( Paul Nugraha & Antoni, 2007)
Sifat Agregat
Pengaruh pada
Sifat Beton
Bentuk, tekstur,
gradasi
Beton cair
Kelecakan
Pengikatan dan Pengerasan
Sifat fisik, sifat
kimia, mineral
Beton keras
Kekuatan, kekerasan,
Ketahanan (durability)
Agregat memilki harga yang lebih murah jika dibandingkan dengan semen,
maka akan lebih ekonomis jika dalam campuran beton digunakan banyak agregat
yang tentunya akan mempengaruhi jumlah penggunaan semen, namun tentunya
harus disesuaikan dengan spesifikasi dan kekuatan yang diinginkan dari perencanaan
beton tersebut. Agregat memberikan kontribusi yang besar terhadap beton, seperti
stabilitas volume, ketahanan abrasi, dan ketahanan umum (durability). Bahkan
beberapa sifat fisik beton secara langsung tergantung pada sifat agregat, seperti
kepadatan, panas jenis, dan modulus elastisitas.
Hal-hal yang juga harus dimiliki oleh agregat antara lain :
Kekuatan yang baik.
Tahan lama.
Tahan terhadap cuaca.
Permukaannya haruslah bebas dari kotoran seperti tanah liat, lumpur dan zat
organik yang akan memperlemah ikatannya dengan adukan semen.
Tidak boleh terjadi reaksi kimia yang tidak diinginkan diantara material tersebut
dengan semen.
Menurut standar SK SNI S-04-1989-F (Spesifikasi Bahan Bangunan Bagian
A), agregat untuk bahan bangunan sebaiknya dipilih yang memenuhi persyaratan
sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
Agregat halus
•
Butir-butirnya tajam dan keras, dengan indeks kekerasan ≤ 2,2.
•
Kekal, tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca (terik matahari dan
hujan). Jika di uji dengan larutan garam Natrium Sulfat bagian yang hancur
maksimum 12 %, jika dengan garam Magnesium Sulfat maksimum 18 %.
•
Tidak mengandung lumpur (butiran halus yang lewat ayakan 0,06 mm) lebih
dari 5 %.
•
Tidak mengandung zat organis terlalu banyak, yang dibuktikan dengan
percobaan warna dengan larutan 3 % NaOH, yaitu warna cairan di atas
endapan
agregat
halus
tidak
boleh
lebih
gelap
daripada
warna
standar/pembanding.
•
Modulus halus butir antara 1,50 – 3,80 dan dengan variasi butir sesuai
standar gradasi.
•
Agregat halus dari laut/pantai, boleh dipakai asalkan dengan petunjuk dari
lembaga pemeriksaan bahan-bahan yang diakui.
Agregat kasar
•
Butir-butirnya keras dan tidak berpori, indeks kekerasan ≤ 5 % (diuji dengan
goresan batang tembaga). Bila diuji dengan bejana Rudeloff atau Los
Angeles.
•
Kekal, tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca (terik matahari dan
hujan). Jika diuji dengan larutan garam Natrium Sulfat bagian yang hancur
maksimum 12 %, jika dengan garam Magnesium Sulfat maksimum 18 %.
•
Tidak mengandung lumpur (butiran halus yang lewat ayakan 0,06 mm) lebih
dari 1 %.
Universitas Sumatera Utara
•
Tidak boleh mengandung zat-zat yang reaktif terhadap alkali.
•
Butiran agregat yang pipih dan panjang tidak boleh lebih dari 20 %.
•
Modulus halus butir antara 6 – 7,10 dan dengan variasi butir sesuai standar
gradasi.
•
Ukuran butir maksimum tidak boleh melebihi dari : 1/5 jarak terkecil antara
bidang-bidang samping cetakan, 1/3 tebal pelat beton, 3/4 jarak bersih antar
tulangan atau berkas tulangan.
Berdasarkan SNI 03-2461-2002, khusus untuk agregat ringan yang
digunakan pada beton ringan struktural, syarat sifat fisisnya dapat dilihat pada tabel
berikut:
Tabel 2.4. Persyaratan Sifat Fisis Agregat Ringan untuk Beton Ringan Struktural
(Anonim 6, 2002)
No.
Sifat Fisis
Persyaratan
1
Berat jenis
1,0 – 1,8
2
Penyerapan maksimum (%), setelah direndam 24 jam
20
3
Berat isi maksimum
- gembur kering (kg/m³)
1120
- agregat halus
880
- agregat kasar
1040
- campuran agregat kasar dan halus
4
Nilai persentase volume padat (%)
60
5
Nilai 10 % kehalusan (ton)
9 - 14
Kadar bagian yang terapung setelah direndam dalam air 10
6
5
menit maksimum (%)
7
Kadar bahan yang mentah (clay dump) (%)