Analisa Sifat Mekanik Beton Ringan Non Autoclaved Aerated Concrete Dengan Substitusi Fly Ash Dan Bottom Ash
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Beton
Menurut (SNI-03-2847-2002), pengertian beton adalah campuran antara
semen Portland atau semen hidraulik lainnya, agregat halus, agregat kasar, dan air,
dengan atau tanpa bahan tambahan yang membentuk massa padat. Beton disusun
dari agregat kasar dan agregat halus. Agregat halus yang digunakan biasanya
adalah pasir alam maupun pasir yang dihasilkan oleh industri pemecah batu,
sedangkan agregat kasar yang dipakai biasanya berupa batu alam maupun batuan
yang dihasilkan oleh industri pemecah batu.
Campuran beton merupakan campuran yang mengandung rongga-rongga
akibat adanya bermacam ukuran agregat yang dimasukkan ke dalam campuran
tersebut. Rongga-rongga antar agregat ini nantinya diisi dengan agregat yang
butiran yang lebih kecil (agregat halus) dan pori-pori antara agregat halus ini diisi
oleh semen dan air (pasta semen). Pasta semen juga berfungsi sebagai perekat atau
pengikat dalam proses pengerasan, sehingga butiran-butiran agregat saling terekat
dengan kuat sehingga terbentuklah suatu kesatuan yang padat dan tahan lama.
Campuran tersebut senantiasa bertambah keras seiring dengan bertambahnya
umur. Pengerasan ini dapat terjadi karena adanya reaksi dari air dan semen yang
mengakibatkan mengeras seperti batuan.
Untuk kualitas beton, parameter yang berpengaruh pada kekuatan beton
adalah :
1. Kualitas semen
2. Proporsi semen
3. Kekuatan agregat
4. Interaksi antar agregat dan pasta semen
5. Pencampuran yang cukup dari material beton
6. Pelaksanaan yang benar
7. Perawatan yang benar
7
Universitas Sumatera Utara
Beton memiliki kuat tekan yang besar sementara kuat tariknya kecil
(Nugraha, 2007). Maka dari itu biasanya untuk struktur bangunan, beton
menggunakan besi tulangan untuk mengantisipasi beban tarik yang mungkin
terjadi saat struktur difungsikan. Menurut (TriMulyono, 2005), Sebagai bahan
konstruksi beton mempunyai kelebihan dan kekurangan, kelebihan beton antara
lain :
1. Harganya relatif murah
2. Mampu memikul beban yang berat
3. Mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi
4. Biaya pemeliharaan/perawatannya kecil
5. Saat ini penelitian terhadap beton banyak dilakukan, menjadikan beton
semakin banyak inovasi dan menjadi lebih mudah digunakan untuk
berbagai kebutuhan.
Selain kelebihan, beton juga memiliki kekurangan sebagai berikut :
1. Beton mempunyai kuat tarik yang rendah, sehingga mudah retak, oleh
karena itu perlu diberi baja tulangan atau tulangan kasa.
2. Bobot beton yang berat dibandingkan dengan struktur lain sehingga
tidak ekonomis dalam hal pemindahan.
3. Bentuk yang telah dibuat sulit untuk diubah.
4. Pengecoran beton memiliki waktu ikat yang lama sampai benar-benar
kuat dibandingkan struktur lain.
5. Beton sulit untuk dapat kedap air secara sempurna, sehingga selalu dapat
dimasuki air, dan air yang membawa kandungan garam dapat merusak
beton.
8
Universitas Sumatera Utara
2.2. Jenis - Jenis Beton
Beton adalah hasil pencampuran semen portland, air, dan agregat. Untuk
penggunaan lain, material untuk beton juga dapat disubstitusikan sesuai dengan
perencanaan, baik jenis semen, agregat halus maupun agregat kasar, sehingga
beton mudah dimodifikasi untuk inovasi yang akan datang. Kadang-kadang juga
ditambah bahan tambahan yang sangat bervariasi mulai dari bahan kimia
tambahan, serat, sampai bahan buangan non kimia dengan perbandingan tertentu.
Ada bermacam – macam jenis beton, yaitu :
2.2.1. Beton non pasir
Sesuai dengan namanya beton ini tidak menggunakan pasir sebagai bahan
adukannya. Sehingga hasil dari pengecoran beton jenis ini akan beronggarongga. Hal ini diakibatkan kerikil yang digunakan sebagai campuran semen
tidak mampu menutupi bagian yang kosong. Beton jenis ini juga memiliki
berat jenis yang lebih rendah dibandingkan jenis beton lainnya.
2.2.2. Beton Hampa
Jenis beton ini merupakan yang paling kuat daya tahannya, karena ketika
semen dicampur dengan air saat pengadukan kemudian dikeringkan dengan
cara yang hampir mirip dengan metode vakum. Pada saat proses vakum
berlangsung, air yang terkandung dalam beton yang masih basah disedot
dengan cara khusus sehingga beton ini menjadi sangat padat dan kuat.
2.2.3
Beton Ringan
Beton adalah campuran antara semen Portland atau semen hidraulik yang lain,
agregat halus, agregat kasar dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang
membentuk massa padat (Surya Sebayang, 2000). Beton normal merupakan
bahan bangunan yang relatif cukup berat dengan berat satuan 2400 kg/m3.
Untuk mengurangi beban mati suatu struktur beton, maka telah banyak
dipakai beton ringan. Menurut (SNI 3402-2008) beton ringan adalah beton
yang memiliki berat jenis lebih ringan daripada beton pada umumnya. Beton
ringan mempunyai berat satuan tidak lebih dari 1900 kg/m3. Pada dasarnya
beton ringan diperoleh dengan cara penambahan pori-pori udara kedalam
campuran betonnya. Menurut Tjokrodimuljo (2007) pembuatan beton ringan
dapat dilakukan dengan cara :
9
Universitas Sumatera Utara
1. Membuat gelembung-gelembung gas udara dalam adukan semen. Dengan
demikian akan terjadi banyak pori-pori udara di dalam betonnya. Bahan
tambahan
khusus
(pembentuk
gelembung
udara
dalam
beton)
ditambahkan ke dalam semen dan akan terbentuk gelembung udara.
2. Dengan menggunakan agregat ringan, misalnya tanah liat bakar dan batu
apung. Dengan demikian beton yang terjadi pun akan lebih ringan
daripada beton normal.
3. Pembuatan beton tidak dengan butir-butir agregat halus. Dengan
demikian beton ini disebut “beton non-pasir” dan hanya dibuat dari semen
dan agregat kasar saja (dengan butiran maksimum agregat kasar sebesar
20 mm atau 10 mm). Beton ini mempunyai pori-pori yang hanya berisi
udara (yang semula terisi oleh butir-butir agregat halus).
Tabel 2.1. Klasifikasi berat volume beton
Jenis Beton
Berat Volume Beton ( kg/m3)
Beton ultra ringan
300 – 1100
Beton ringan
1100 – 1600
Beton ringan struktural
1450 – 1900
Beton normal
2100 – 2550
Beton berat
2900 - 6100
Sumber : ACI (American Concrete Institute) 213R-79
Tabel 2.2. Klasifikasi berat volume beton
Jenis Beton
Berat volume Beton (kg/m3)
Beton berbobot ringan
< 1900
Beton berbobot Normal
2200 – 2500
Sumber : Standart Nasional Indonesia (SNI) 03-2847-2002
10
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.3. Klasifikasi kepadatan beton ringan
No
Kategori beton
Berat isi unit
3
Tipikal kuat
Tipikal aplikasi
ringan
beton (kg/m )
tekan beton
1
Non-struktural
300 – 1100
< 7 MPa
Insulating Material
2
Non-struktural
1100 – 1600
7- 14 MPa
Unit masonry
3
Struktural
1450 – 1900
17 – 35 MPa
Struktural
4
Normal
2100 – 2550
20 – 40 MPa
Struktural
Sumber : (Young, J. Francis.1972)
Beton ringan merupakan beton yang memiliki bobot ringan. Beton ringan
sendiri dalam dunia konstruksi, memiliki sejarah yang sudah dikenal dunia dalam
beberapa produk. Produk beton sangat ringan yang sudah banyak dikenal dalam
dunia konstruksi yaitu Autoclaved Aerated Concrete (AAC) dan Cellular
Lightweight Concrete (CLC). Keduanya didasarkan pada gagasan yang sama yaitu
menambahkan gelembung udara ke dalam mortar akan mengurangi berat beton
yang dihasilkan secara drastis. Perbedaan beton ringan AAC dengan CLC dari
segi proses pengeringan yaitu AAC mengalami pengeringan dalam oven autoklaf
bertekanan tinggi sedangkan beton ringan jenis CLC yang mengalami proses
pengeringan alami. CLC sering disebut juga sebagai Non-Autoclaved Aerated
Concrete (NAAC).
Beton ringan AAC ini pertama kali dikembangkan di Swedia pada tahun
1923 sebagai alternatif material bangunan untuk mengurangi penggundulan hutan.
Beton ringan AAC ini kemudian dikembangkan lagi oleh Joseph Hebel di Jerman
pada tahun 1943. Di Indonesia sendiri beton ringan mulai dikenal sejak tahun
1995, saat didirikannya Pabrikasi beton ringan AAC di Karawang, Jawa Barat.
Beton ringan AAC adalah beton selular dimana gelembung udara yang ada
disebabkan oleh reaksi kimia, adonan beton ringan AAC umumnya terdiri dari
pasir kwarsa, semen, kapur, sedikit gypsum, air, dan alumunium pasta sebagai
bahan pengembang (pengisi udara secara kimiawi).
Setelah adonan tercampur sempurna, nantinya akan mengembang selama 78 jam. Alumunium pasta yang digunakan dalam adonan tadi, selain berfungsi
sebagai pengembang ia berperan dalam mempengaruhi kekerasan beton. Volume
aluminium pasta ini berkisar 5-8 persen dari adonan yang dibuat, tergantung
11
Universitas Sumatera Utara
kepadatan yang diinginkan. Adonan beton aerasi ini lantas dipotong sesuai
ukuran. Adonan beton aerasi yang masih mentah ini, kemudian dimasukkan ke
autoclave chamber atau diberi uap panas dan diberi tekanan tinggi. Suhu di dalam
autoclave chamber sekitar 183oC. Hal ini dilakukan sebagai proses pengeringan
atau pematangan. Saat pencampuran pasir kwarsa, semen, kapur, gypsum, air, dan
alumunium pasta, terjadi reaksi kimia. Butiran alumunium bereaksi dengan
kalsium hidroksida yang ada di dalam pasir kwarsa dan air sehingga membentuk
hidrogen. Gas hidrogen ini membentuk gelembung-gelembung udara di dalam
campuran beton tadi. Gelembung-gelembung udara ini menjadikan volumenya
menjadi dua kali lebih besar dari volume semula, di akhir proses pengembangan
atau pembusaan, hidrogen akan terlepas ke atmosfir dan langsung digantikan oleh
udara, rongga- rongga udara yang terbentuk ini yang membuat beton ini menjadi
ringan.
Beton ringan NAAC adalah beton selular yang mengalami proses curing
secara alami. Beton ringan NAAC adalah beton konvensional yang mana dalam
prosesnya mengunakan busa organik yang sangat stabil dan tidak ada reaksi kimia
ketika proses pencampuran adonan, foam/busa berfungsi hanya sebagai media
untuk membungkus udara. Pabrikasi dan peralatan yang digunakan untuk
menghasilkan NAAC juga standard, sehingga produksi dengan mudah dapat pula
diintegrasikan ke dalam pabrikasi beton konvensional. Hanya pasir, semen, air
dan foam yang digunakan dan kepadatan yand didapatkan dapat disesuaikan mulai
dari 350 kg/m3 sampai 1.800 kg/m3.
Pada beton ringan NAAC gelembung udara di dalam beton benar-benar
terpisah satu sama lain, sehingga penyerapan air jauh lebih sedikit dan baja tidak
perlu dilapisi dengan lapisan anti korosi, beton dengan kepadatan diatas 1.200
kg/m3 juga tidak memerlukan plaster, seperti pada beton ringan AAC, hanya
cukup di cat saja. Penyerapan air lebih rendah daripada beton ringan AAC dan
masih cukup baik dibandingkan dengan beton konvensional. Beton ringan NAAC
sama halnya dengan beton konvensional, kekuatan akan bertambah seiring dengan
waktu melalui kelembapan alamiah pada tekanan atmosfir saja. Meskipun tidak
seringan beton AAC, beton ringan NAAC tetap menawarkan penurunan bobot isi
yang cukup besar dibandingkan dengan beton konvensional dan isolasi termal
12
Universitas Sumatera Utara
500% lebih tinggi dan tahan api. Karena sangat praktis maka beton ringan NAAC
menawarkan banyak ruang lingkup pengaplikasian, mulai dari isolasi atap rumah
pada kepadatan serendah 350 kg/m3 sampai dengan produksi panel dan lantai
beton dengan kepadatan 1800 kg/m3. Berdasarkan metode di atas, penulis
berkeinginan untuk mencoba membuat beton ringan NAAC dengan fly ash dan
bottom ash sebagai substitusi agregat halus yaitu semen dan pasir, karena beton
ringan NAAC ini belum banyak dikomersilkan dibanding beton ringan AAC dan
pembuatannya relatif lebih hemat energi karena pemrosesannya tanpa autoclave,
dan dalam pembuatannya menggunakan foaming agent sebagai bahan
pengembangnya.
2.2.4. Beton Siklop
Beton ini digunakan sebagai pembuatan bendungan, pangkal jembatan dan
sebagainya. Beton ini masuk dalam kategori beton normal, perbedaannya
dengan beton lain ialah ukurannya yang cukup besar.
2.2.5. Beton Massa
Beton ini biasanya memiliki dimensi ukuran 60 cm atau lebih. Beton ini
dituang dalam volume besar dengan ukuran perbandingannya antara volume
dan luas permukaannya.
2.2.6. Beton Serat
Beton ini cara pencampurannya hampir sama dengan beton biasa, bedanya
hanya pada campuran, serat yang turut dicampurkan pada saat pengadukan.
Hal ini dilakukan agar beton tidak mudah retak dan partikel-partikel beton
bisa saling terikat satu sama lain. Hasilnya kekuatan beton serat memiliki
daya tahan yang bagus.
2.2.7. Beton Bertulang
Beton ini termasuk yang paling umum jika digunakan untuk pembuatan jalan.
Dimana beton dibuat dengan anyaman kawat baja dan campuran semen. Hal
ini dilakukan untuk memperkuat daya tarik dan daktilitas.
13
Universitas Sumatera Utara
2.2.8. Beton Mortar
Beton jenis ini merupakan beton yang dibuat dengan bahan dasar semen,
pasir dan air. Campuran ketiga bahan ini memperkuat susunan partikel beton
sehingga daya rekatnya lebih kuat.
2.2.9. Beton Pracetak
Jenis-jenis beton ini biasanya digunakan jika pekerjaan konstruksi yang
dilakukan membutuhkan waktu yang sangat cepat. Kelebihannya adalah
beton ini dapat dicetak di tempat lain lalu tinggal dipasang di tempat
tujuannya. Namun kekurangannya daya rekat beton ini tidak sekuat
pembuatan beton dengan cara konvensional.
2.2.10. Beton Prategang
Beton ini pada dasarnya sama dengan beton bertulang namun perbedaannya
kawat baja yang dimasukkan ke dalam campuran beton ditegangkan terlebih
dahulu. Hal ini dilakukan agar gaya tarik beton ini lebih kuat menahan beban
berat.
2.3. Umur Beton
Beton memiliki waktu pengikatan sampai akhirnya struktur benar-benar
menyatu. Semakin lama umur beton, maka semakin rekat ikatan antar agregat dan
pasta semen. Menurut Mulyono (2004), Kuat tekan beton semakin lama semakin
naik secara linear sampai umur 28 hari, setelah itu kuat tekan meningkat dengan
proporsi yang kecil, maka dari itu secara umum umur beton yang optimal adalah
28 hari.
2.4. Bahan Penyusun Beton
2.4.1. Agregat
Agregat adalah material pada campuran beton yang tidak bereaksi,
hanya diikat oleh pasta semen. Agregat merupakan material yang
mempengaruhi kekuatan beton. Agregat biasanya berkisar antara 60-80%
pada beton. Karena agregat merupakan material yang mempengaruhi
kekuatan beton, maka agregat harus memiliki gradasi yang sesuai agar
agregat tersebut mampu memasuki rongga-rongga di dalam beton
14
Universitas Sumatera Utara
sehingga membuat beton semakin padat dan kuat.Agregat dapat dibedakan
menjadi dua jenis, yaitu agregat alam dan agregat buatan (pecahan).
Agregat alam dan pecahan ini pun dapat dibedakan berdasarkan beratnya,
asalnya, diameter butirnya (gradasi), dan tekstur permukaannya.
Selain mudah didapat, agregat tidak bisa sembarang diambil, tetapi harus
memiliki hal-hal sebagai berikut :
a. Kekuatan yang baik
b. Tahan lama
c. Tahan cuaca
d. Permukaan bebas dari kotoran
e. Tidak boleh terjadi reaksi kimia yang tidak dibutuhkan dengan semen
Dari ukurannya, agregat dapat dibedakan menjadi dua golongan yaitu
agregat kasar dan agregat halus.
2.4.1.a. Agregat Halus
Agregat halus merupakan material pengisi dalam campuran beton.
Ukurannya bervariasi antara 4,75 mm sampai 0,15 mm saringan standar
amerika (ASTM). Agregat halus yang baik harus bebas bahan organik,
lempung, partikel yang lebih kecil dari saringan 0,075 mm atau bahan –
bahan lain yang dapat merusak campuran beton.
Menurut SK SNI S-04-1989-F (Spesifikasi Bahan Bangunan
Bagian A), agregat halus harus memenuhi syarat berikut :
Butir-butirnya tajam dan keras dengan indeks kekerasan <
2,2
Kekal, tidak pecah atau hancur oleh cuaca
Tidak mengandung lumpur >5%
Tidak mengandung zat organis yang terlampau banyak
Modulus kehalusan antara 1,5-3,8 dengan variasi butir
sesuai standar gradasi
Agregat halus dari pantai dapat dipakai asalkan dengan
petunjuk dari lembaga pemeriksaan bahan yang diakui.
15
Universitas Sumatera Utara
2.4.1.b. Agregat Kasar
Agregat kasar adalah agregat dengan ukuran butir lebih besar dari
5 mm. Agregat harus mempunyai gradasi yang baik, artinya harus tediri
dari butiran yang beragam besarnya, sehingga dapat mengisi ronggarongga akibat ukuran yang besar, sehingga akan mengurangi
penggunaan semen atau penggunaan semen yang minimal.
Menurut SK SNI S-04-1989-F (Spesifikasi Bahan Bangunan
Bagian A), agregat kasar harus memenuhi syarat berikut :
Butirannya keras dan tidak berpori dengan indeks
kekerasan 60 menit
2. Waktu ikat akhir > 480 menit
Waktu ikatan awal yang cukup awal diperlukan untuk pekerjaan beton,
yaitu waktu transportasi, pencetakan, pemadatan, dan perataan
permukaan.
3. Panas hidrasi
Silika dan alumina pada semen bereaksi dengan air menjadi media
perekat yang memadat lalu membentuk massa yang keras. Reaksi
membentuk media perekat ini disebut hidrasi.
4. Pengembangan volume (lechathelier)
Pengembangan semen dapat menyebabkan kerusakan dari suatu beton,
karena itu pengembangan beton dibatasi sebesar ± 0,8 % (A.M Neville,
1995). Akibat perbesaran volume tersebut, ruang antar partikel terdesak
dan akan timbul retak-retak.
2.4.2.a. Semen Portland
Portland Cement (PC) atau semen adalah bahan yang bertindak
sebagai bahan pengikat agregat, jika dicampur dengan air semen
menjadi pasta. Penemu semen (Portland Cement) adalah Joseph Aspdin
di tahun 1824, seorang tukang batu kebangsaan Inggris. Dinamakan
semen Portland, karena awalnya semen dihasilkan mempunyai warna
serupa dengan tanah liat alam di Pulau Portland.
Menurut (SNI 15-2049-2004), Semen Portland merupakan semen
hidrolis yang dihasilkan dengan cara menggiling terak semen Portland
terutama yang terdiri atas kalsium silikat yang bersifat hidrolis dan
digiling bersama-sama dengan bahan tambahan berupa satu atau lebih
bentuk kristal senyawa kalsium sulfat dan boleh ditambah dengan
bahan tambahan lain. Pemakaian semen portland yang disebabkan oleh
kondisi tertentu yang dibutuhkan pada pelaksanaan konstruksi di
lapangan, membuat para ahli menciptakan berbagai jenis semen
portland, diantaranya sebagai berikut:
18
Universitas Sumatera Utara
a. Semen
Portland
Tipe
I,
semen
portland
yang
dalam
penggunaannya tidak memerlukan persyaratan khusus seperti
jenis-jenis lainnya. Digunakan untuk bangunan-bangunan umum
yang tidak memerlukan persyaratan khusus. Jenis ini paling
banyak diproduksi karena digunakan untuk hampir semua jenis
konstruksi.
b. Semen
Portland
Tipe
II,
semen
portland
yang
dalam
penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas
hidras dengan tingkat sedang. Digunakan untuk konstruksi
bangunan dan beton yang terus-menerus berhubungan dengan air
kotor atau air tanah atau untuk pondasi yang tertahan di dalam
tanah yang mengandung air agresif (garam-garam sulfat).
c. Semen Portland Tipe III, semen portland yang memerlukan
kekuatan awal yang tinggi. Kekuatan 28 hari umumnya dapat
dicapai dalam 1 minggu. Semen jenis ini umum dipakai ketika
acuan harus dibongkar secepat mungkin atau ketika struktur harus
dapat cepat dipakai.
d. Semen Portland Tipe IV, semen portland yang penggunaannya
diperlukan panas hidrasi yang rendah. Digunakan untuk
pekerjaan-pekarjaan dimana kecepatan dan jumlah panas yang
timbul harus minimum. Misalnya pada bangunan seperti
bendungan gravitasi yang besar.
e. Semen
Portland
Tipe
V,
semen
portland
yang
dalam
penggunaannya memerlukan ketahanan yang tinggi terhadap
sulfat. Digunakan untuk bangunan yang berhubungan dengan air
laut.
Semen yang digunakan dalam penelitian ini adalah semen jenis
OPC (Ordinary Portland Cement) atau Tipe I, yaitu semen hidrolis
yang dipergunakan secara luas untuk konstruksi umum, seperti
konstruksi bangunan yang tidak memerlukan persyaratan khusus, antara
lain bangunan perumahan, gedung-gedung bertingkat, jembatan,
landasan pacu dan jalan raya.
19
Universitas Sumatera Utara
2.4.3. Air
Dalam pembuatan beton, air merupakan salah satu faktor penting,
karena air bereaksi dengan semen akan menjadi pasta pengikat agregat.
Air untuk pembuatan beton minimal memenuhi syarat sebagai air minum,
tetapi tidak berarti air yang digunakan untuk pembuatan beton harus
memenuhi syarat sebagai air minum.
Menurut (Tjokrodimulyo,2007), Penggunaan air untuk beton sebaiknya
memenuhi persyaratan sebagai berikut:
1. Tidak mengandung lumpur atau benda melayang lainnya lebih dari 2
gram perliter
2. Tidak mengandung garam-garam yang dapat merusak beton (asam, zat
organik) lebih dari 15 gram perliter
3. Tidak mengandung senyawa klorida (Cl) lebih dari 1 gram perliter
4. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram perliter
Fungsi dari air disini antara lain adalah sebagai bahan pencampur antara
semen dan agregat, sehingga air harus bebas dari bahan yang bersifat
asam, basa dan minyak.
Faktor-faktor yang mempengaruhi air dalam pembuatan beton adalah
sebagai berikut.
1. Ukuran agregat
Semakin besar ukuran diameter maksimum agregat, maka semakin
sedikit air dan mortar yang dibutuhkan.
2. Bentuk agregat
Agregat batu pecah (memiliki sudut-sudut) memerlukan lebih
banyak air dibandingkan dengan agregat dengan bentuk bulat.
3.
Gradasi agregat
Gradasi agregat yang baik (ukuran agregat bervariasi) membtuhkan
air yang lebih sedikit dibandingkan dengan agregat dengan gradasi
buruk (ukuran agregat seragam).
20
Universitas Sumatera Utara
4.
Zat yang terkandung dalam agregat
Semakin banyak zat kotoran seperti lanau, tanah liat, lumpur dan
sebagainya membuat air yang dibutuhkan semakin banyak.
5.
Perbandingan agregat kasar dengan agregat halus
Semakin banyak agregat kasar, maka penggunaan air lebih sedikit,
sedangkan apabila agregat kasar sedikit, maka penggunaan ait
semakin banyak.
Air yang digunakan untuk pencampuran pada penelitian ini adalah
air PAM dari Laboratorium bahan konstruksi FT USU. Sedangkan untuk
perawatan perendaman menggunakan air yang berada di bak perendaman
Laboratorium bahan konstruksi FT USU.
2.5. Bahan Tambah
Menurut (SK SNI S-18-1990-03), bahan tambah (admixture) adalah suatu
bahan berupa bubuk atau cairan yang ditambahkan ke dalam campuran adukan
beton selama pengadukan, dengan tujuan untuk mengubah sifat adukan atau
betonnya. Fungsi bahan tambah ini adalah mengubah sifat-sifat beton agar
menjadi lebih cocok untuk pekerjaan tertentu, atau untuk menghemat biaya.
Bahan tambah biasanya diberikan dalam jumlah yang relatif sedikit, dan harus
dengan pengawasan yang ketat agar tidak berlebihan yang justru akan dapat
memperburuk sifat beton. Secara umum bahan tambah yang digunakan beton
dapat dibedakan menjadi dua, yaitu bahan tambah yang bersifat kimiawi
(chemical admixture) dan bahan tambah yang bersifat mineral (additive).
2.5.1. Bahan Tambah Kimia
Menurut ASTM C.494 dan Pedoman Beton 1989 SKBI.1.4.53.1989, jenis
bahan tambah kimia dibedakan menjadi tujuh tipe bahan tambah. Pada dasarnya
suatu bahan tambah harus mampu memperlihatkan komposisi dan unjuk kerja
yang sama sepanjang waktu pengerjaan selama bahan tersebut digunakan dalam
campuran beton sesuai dengan pemilihan proporsi betonnya (PB,1989 :12).
21
Universitas Sumatera Utara
a. Tipe A “Water-Reducing Admixtures”
Water – Reducing Admixture digunakan antara lain dengan tidak mengurangi
kadar semen dan nilai slump untuk memproduksi beton dengan nilai
perbandingan atau ratio factor air semen (fas) yang rendah. Atau dengan tidak
merubah kadar semen yang digunakan dengan factor air semen yang tetap maka
nilai slump yang dihasilkan dapat lebih tinggi. Hal ini dimaksudkan dengan
mengubah kadar semen tetapi tidak merubah fas dan slump. Pada kasus pertama
dengan mengurangi fas secara tidak langsung akan meningkatkan kekuatan
tekannya, karena dalam banyak kasus fas yang rendah meningkatkan kuat tekan
beton. Pada kasus kedua, tingginya nilai slump yang didapat akan memudahkan
penuangan adukan (placing) atau waktu penuangan adukan dapat diperlambat.
Pada kasus ketiga dimaksudkan untuk mengurangi biaya karena penggunaan
semen yang kecil ( Marther, Bryant,1994)
b. Tipe B “Retarding Admixtures”
Retarding Admixture adalah bahan tambah yang berfungsi untuk menghambat
waktu pengikatan beton. Penggunaannya untuk menunda waktu pengikatan beton,
misalnya karena kondisi cuaca yang panas, atau untuk memperpanjang waktu
untuk pemadatan, untuk menghindari cold joints dan menghindari dampak
penurunan saat beton segar saat pelaksanaan pengecoran.
c. Tipe C “Accelerating Admixtures”
Accelerating Admixture adalah bahan tambah yang berfungsi untuk mempercepat
pengikatan dan pengembangan kekuatan awal beton. Bahan ini digunakan untuk
mengurangi lamanya waktu pengeringan (hidrasi) dan mempercepat pencapaian
kekuatan awal beton. Accelerating Admixture yang paling terkenal adalah kalsium
klorida. Dosis maksimum adalah 2 % dari berat semen yang digunakan. Secara
umum, kelompok. Bahan tambah ini dibagi tiga kelompok yaitu : Larutan garam
organic, Larutan campuran organic dan Material miscellaneous.
22
Universitas Sumatera Utara
d. Tipe D “Water Reducing and Retarding Admixtures”
Water Reducing and Retarding Admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi
ganda yaitu mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk
menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu dan menghambat pengikatan
awal. Water Reducing and Retarding Admixtures yaitu pengurang air dan
pengontrol pengeringan. Bahan ini digunakan untuk menambah kekuatan beton.
Bahan ini juga akan mengurangi kandungan semen yang sebanding dengan
pengurangan kandungan air. Bahan ini hampir semuanya berwujud cair. Air yang
terkandung dalam bahan akan menjadi bagian air campuran beton. Dalam
perencanaan air ini harus ditambahkan sebagai berat air total dalam campuran
beton.
e. Tipe E “Water Reducing and Accelerating Admixtures”
Water Reducing and Accelerating Admixtures adalah bahan tambah yang
berfungsi ganda yaitu mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk
menghasilkan beton yang konsistensinya tertentu dan mempercepat pengikatan
awal.
f. Tipe F “Water Reducing, High Range Admixtures”
Water Reducing, High Range Admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi
untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan
beton dengan konsistensi tertentu, sebanyak 12% atau lebih. Fungsinya untuk
mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton
dengan konsistensi tertentu, kadar pengurangan air dalam bahan ini lebih tinggi
sehingga diharapkan kekuatan beton yang dihasilkan lebih tinggi dengan air yang
sedikit, tetapi tingkat kemudahan pekerjaan juga lebih tinggi. Jenis bahan tambah
ini berupa superplasticizer.
23
Universitas Sumatera Utara
g. Tipe G “Water Reducing, High Range Retarding Admixtures”
Water Reducing, High Range Retarding Admixtures adalah bahan tambah yang
berfungsi untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk
menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu, sebanyak 12% atau lebih dan
juga
untuk menghambat pengikatan beton. Jenis bahan tambah ini merupakan
gabungan superplasticizer dengan menunda waktu pengikatan beton. Biasanya
digunakan untuk kondisi pekerjaan yang sempit karena sedikitnya sumber daya
yang mengelola beton disebabkan keterbatasan ruang kerja.
2.5.2. Bahan Tambah Mineral (additive)
Bahan tambah mineral ini merupakan bahan tambah yang dimasukkan untuk
memperbaiki kinerja beton. Bahan tambah mineral ini cenderung bersifat
penyemenan. Beberapa bahan tambah mineral ini adalah pozzolan, fly ash, slag,
dan silica fume. Beberapa keuntungan penggunaan bahan tambah mineral ini
antara lain (Cain, 1994:500-508) :
1. Memperbaiki kinerja workability
2. Mengurangi panas hidrasi
3. Mengurangi biaya pekerjaan beton
4. Mempertinggi daya tahan terhadap serangan sulfat
5. Mempertinggi daya tahan terhadap serangan reaksi alkali-silika
6. Mempertinggi usia beton
7. Mempertinggi kekuatan tekan beton
8. Mempertinggi keawetan beton
9. Mengurangi penyusutan
10. Mengurangi porositas dan daya serap air dalam beton
24
Universitas Sumatera Utara
2.5.3. Foaming Agent
Foaming agent adalah bahan tambahan yang digunakan pada
pencampuran beton untuk membuat campuran beton lebih mengembang
dan memperbesar rongga udara di dalamnya sehingga beton menjadi lebih
ringan. Penambahan bahan ini tidak boleh terlalu banyak, karena jika
rongga udara yang terdapat di dalam beton terlalu besar atau banyak, maka
kekuatan beton dapat menurun. Pada penelitian ini peneliti menggunakan
foaming agent produk Meyco fix slf 20 dari BASF.
2.5.4. Fly Ash
Fly ash atau abu terbang yang merupakan sisa-sisa pembakaran
batu bara, yang dialirkan dari ruang pembakaran melalui ketel berupa
semburan asap. Fly Ash berukuran 0,074-0,005 mm. Fly Ash adalah abu
terbang yang diperoleh dari pembakaran batubara dengan suhu 1600oC
yang memiliki kandungan komponen silika sebesar 72,2% menurut
pengujian dari balai riset dan standarisasi industri Medan. Karena sifatnya
menyerupai semen sehingga dapat berfungsi sebagai bahan perekat dan
dapat mengurangi penggunaan semen.
Menurut ASTM C618 fly ash dibagi menjadi dua kelas yaitu fly
ash kelas F dan kelas C. Perbedaan utama dari kedua fly ash tersebut
adalah banyaknya kalsium, silika, aluminium dan kadar besi di
fly ash tersebut. Walaupun kelas F dan kelas C sangat ketat ditandai untuk
digunakan fly ash yang memenuhi spesifikasi ASTM C618, namun istilah
ini lebih umum digunakan berdasarkan asal produksi batubara atau kadar
CaO.
Fly ash kelas F merupakan fly ash yang diproduksi dari
pembakaran batubara anthracite atau bituminous, mempunyai sifat
pozzolanic dan untuk mendapatkan sifat cementitious harus diberi
penambahan quick lime, hydrated lime, atau semen. Fly ash kelas F ini
memiliki kadar kapur yang rendah (CaO < 10%). Fly ash kelas C
diproduksi dari pembakaran batubara lignite atau sub-bituminous selain
25
Universitas Sumatera Utara
mempunyai sifat pozolanic juga mempunyai sifat self-cementing
(kemampuan untuk mengeras dan menambah kuat apabila bereaksi dengan
air) dan sifat ini timbul tanpa penambahan kapur. Fly ash kelas C ini
mengandung kapur lebih besar dari fly ash kelas F (CaO > 20%). Sehingga
fly ash dari PT. SOCI MAS yang digunakan dalam penelitian ini
diklasifikasikan kedalam fly ash kelas F, karena kadar kapur dalam fly ash
ini sebesar 4,79% (CaO < 10%).
Tingkat pemanfaatan abu terbang dalam produksi semen saat ini
masih tergolong amat rendah. China memanfaatkan sekitar 15 persen,
India kurang dari lima persen, untuk memanfaatkan abu terbang dalam
pembuatan beton. Abu terbang ini sendiri, kalau tidak dimanfaatkan juga
bisa menjadi ancaman bagi lingkungan. Karenanya dapat dikatakan,
pemanfaatan abu terbang akan mendatangkan efek ganda pada tindak
penyelamatan lingkungan, yaitu penggunaan abu terbang akan memangkas
dampak negatif kalau bahan sisa ini dibuang begitu saja dan sekaligus
mengurangi penggunaan semen Portland dalam pembuatan beton. Pada
penelitian ini, fly ash yang digunakan bersal dari PT.SOCI MAS.
Gambar 2.1 Skema mendapatkan fly ash
26
Universitas Sumatera Utara
ElectroStatic Precipitator (ESP) adalah salah satu alternatif penangkap
debu dengan effisiensi tinggi (mencapai diatas 90%) dan rentang partikel yang
didapat cukup besar. Dengan menggunakan electro static precipitator (ESP) ini,
jumlah limbah debu yang keluar dari cerobong diharapkan hanya sekitar 0,16 %
(efektifitas penangkapan debu mencapai 99,84%).
Air Heater merupakan alat yang berfungsi untuk memanaskan udara yang
digunakan untuk menghembusatau meniup bahan bakar agar dapat terbakar
sempurna.
ID Fans (Induced Draft Fan) merupakan alat dari boiler yang berfungsi
sebagai penghisap asap yang dikeluarkan dari ruang pembakaran.
Gambar 2.2 Fly Ash
27
Universitas Sumatera Utara
Dari hasil pengujian di laboratorium karakteristik Fly Ash mengandung unsur:
Tabel 2.4. Unsur yang terkandung dalam Fly ash
No
Parameter
Satuan
Hasil
Metode
1
Silika sebagai SiO2
%
72,2
Gravimetri
2
Aluminium sebagai Al2O3
%
18,8
Perhitungan
3
Besi sebagai Fe2O3
%
0,79
AAS
4
Kalsium sebagai CaO
%
4,79
Tritimetri
5
Magnesium sebagai MgO
%
3,50
Gravimetri
6
Sodium sebagai Na2O
%
0,03
AAS
7
Potasium sebagai K2O
%
0,04
AAS
8
Fosfor sebagai P2O5
%
0,19
Spektrofotometri
9
Sulfur (S)
%
2,12
Gravimetri
10
Mangan
mg/Kg
81,8
AAS
Sumber : Laboratorium Penguji, Balai riset dan standarisasi industri Medan
2.5.5. Bottom Ash
Bottom ash merupakan material yang tidak terbakar dengan
sempurna dari pembakaran batubara. Bottom ash mempunyai ukuran
partikel yang lebih besar dan lebih berat dari fly ash dengan karakteristik
berwarna abu-abu gelap berbentuk butiran berporos sehingga dianggap
mampu mengurangi penggunaan pasir. Bottom Ash yang digunakan pada
penelitian ini berasal dari PT.SOCI MAS.
Gambar 2.3. Bottom Ash
28
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4 Skema mendapatkan bottom ash
Dari hasil pengujian di laboratorium karakteristik Bottom Ash mengandung unsur:
Tabel 2.5. Unsur yang terkandung dalam Bottom ash
No
Parameter
Satuan
Hasil
Metode
1
Silika sebagai SiO2
%
53,4
Gravimetri
2
Aluminium sebagai Al2O3
%
6,77
Perhitungan
3
Besi sebagai Fe2O3
%
1,27
AAS
4
Kalsium sebagai CaO
%
8,74
Tritimetri
5
Magnesium sebagai MgO
%
4,12
Gravimetri
6
Sodium sebagai Na2O
%
0,06
AAS
7
Potasium sebagai K2O
%
0,08
AAS
8
Fosfor sebagai P2O5
%
0,13
Spektrofotometri
9
Sulfur (S)
%
1,05
Gravimetri
10
Mangan
mg/Kg
404
AAS
Sumber : Laboratorium Penguji, Balai riset dan standarisasi industri Medan
29
Universitas Sumatera Utara
2.5.6. Superplasticizer
Menurut ASTM C494 dan British Standard 5075, Superplasticizer
adalah bahan kimia tambahan pengurang air yang sangat efektif, dengan
pemakaian bahan tambahan ini diperoleh adukan dengan faktor air semen
lebih rendah pada nilai kekentalan adukan yang sama atau diperoleh
adukan dengan kekentalan lebih encer dengan faktor air semen yang sama,
sehingga kuat tekan beton lebih tinggi. Superplasticizer merupakan bahan
tambah (admixture). Bahan tambah additive dan admixture adalah bahan
selain semen, agregat dan air yang ditambahkan pada adukan beton,
sebelum atau selama pengadukan beton untuk mengubah sifat beton sesuai
dengan keinginan perencana. Penambahan additive atau admixture
tersebut ke dalam campuran beton ternyata telah terbukti meningkatkan
kinerja beton hamper disemua aspeknya, yaitu kekuatan, kemudahan
pengerjaan, keawetan dan kinerja-kinerja lainnya dalam memenuhi
tuntutan teknologi konstruksi modern.
Superplasticizer juga mempunyai pengaruh yang besar dalam
meningkatkan
menghasilkan
workabilitas,
beton
bahan
mengalir
ini
merupakan
tanpa
terjadi
sarana
untuk
pemisahan
(segregation/bleeding) yang umumnya terjadi pada beton dengan jumlah
air yang besar, maka bahan ini
berguna
untuk
pencetakan
beton
ditempat-tempat yang sulit seperti tempat pada penulangan yang rapat.
Superplasticizer adalah zat-zat polymer organik yang dapat larut
dalam
air
yang telah
dipersatukan
dengan
mengunakan
proses
polymerisasi yang komplek untuk menghasilkan molekul-molekul panjang
dari massa molekular yang tinggi. Molekul-molekul panjang ini akan
membungkus diri mengelilingi partikel semen dan memberikan pengaruh
negatif yang tinggi sehingga antar partikel semen akan saling menjauh dan
menolak. Hal ini akan menimbulkan pendispersian partikel semen
sehingga
mengakibatkan
keenceran
adukan
dan
meningkatkan
workabilitas. Perbaikan workabilitas ini dapat dimanfaatkan untuk
30
Universitas Sumatera Utara
menghasilkan beton dengan workability yang tinggi atau menghasilkan
beton dengan kuat tekan yang tinggi.
Efek superplasticizer pada beton segar yang dimanfaatkan adalah
kemampuannya untuk :
1. Mengurangi jumlah air dan menjaga kandungan semen dengan
kemampuan kerjanya tetap sama serta menghasilkan faktor air semen
yang lebih rendah dengan kekuatan yang lebih besar.
2. Menjaga kandungan air dan semen tetap konstan sehingga didapatkan
campuran dengan workability tinggi
3. Mengurangi kandungan air dan semen dengan faktor air semen yang
konstan
tetapi
menigkatkan
kemampuan
kerjanya
sehingga
menghasilkan beton dengan kekuatan yang sama tetapi menggunakan
semen lebih sedikit.
4. Tidak ada udara yang masuk, penambahan 1% udara kedalam beton
dapat menyebabkan pengurangan strength rata-rata 6%. Untuk
memperoleh kekuatan yang tinggi, diharapkan dapat menjaga “air
content”
di
dalam
beton
serendah
mungkin.
Penggunaan
superplasticizer menyebabkan sedikit bahkan tidak ada udara masuk
kedalam beton.
5. Tidak adanya pengaruh korosi terhadap tulangan.
Takaran penggunaan superplasticizer harus mengikuti rekomendasi dari
produsen, yang dapat dilihat pada brosur teknis atau panduan pemakaian,
secara umum penggunaannya pada beton normal adalah 1-3 liter per
m³ beton segar untuk tujuan meningkatkan workability. Pada penelitian ini
superplasticizer yang digunakan adalah produk Masterglenium SKY 8614
dari BASF.
31
Universitas Sumatera Utara
2. 6. Berat Isi dan Absorbsi
2.6.1.Berat Isi
Menurut (SNI 03-3402-1994), Berat isi merupakan salah satu sifat
yang sangat penting untuk diketahui pada struktur beton ringan selain
kekuatannya. Berat isi yang ringan mengindikasikan bahwa beton ringan
sudah mencapai berat yang diinginkan. Berat isi beton ringan dapat diukur
dalam dua keadaan, yaitu saat beton dalam keadaan kering oven pada suhu
110 ⁰C selama 24 jam, serta beton ringan dalam keadaan seimbang,
dengan pengeringan menggunakan suhu ruangan sampai beton mencapai
berat yang konstan. Pada penelitian ini pengukuran berat isi dengan
menggunakan metode kedua yaitu dengan pengeringan menggunakan suhu
ruangan.
2.6.2. Absorbsi
Absorbsi adalah kemampuan suatu bahan untuk menyerap air.
Nilai absorbsi sangat berkaitan dengan berat jenis maupun porositas suatu
bahan, karena nilai absorbsi yang besar mengindikasikan banyaknya
rongga-rongga yang terdapat dalam material tersebut. Besarnya absorbsi
juga dapat menyebabkan menurunnya kekuatan beton, karena pori-pori
yang ada menyebabkan ikatan antar partikel pada suatu material berkurang.
Besarnya absorbsi pada beton dihitung menggunakan rumus:
Dimana : A = Absorbsi (%)
Mb = Berat benda uji dalam keadaan jenuh air (gram)
Mk = Berat benda uji dalam keadaan kering oven (gram)
32
Universitas Sumatera Utara
2. 7. Kuat Tarik Belah Beton
Kontruksi beton yang dipasang mendatar sering menerima beban tegak lurus
dan sering mengalami rekahan (splitting). Hal ini terjadi karena ada daya dukung
terhadap gaya lentur tergantung pada jarak dari garis berat beton, makin jauh dari
garis berat makin kecil daya dukungnya. Salah satu kelemahan beton adalah
mempunyai kuat tarik yang sangat kecil dibandingkan dengan kuat tekannya yaitu
10%–15% f’c. Kuat tarik beton berpengaruh terhadap kemampuan beton di dalam
mengatasi retak awal sebelum dibebani. Pengujian terhadap kekuatan tarik beton
dapat dilakukan dengan cara:
1. Pengujian tarik langsung, untuk menguji tarik langsung pada spesimen
silinder maupun prisma dilakukan dengan menempelkan benda uji pada
suatu pelat besi dengan lem epoxy. Tepi benda uji harus digergaji
dengan gerinda intan untuk menghilangkan pengaruh pengecoran atau
vibrasi. Beban kecepatan 0,005 MPa/detik sampai runtuh.
2. Pengujian tarik belah (pengujian tarik beton tak langsung) dengan
menggunakan “Split cylinder test”. Dengan membelah silinder beton
terjadi pengalihan tegangan tarik melalui bidang tempat kedudukan
salah satu silinder dan silinder beton tersebut terbelah sepanjang
diameter yang dibebaninya.
Tegangan tarik tidak langsung dihitung dengan persamaan:
Dimana : T = kuat tarik beton (MPa)
P = beban hancur (N)
l = Panjang spesimen (mm)
d = diameter spesimen (mm)
33
Universitas Sumatera Utara
Pada penelitian ini metode yang digunakan untuk mencari nilai kuat tarik
belah adalah metode yang kedua yaitu menggunakan split cylinder test yang
dilakukan dilaboratorium bahan konstruksi USU.
2. 8. Kuat Tekan Beton
Menurut (SNI 03-1974-1990), Kuat tekan beton adalah besarnya beban per
satuan luas yang menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani dengan gaya
tekan tertentu, yang dihasilkan oleh mesin tekan. Kuat tekan beton
mengidentifikasikan mutu dari sebuah struktur. Semakin tinggi tingkat kekuatan
struktur yang dikehendaki, semakin tinggi pula mutu beton yang dihasilkan.
Beberapa faktor seperti ukuran dan bentuk agregat, jumlah pemakaian semen,
jumlah pemakaian air, proporsi campuran beton, perawatan beton (curing), usia
beton ukuran dan bentuk sampel, dapat mempengaruhi kekuatan tekan beton.
Kekuatan tekan benda uji beton dihitung dengan rumus :
f’c =
Dimana : f’c : Kekuatan tekan (MPa)
P
: Beban tekan (N)
A : Luas permukaan benda uji (mm2)
34
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Beton
Menurut (SNI-03-2847-2002), pengertian beton adalah campuran antara
semen Portland atau semen hidraulik lainnya, agregat halus, agregat kasar, dan air,
dengan atau tanpa bahan tambahan yang membentuk massa padat. Beton disusun
dari agregat kasar dan agregat halus. Agregat halus yang digunakan biasanya
adalah pasir alam maupun pasir yang dihasilkan oleh industri pemecah batu,
sedangkan agregat kasar yang dipakai biasanya berupa batu alam maupun batuan
yang dihasilkan oleh industri pemecah batu.
Campuran beton merupakan campuran yang mengandung rongga-rongga
akibat adanya bermacam ukuran agregat yang dimasukkan ke dalam campuran
tersebut. Rongga-rongga antar agregat ini nantinya diisi dengan agregat yang
butiran yang lebih kecil (agregat halus) dan pori-pori antara agregat halus ini diisi
oleh semen dan air (pasta semen). Pasta semen juga berfungsi sebagai perekat atau
pengikat dalam proses pengerasan, sehingga butiran-butiran agregat saling terekat
dengan kuat sehingga terbentuklah suatu kesatuan yang padat dan tahan lama.
Campuran tersebut senantiasa bertambah keras seiring dengan bertambahnya
umur. Pengerasan ini dapat terjadi karena adanya reaksi dari air dan semen yang
mengakibatkan mengeras seperti batuan.
Untuk kualitas beton, parameter yang berpengaruh pada kekuatan beton
adalah :
1. Kualitas semen
2. Proporsi semen
3. Kekuatan agregat
4. Interaksi antar agregat dan pasta semen
5. Pencampuran yang cukup dari material beton
6. Pelaksanaan yang benar
7. Perawatan yang benar
7
Universitas Sumatera Utara
Beton memiliki kuat tekan yang besar sementara kuat tariknya kecil
(Nugraha, 2007). Maka dari itu biasanya untuk struktur bangunan, beton
menggunakan besi tulangan untuk mengantisipasi beban tarik yang mungkin
terjadi saat struktur difungsikan. Menurut (TriMulyono, 2005), Sebagai bahan
konstruksi beton mempunyai kelebihan dan kekurangan, kelebihan beton antara
lain :
1. Harganya relatif murah
2. Mampu memikul beban yang berat
3. Mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi
4. Biaya pemeliharaan/perawatannya kecil
5. Saat ini penelitian terhadap beton banyak dilakukan, menjadikan beton
semakin banyak inovasi dan menjadi lebih mudah digunakan untuk
berbagai kebutuhan.
Selain kelebihan, beton juga memiliki kekurangan sebagai berikut :
1. Beton mempunyai kuat tarik yang rendah, sehingga mudah retak, oleh
karena itu perlu diberi baja tulangan atau tulangan kasa.
2. Bobot beton yang berat dibandingkan dengan struktur lain sehingga
tidak ekonomis dalam hal pemindahan.
3. Bentuk yang telah dibuat sulit untuk diubah.
4. Pengecoran beton memiliki waktu ikat yang lama sampai benar-benar
kuat dibandingkan struktur lain.
5. Beton sulit untuk dapat kedap air secara sempurna, sehingga selalu dapat
dimasuki air, dan air yang membawa kandungan garam dapat merusak
beton.
8
Universitas Sumatera Utara
2.2. Jenis - Jenis Beton
Beton adalah hasil pencampuran semen portland, air, dan agregat. Untuk
penggunaan lain, material untuk beton juga dapat disubstitusikan sesuai dengan
perencanaan, baik jenis semen, agregat halus maupun agregat kasar, sehingga
beton mudah dimodifikasi untuk inovasi yang akan datang. Kadang-kadang juga
ditambah bahan tambahan yang sangat bervariasi mulai dari bahan kimia
tambahan, serat, sampai bahan buangan non kimia dengan perbandingan tertentu.
Ada bermacam – macam jenis beton, yaitu :
2.2.1. Beton non pasir
Sesuai dengan namanya beton ini tidak menggunakan pasir sebagai bahan
adukannya. Sehingga hasil dari pengecoran beton jenis ini akan beronggarongga. Hal ini diakibatkan kerikil yang digunakan sebagai campuran semen
tidak mampu menutupi bagian yang kosong. Beton jenis ini juga memiliki
berat jenis yang lebih rendah dibandingkan jenis beton lainnya.
2.2.2. Beton Hampa
Jenis beton ini merupakan yang paling kuat daya tahannya, karena ketika
semen dicampur dengan air saat pengadukan kemudian dikeringkan dengan
cara yang hampir mirip dengan metode vakum. Pada saat proses vakum
berlangsung, air yang terkandung dalam beton yang masih basah disedot
dengan cara khusus sehingga beton ini menjadi sangat padat dan kuat.
2.2.3
Beton Ringan
Beton adalah campuran antara semen Portland atau semen hidraulik yang lain,
agregat halus, agregat kasar dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang
membentuk massa padat (Surya Sebayang, 2000). Beton normal merupakan
bahan bangunan yang relatif cukup berat dengan berat satuan 2400 kg/m3.
Untuk mengurangi beban mati suatu struktur beton, maka telah banyak
dipakai beton ringan. Menurut (SNI 3402-2008) beton ringan adalah beton
yang memiliki berat jenis lebih ringan daripada beton pada umumnya. Beton
ringan mempunyai berat satuan tidak lebih dari 1900 kg/m3. Pada dasarnya
beton ringan diperoleh dengan cara penambahan pori-pori udara kedalam
campuran betonnya. Menurut Tjokrodimuljo (2007) pembuatan beton ringan
dapat dilakukan dengan cara :
9
Universitas Sumatera Utara
1. Membuat gelembung-gelembung gas udara dalam adukan semen. Dengan
demikian akan terjadi banyak pori-pori udara di dalam betonnya. Bahan
tambahan
khusus
(pembentuk
gelembung
udara
dalam
beton)
ditambahkan ke dalam semen dan akan terbentuk gelembung udara.
2. Dengan menggunakan agregat ringan, misalnya tanah liat bakar dan batu
apung. Dengan demikian beton yang terjadi pun akan lebih ringan
daripada beton normal.
3. Pembuatan beton tidak dengan butir-butir agregat halus. Dengan
demikian beton ini disebut “beton non-pasir” dan hanya dibuat dari semen
dan agregat kasar saja (dengan butiran maksimum agregat kasar sebesar
20 mm atau 10 mm). Beton ini mempunyai pori-pori yang hanya berisi
udara (yang semula terisi oleh butir-butir agregat halus).
Tabel 2.1. Klasifikasi berat volume beton
Jenis Beton
Berat Volume Beton ( kg/m3)
Beton ultra ringan
300 – 1100
Beton ringan
1100 – 1600
Beton ringan struktural
1450 – 1900
Beton normal
2100 – 2550
Beton berat
2900 - 6100
Sumber : ACI (American Concrete Institute) 213R-79
Tabel 2.2. Klasifikasi berat volume beton
Jenis Beton
Berat volume Beton (kg/m3)
Beton berbobot ringan
< 1900
Beton berbobot Normal
2200 – 2500
Sumber : Standart Nasional Indonesia (SNI) 03-2847-2002
10
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.3. Klasifikasi kepadatan beton ringan
No
Kategori beton
Berat isi unit
3
Tipikal kuat
Tipikal aplikasi
ringan
beton (kg/m )
tekan beton
1
Non-struktural
300 – 1100
< 7 MPa
Insulating Material
2
Non-struktural
1100 – 1600
7- 14 MPa
Unit masonry
3
Struktural
1450 – 1900
17 – 35 MPa
Struktural
4
Normal
2100 – 2550
20 – 40 MPa
Struktural
Sumber : (Young, J. Francis.1972)
Beton ringan merupakan beton yang memiliki bobot ringan. Beton ringan
sendiri dalam dunia konstruksi, memiliki sejarah yang sudah dikenal dunia dalam
beberapa produk. Produk beton sangat ringan yang sudah banyak dikenal dalam
dunia konstruksi yaitu Autoclaved Aerated Concrete (AAC) dan Cellular
Lightweight Concrete (CLC). Keduanya didasarkan pada gagasan yang sama yaitu
menambahkan gelembung udara ke dalam mortar akan mengurangi berat beton
yang dihasilkan secara drastis. Perbedaan beton ringan AAC dengan CLC dari
segi proses pengeringan yaitu AAC mengalami pengeringan dalam oven autoklaf
bertekanan tinggi sedangkan beton ringan jenis CLC yang mengalami proses
pengeringan alami. CLC sering disebut juga sebagai Non-Autoclaved Aerated
Concrete (NAAC).
Beton ringan AAC ini pertama kali dikembangkan di Swedia pada tahun
1923 sebagai alternatif material bangunan untuk mengurangi penggundulan hutan.
Beton ringan AAC ini kemudian dikembangkan lagi oleh Joseph Hebel di Jerman
pada tahun 1943. Di Indonesia sendiri beton ringan mulai dikenal sejak tahun
1995, saat didirikannya Pabrikasi beton ringan AAC di Karawang, Jawa Barat.
Beton ringan AAC adalah beton selular dimana gelembung udara yang ada
disebabkan oleh reaksi kimia, adonan beton ringan AAC umumnya terdiri dari
pasir kwarsa, semen, kapur, sedikit gypsum, air, dan alumunium pasta sebagai
bahan pengembang (pengisi udara secara kimiawi).
Setelah adonan tercampur sempurna, nantinya akan mengembang selama 78 jam. Alumunium pasta yang digunakan dalam adonan tadi, selain berfungsi
sebagai pengembang ia berperan dalam mempengaruhi kekerasan beton. Volume
aluminium pasta ini berkisar 5-8 persen dari adonan yang dibuat, tergantung
11
Universitas Sumatera Utara
kepadatan yang diinginkan. Adonan beton aerasi ini lantas dipotong sesuai
ukuran. Adonan beton aerasi yang masih mentah ini, kemudian dimasukkan ke
autoclave chamber atau diberi uap panas dan diberi tekanan tinggi. Suhu di dalam
autoclave chamber sekitar 183oC. Hal ini dilakukan sebagai proses pengeringan
atau pematangan. Saat pencampuran pasir kwarsa, semen, kapur, gypsum, air, dan
alumunium pasta, terjadi reaksi kimia. Butiran alumunium bereaksi dengan
kalsium hidroksida yang ada di dalam pasir kwarsa dan air sehingga membentuk
hidrogen. Gas hidrogen ini membentuk gelembung-gelembung udara di dalam
campuran beton tadi. Gelembung-gelembung udara ini menjadikan volumenya
menjadi dua kali lebih besar dari volume semula, di akhir proses pengembangan
atau pembusaan, hidrogen akan terlepas ke atmosfir dan langsung digantikan oleh
udara, rongga- rongga udara yang terbentuk ini yang membuat beton ini menjadi
ringan.
Beton ringan NAAC adalah beton selular yang mengalami proses curing
secara alami. Beton ringan NAAC adalah beton konvensional yang mana dalam
prosesnya mengunakan busa organik yang sangat stabil dan tidak ada reaksi kimia
ketika proses pencampuran adonan, foam/busa berfungsi hanya sebagai media
untuk membungkus udara. Pabrikasi dan peralatan yang digunakan untuk
menghasilkan NAAC juga standard, sehingga produksi dengan mudah dapat pula
diintegrasikan ke dalam pabrikasi beton konvensional. Hanya pasir, semen, air
dan foam yang digunakan dan kepadatan yand didapatkan dapat disesuaikan mulai
dari 350 kg/m3 sampai 1.800 kg/m3.
Pada beton ringan NAAC gelembung udara di dalam beton benar-benar
terpisah satu sama lain, sehingga penyerapan air jauh lebih sedikit dan baja tidak
perlu dilapisi dengan lapisan anti korosi, beton dengan kepadatan diatas 1.200
kg/m3 juga tidak memerlukan plaster, seperti pada beton ringan AAC, hanya
cukup di cat saja. Penyerapan air lebih rendah daripada beton ringan AAC dan
masih cukup baik dibandingkan dengan beton konvensional. Beton ringan NAAC
sama halnya dengan beton konvensional, kekuatan akan bertambah seiring dengan
waktu melalui kelembapan alamiah pada tekanan atmosfir saja. Meskipun tidak
seringan beton AAC, beton ringan NAAC tetap menawarkan penurunan bobot isi
yang cukup besar dibandingkan dengan beton konvensional dan isolasi termal
12
Universitas Sumatera Utara
500% lebih tinggi dan tahan api. Karena sangat praktis maka beton ringan NAAC
menawarkan banyak ruang lingkup pengaplikasian, mulai dari isolasi atap rumah
pada kepadatan serendah 350 kg/m3 sampai dengan produksi panel dan lantai
beton dengan kepadatan 1800 kg/m3. Berdasarkan metode di atas, penulis
berkeinginan untuk mencoba membuat beton ringan NAAC dengan fly ash dan
bottom ash sebagai substitusi agregat halus yaitu semen dan pasir, karena beton
ringan NAAC ini belum banyak dikomersilkan dibanding beton ringan AAC dan
pembuatannya relatif lebih hemat energi karena pemrosesannya tanpa autoclave,
dan dalam pembuatannya menggunakan foaming agent sebagai bahan
pengembangnya.
2.2.4. Beton Siklop
Beton ini digunakan sebagai pembuatan bendungan, pangkal jembatan dan
sebagainya. Beton ini masuk dalam kategori beton normal, perbedaannya
dengan beton lain ialah ukurannya yang cukup besar.
2.2.5. Beton Massa
Beton ini biasanya memiliki dimensi ukuran 60 cm atau lebih. Beton ini
dituang dalam volume besar dengan ukuran perbandingannya antara volume
dan luas permukaannya.
2.2.6. Beton Serat
Beton ini cara pencampurannya hampir sama dengan beton biasa, bedanya
hanya pada campuran, serat yang turut dicampurkan pada saat pengadukan.
Hal ini dilakukan agar beton tidak mudah retak dan partikel-partikel beton
bisa saling terikat satu sama lain. Hasilnya kekuatan beton serat memiliki
daya tahan yang bagus.
2.2.7. Beton Bertulang
Beton ini termasuk yang paling umum jika digunakan untuk pembuatan jalan.
Dimana beton dibuat dengan anyaman kawat baja dan campuran semen. Hal
ini dilakukan untuk memperkuat daya tarik dan daktilitas.
13
Universitas Sumatera Utara
2.2.8. Beton Mortar
Beton jenis ini merupakan beton yang dibuat dengan bahan dasar semen,
pasir dan air. Campuran ketiga bahan ini memperkuat susunan partikel beton
sehingga daya rekatnya lebih kuat.
2.2.9. Beton Pracetak
Jenis-jenis beton ini biasanya digunakan jika pekerjaan konstruksi yang
dilakukan membutuhkan waktu yang sangat cepat. Kelebihannya adalah
beton ini dapat dicetak di tempat lain lalu tinggal dipasang di tempat
tujuannya. Namun kekurangannya daya rekat beton ini tidak sekuat
pembuatan beton dengan cara konvensional.
2.2.10. Beton Prategang
Beton ini pada dasarnya sama dengan beton bertulang namun perbedaannya
kawat baja yang dimasukkan ke dalam campuran beton ditegangkan terlebih
dahulu. Hal ini dilakukan agar gaya tarik beton ini lebih kuat menahan beban
berat.
2.3. Umur Beton
Beton memiliki waktu pengikatan sampai akhirnya struktur benar-benar
menyatu. Semakin lama umur beton, maka semakin rekat ikatan antar agregat dan
pasta semen. Menurut Mulyono (2004), Kuat tekan beton semakin lama semakin
naik secara linear sampai umur 28 hari, setelah itu kuat tekan meningkat dengan
proporsi yang kecil, maka dari itu secara umum umur beton yang optimal adalah
28 hari.
2.4. Bahan Penyusun Beton
2.4.1. Agregat
Agregat adalah material pada campuran beton yang tidak bereaksi,
hanya diikat oleh pasta semen. Agregat merupakan material yang
mempengaruhi kekuatan beton. Agregat biasanya berkisar antara 60-80%
pada beton. Karena agregat merupakan material yang mempengaruhi
kekuatan beton, maka agregat harus memiliki gradasi yang sesuai agar
agregat tersebut mampu memasuki rongga-rongga di dalam beton
14
Universitas Sumatera Utara
sehingga membuat beton semakin padat dan kuat.Agregat dapat dibedakan
menjadi dua jenis, yaitu agregat alam dan agregat buatan (pecahan).
Agregat alam dan pecahan ini pun dapat dibedakan berdasarkan beratnya,
asalnya, diameter butirnya (gradasi), dan tekstur permukaannya.
Selain mudah didapat, agregat tidak bisa sembarang diambil, tetapi harus
memiliki hal-hal sebagai berikut :
a. Kekuatan yang baik
b. Tahan lama
c. Tahan cuaca
d. Permukaan bebas dari kotoran
e. Tidak boleh terjadi reaksi kimia yang tidak dibutuhkan dengan semen
Dari ukurannya, agregat dapat dibedakan menjadi dua golongan yaitu
agregat kasar dan agregat halus.
2.4.1.a. Agregat Halus
Agregat halus merupakan material pengisi dalam campuran beton.
Ukurannya bervariasi antara 4,75 mm sampai 0,15 mm saringan standar
amerika (ASTM). Agregat halus yang baik harus bebas bahan organik,
lempung, partikel yang lebih kecil dari saringan 0,075 mm atau bahan –
bahan lain yang dapat merusak campuran beton.
Menurut SK SNI S-04-1989-F (Spesifikasi Bahan Bangunan
Bagian A), agregat halus harus memenuhi syarat berikut :
Butir-butirnya tajam dan keras dengan indeks kekerasan <
2,2
Kekal, tidak pecah atau hancur oleh cuaca
Tidak mengandung lumpur >5%
Tidak mengandung zat organis yang terlampau banyak
Modulus kehalusan antara 1,5-3,8 dengan variasi butir
sesuai standar gradasi
Agregat halus dari pantai dapat dipakai asalkan dengan
petunjuk dari lembaga pemeriksaan bahan yang diakui.
15
Universitas Sumatera Utara
2.4.1.b. Agregat Kasar
Agregat kasar adalah agregat dengan ukuran butir lebih besar dari
5 mm. Agregat harus mempunyai gradasi yang baik, artinya harus tediri
dari butiran yang beragam besarnya, sehingga dapat mengisi ronggarongga akibat ukuran yang besar, sehingga akan mengurangi
penggunaan semen atau penggunaan semen yang minimal.
Menurut SK SNI S-04-1989-F (Spesifikasi Bahan Bangunan
Bagian A), agregat kasar harus memenuhi syarat berikut :
Butirannya keras dan tidak berpori dengan indeks
kekerasan 60 menit
2. Waktu ikat akhir > 480 menit
Waktu ikatan awal yang cukup awal diperlukan untuk pekerjaan beton,
yaitu waktu transportasi, pencetakan, pemadatan, dan perataan
permukaan.
3. Panas hidrasi
Silika dan alumina pada semen bereaksi dengan air menjadi media
perekat yang memadat lalu membentuk massa yang keras. Reaksi
membentuk media perekat ini disebut hidrasi.
4. Pengembangan volume (lechathelier)
Pengembangan semen dapat menyebabkan kerusakan dari suatu beton,
karena itu pengembangan beton dibatasi sebesar ± 0,8 % (A.M Neville,
1995). Akibat perbesaran volume tersebut, ruang antar partikel terdesak
dan akan timbul retak-retak.
2.4.2.a. Semen Portland
Portland Cement (PC) atau semen adalah bahan yang bertindak
sebagai bahan pengikat agregat, jika dicampur dengan air semen
menjadi pasta. Penemu semen (Portland Cement) adalah Joseph Aspdin
di tahun 1824, seorang tukang batu kebangsaan Inggris. Dinamakan
semen Portland, karena awalnya semen dihasilkan mempunyai warna
serupa dengan tanah liat alam di Pulau Portland.
Menurut (SNI 15-2049-2004), Semen Portland merupakan semen
hidrolis yang dihasilkan dengan cara menggiling terak semen Portland
terutama yang terdiri atas kalsium silikat yang bersifat hidrolis dan
digiling bersama-sama dengan bahan tambahan berupa satu atau lebih
bentuk kristal senyawa kalsium sulfat dan boleh ditambah dengan
bahan tambahan lain. Pemakaian semen portland yang disebabkan oleh
kondisi tertentu yang dibutuhkan pada pelaksanaan konstruksi di
lapangan, membuat para ahli menciptakan berbagai jenis semen
portland, diantaranya sebagai berikut:
18
Universitas Sumatera Utara
a. Semen
Portland
Tipe
I,
semen
portland
yang
dalam
penggunaannya tidak memerlukan persyaratan khusus seperti
jenis-jenis lainnya. Digunakan untuk bangunan-bangunan umum
yang tidak memerlukan persyaratan khusus. Jenis ini paling
banyak diproduksi karena digunakan untuk hampir semua jenis
konstruksi.
b. Semen
Portland
Tipe
II,
semen
portland
yang
dalam
penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas
hidras dengan tingkat sedang. Digunakan untuk konstruksi
bangunan dan beton yang terus-menerus berhubungan dengan air
kotor atau air tanah atau untuk pondasi yang tertahan di dalam
tanah yang mengandung air agresif (garam-garam sulfat).
c. Semen Portland Tipe III, semen portland yang memerlukan
kekuatan awal yang tinggi. Kekuatan 28 hari umumnya dapat
dicapai dalam 1 minggu. Semen jenis ini umum dipakai ketika
acuan harus dibongkar secepat mungkin atau ketika struktur harus
dapat cepat dipakai.
d. Semen Portland Tipe IV, semen portland yang penggunaannya
diperlukan panas hidrasi yang rendah. Digunakan untuk
pekerjaan-pekarjaan dimana kecepatan dan jumlah panas yang
timbul harus minimum. Misalnya pada bangunan seperti
bendungan gravitasi yang besar.
e. Semen
Portland
Tipe
V,
semen
portland
yang
dalam
penggunaannya memerlukan ketahanan yang tinggi terhadap
sulfat. Digunakan untuk bangunan yang berhubungan dengan air
laut.
Semen yang digunakan dalam penelitian ini adalah semen jenis
OPC (Ordinary Portland Cement) atau Tipe I, yaitu semen hidrolis
yang dipergunakan secara luas untuk konstruksi umum, seperti
konstruksi bangunan yang tidak memerlukan persyaratan khusus, antara
lain bangunan perumahan, gedung-gedung bertingkat, jembatan,
landasan pacu dan jalan raya.
19
Universitas Sumatera Utara
2.4.3. Air
Dalam pembuatan beton, air merupakan salah satu faktor penting,
karena air bereaksi dengan semen akan menjadi pasta pengikat agregat.
Air untuk pembuatan beton minimal memenuhi syarat sebagai air minum,
tetapi tidak berarti air yang digunakan untuk pembuatan beton harus
memenuhi syarat sebagai air minum.
Menurut (Tjokrodimulyo,2007), Penggunaan air untuk beton sebaiknya
memenuhi persyaratan sebagai berikut:
1. Tidak mengandung lumpur atau benda melayang lainnya lebih dari 2
gram perliter
2. Tidak mengandung garam-garam yang dapat merusak beton (asam, zat
organik) lebih dari 15 gram perliter
3. Tidak mengandung senyawa klorida (Cl) lebih dari 1 gram perliter
4. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram perliter
Fungsi dari air disini antara lain adalah sebagai bahan pencampur antara
semen dan agregat, sehingga air harus bebas dari bahan yang bersifat
asam, basa dan minyak.
Faktor-faktor yang mempengaruhi air dalam pembuatan beton adalah
sebagai berikut.
1. Ukuran agregat
Semakin besar ukuran diameter maksimum agregat, maka semakin
sedikit air dan mortar yang dibutuhkan.
2. Bentuk agregat
Agregat batu pecah (memiliki sudut-sudut) memerlukan lebih
banyak air dibandingkan dengan agregat dengan bentuk bulat.
3.
Gradasi agregat
Gradasi agregat yang baik (ukuran agregat bervariasi) membtuhkan
air yang lebih sedikit dibandingkan dengan agregat dengan gradasi
buruk (ukuran agregat seragam).
20
Universitas Sumatera Utara
4.
Zat yang terkandung dalam agregat
Semakin banyak zat kotoran seperti lanau, tanah liat, lumpur dan
sebagainya membuat air yang dibutuhkan semakin banyak.
5.
Perbandingan agregat kasar dengan agregat halus
Semakin banyak agregat kasar, maka penggunaan air lebih sedikit,
sedangkan apabila agregat kasar sedikit, maka penggunaan ait
semakin banyak.
Air yang digunakan untuk pencampuran pada penelitian ini adalah
air PAM dari Laboratorium bahan konstruksi FT USU. Sedangkan untuk
perawatan perendaman menggunakan air yang berada di bak perendaman
Laboratorium bahan konstruksi FT USU.
2.5. Bahan Tambah
Menurut (SK SNI S-18-1990-03), bahan tambah (admixture) adalah suatu
bahan berupa bubuk atau cairan yang ditambahkan ke dalam campuran adukan
beton selama pengadukan, dengan tujuan untuk mengubah sifat adukan atau
betonnya. Fungsi bahan tambah ini adalah mengubah sifat-sifat beton agar
menjadi lebih cocok untuk pekerjaan tertentu, atau untuk menghemat biaya.
Bahan tambah biasanya diberikan dalam jumlah yang relatif sedikit, dan harus
dengan pengawasan yang ketat agar tidak berlebihan yang justru akan dapat
memperburuk sifat beton. Secara umum bahan tambah yang digunakan beton
dapat dibedakan menjadi dua, yaitu bahan tambah yang bersifat kimiawi
(chemical admixture) dan bahan tambah yang bersifat mineral (additive).
2.5.1. Bahan Tambah Kimia
Menurut ASTM C.494 dan Pedoman Beton 1989 SKBI.1.4.53.1989, jenis
bahan tambah kimia dibedakan menjadi tujuh tipe bahan tambah. Pada dasarnya
suatu bahan tambah harus mampu memperlihatkan komposisi dan unjuk kerja
yang sama sepanjang waktu pengerjaan selama bahan tersebut digunakan dalam
campuran beton sesuai dengan pemilihan proporsi betonnya (PB,1989 :12).
21
Universitas Sumatera Utara
a. Tipe A “Water-Reducing Admixtures”
Water – Reducing Admixture digunakan antara lain dengan tidak mengurangi
kadar semen dan nilai slump untuk memproduksi beton dengan nilai
perbandingan atau ratio factor air semen (fas) yang rendah. Atau dengan tidak
merubah kadar semen yang digunakan dengan factor air semen yang tetap maka
nilai slump yang dihasilkan dapat lebih tinggi. Hal ini dimaksudkan dengan
mengubah kadar semen tetapi tidak merubah fas dan slump. Pada kasus pertama
dengan mengurangi fas secara tidak langsung akan meningkatkan kekuatan
tekannya, karena dalam banyak kasus fas yang rendah meningkatkan kuat tekan
beton. Pada kasus kedua, tingginya nilai slump yang didapat akan memudahkan
penuangan adukan (placing) atau waktu penuangan adukan dapat diperlambat.
Pada kasus ketiga dimaksudkan untuk mengurangi biaya karena penggunaan
semen yang kecil ( Marther, Bryant,1994)
b. Tipe B “Retarding Admixtures”
Retarding Admixture adalah bahan tambah yang berfungsi untuk menghambat
waktu pengikatan beton. Penggunaannya untuk menunda waktu pengikatan beton,
misalnya karena kondisi cuaca yang panas, atau untuk memperpanjang waktu
untuk pemadatan, untuk menghindari cold joints dan menghindari dampak
penurunan saat beton segar saat pelaksanaan pengecoran.
c. Tipe C “Accelerating Admixtures”
Accelerating Admixture adalah bahan tambah yang berfungsi untuk mempercepat
pengikatan dan pengembangan kekuatan awal beton. Bahan ini digunakan untuk
mengurangi lamanya waktu pengeringan (hidrasi) dan mempercepat pencapaian
kekuatan awal beton. Accelerating Admixture yang paling terkenal adalah kalsium
klorida. Dosis maksimum adalah 2 % dari berat semen yang digunakan. Secara
umum, kelompok. Bahan tambah ini dibagi tiga kelompok yaitu : Larutan garam
organic, Larutan campuran organic dan Material miscellaneous.
22
Universitas Sumatera Utara
d. Tipe D “Water Reducing and Retarding Admixtures”
Water Reducing and Retarding Admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi
ganda yaitu mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk
menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu dan menghambat pengikatan
awal. Water Reducing and Retarding Admixtures yaitu pengurang air dan
pengontrol pengeringan. Bahan ini digunakan untuk menambah kekuatan beton.
Bahan ini juga akan mengurangi kandungan semen yang sebanding dengan
pengurangan kandungan air. Bahan ini hampir semuanya berwujud cair. Air yang
terkandung dalam bahan akan menjadi bagian air campuran beton. Dalam
perencanaan air ini harus ditambahkan sebagai berat air total dalam campuran
beton.
e. Tipe E “Water Reducing and Accelerating Admixtures”
Water Reducing and Accelerating Admixtures adalah bahan tambah yang
berfungsi ganda yaitu mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk
menghasilkan beton yang konsistensinya tertentu dan mempercepat pengikatan
awal.
f. Tipe F “Water Reducing, High Range Admixtures”
Water Reducing, High Range Admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi
untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan
beton dengan konsistensi tertentu, sebanyak 12% atau lebih. Fungsinya untuk
mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton
dengan konsistensi tertentu, kadar pengurangan air dalam bahan ini lebih tinggi
sehingga diharapkan kekuatan beton yang dihasilkan lebih tinggi dengan air yang
sedikit, tetapi tingkat kemudahan pekerjaan juga lebih tinggi. Jenis bahan tambah
ini berupa superplasticizer.
23
Universitas Sumatera Utara
g. Tipe G “Water Reducing, High Range Retarding Admixtures”
Water Reducing, High Range Retarding Admixtures adalah bahan tambah yang
berfungsi untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk
menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu, sebanyak 12% atau lebih dan
juga
untuk menghambat pengikatan beton. Jenis bahan tambah ini merupakan
gabungan superplasticizer dengan menunda waktu pengikatan beton. Biasanya
digunakan untuk kondisi pekerjaan yang sempit karena sedikitnya sumber daya
yang mengelola beton disebabkan keterbatasan ruang kerja.
2.5.2. Bahan Tambah Mineral (additive)
Bahan tambah mineral ini merupakan bahan tambah yang dimasukkan untuk
memperbaiki kinerja beton. Bahan tambah mineral ini cenderung bersifat
penyemenan. Beberapa bahan tambah mineral ini adalah pozzolan, fly ash, slag,
dan silica fume. Beberapa keuntungan penggunaan bahan tambah mineral ini
antara lain (Cain, 1994:500-508) :
1. Memperbaiki kinerja workability
2. Mengurangi panas hidrasi
3. Mengurangi biaya pekerjaan beton
4. Mempertinggi daya tahan terhadap serangan sulfat
5. Mempertinggi daya tahan terhadap serangan reaksi alkali-silika
6. Mempertinggi usia beton
7. Mempertinggi kekuatan tekan beton
8. Mempertinggi keawetan beton
9. Mengurangi penyusutan
10. Mengurangi porositas dan daya serap air dalam beton
24
Universitas Sumatera Utara
2.5.3. Foaming Agent
Foaming agent adalah bahan tambahan yang digunakan pada
pencampuran beton untuk membuat campuran beton lebih mengembang
dan memperbesar rongga udara di dalamnya sehingga beton menjadi lebih
ringan. Penambahan bahan ini tidak boleh terlalu banyak, karena jika
rongga udara yang terdapat di dalam beton terlalu besar atau banyak, maka
kekuatan beton dapat menurun. Pada penelitian ini peneliti menggunakan
foaming agent produk Meyco fix slf 20 dari BASF.
2.5.4. Fly Ash
Fly ash atau abu terbang yang merupakan sisa-sisa pembakaran
batu bara, yang dialirkan dari ruang pembakaran melalui ketel berupa
semburan asap. Fly Ash berukuran 0,074-0,005 mm. Fly Ash adalah abu
terbang yang diperoleh dari pembakaran batubara dengan suhu 1600oC
yang memiliki kandungan komponen silika sebesar 72,2% menurut
pengujian dari balai riset dan standarisasi industri Medan. Karena sifatnya
menyerupai semen sehingga dapat berfungsi sebagai bahan perekat dan
dapat mengurangi penggunaan semen.
Menurut ASTM C618 fly ash dibagi menjadi dua kelas yaitu fly
ash kelas F dan kelas C. Perbedaan utama dari kedua fly ash tersebut
adalah banyaknya kalsium, silika, aluminium dan kadar besi di
fly ash tersebut. Walaupun kelas F dan kelas C sangat ketat ditandai untuk
digunakan fly ash yang memenuhi spesifikasi ASTM C618, namun istilah
ini lebih umum digunakan berdasarkan asal produksi batubara atau kadar
CaO.
Fly ash kelas F merupakan fly ash yang diproduksi dari
pembakaran batubara anthracite atau bituminous, mempunyai sifat
pozzolanic dan untuk mendapatkan sifat cementitious harus diberi
penambahan quick lime, hydrated lime, atau semen. Fly ash kelas F ini
memiliki kadar kapur yang rendah (CaO < 10%). Fly ash kelas C
diproduksi dari pembakaran batubara lignite atau sub-bituminous selain
25
Universitas Sumatera Utara
mempunyai sifat pozolanic juga mempunyai sifat self-cementing
(kemampuan untuk mengeras dan menambah kuat apabila bereaksi dengan
air) dan sifat ini timbul tanpa penambahan kapur. Fly ash kelas C ini
mengandung kapur lebih besar dari fly ash kelas F (CaO > 20%). Sehingga
fly ash dari PT. SOCI MAS yang digunakan dalam penelitian ini
diklasifikasikan kedalam fly ash kelas F, karena kadar kapur dalam fly ash
ini sebesar 4,79% (CaO < 10%).
Tingkat pemanfaatan abu terbang dalam produksi semen saat ini
masih tergolong amat rendah. China memanfaatkan sekitar 15 persen,
India kurang dari lima persen, untuk memanfaatkan abu terbang dalam
pembuatan beton. Abu terbang ini sendiri, kalau tidak dimanfaatkan juga
bisa menjadi ancaman bagi lingkungan. Karenanya dapat dikatakan,
pemanfaatan abu terbang akan mendatangkan efek ganda pada tindak
penyelamatan lingkungan, yaitu penggunaan abu terbang akan memangkas
dampak negatif kalau bahan sisa ini dibuang begitu saja dan sekaligus
mengurangi penggunaan semen Portland dalam pembuatan beton. Pada
penelitian ini, fly ash yang digunakan bersal dari PT.SOCI MAS.
Gambar 2.1 Skema mendapatkan fly ash
26
Universitas Sumatera Utara
ElectroStatic Precipitator (ESP) adalah salah satu alternatif penangkap
debu dengan effisiensi tinggi (mencapai diatas 90%) dan rentang partikel yang
didapat cukup besar. Dengan menggunakan electro static precipitator (ESP) ini,
jumlah limbah debu yang keluar dari cerobong diharapkan hanya sekitar 0,16 %
(efektifitas penangkapan debu mencapai 99,84%).
Air Heater merupakan alat yang berfungsi untuk memanaskan udara yang
digunakan untuk menghembusatau meniup bahan bakar agar dapat terbakar
sempurna.
ID Fans (Induced Draft Fan) merupakan alat dari boiler yang berfungsi
sebagai penghisap asap yang dikeluarkan dari ruang pembakaran.
Gambar 2.2 Fly Ash
27
Universitas Sumatera Utara
Dari hasil pengujian di laboratorium karakteristik Fly Ash mengandung unsur:
Tabel 2.4. Unsur yang terkandung dalam Fly ash
No
Parameter
Satuan
Hasil
Metode
1
Silika sebagai SiO2
%
72,2
Gravimetri
2
Aluminium sebagai Al2O3
%
18,8
Perhitungan
3
Besi sebagai Fe2O3
%
0,79
AAS
4
Kalsium sebagai CaO
%
4,79
Tritimetri
5
Magnesium sebagai MgO
%
3,50
Gravimetri
6
Sodium sebagai Na2O
%
0,03
AAS
7
Potasium sebagai K2O
%
0,04
AAS
8
Fosfor sebagai P2O5
%
0,19
Spektrofotometri
9
Sulfur (S)
%
2,12
Gravimetri
10
Mangan
mg/Kg
81,8
AAS
Sumber : Laboratorium Penguji, Balai riset dan standarisasi industri Medan
2.5.5. Bottom Ash
Bottom ash merupakan material yang tidak terbakar dengan
sempurna dari pembakaran batubara. Bottom ash mempunyai ukuran
partikel yang lebih besar dan lebih berat dari fly ash dengan karakteristik
berwarna abu-abu gelap berbentuk butiran berporos sehingga dianggap
mampu mengurangi penggunaan pasir. Bottom Ash yang digunakan pada
penelitian ini berasal dari PT.SOCI MAS.
Gambar 2.3. Bottom Ash
28
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4 Skema mendapatkan bottom ash
Dari hasil pengujian di laboratorium karakteristik Bottom Ash mengandung unsur:
Tabel 2.5. Unsur yang terkandung dalam Bottom ash
No
Parameter
Satuan
Hasil
Metode
1
Silika sebagai SiO2
%
53,4
Gravimetri
2
Aluminium sebagai Al2O3
%
6,77
Perhitungan
3
Besi sebagai Fe2O3
%
1,27
AAS
4
Kalsium sebagai CaO
%
8,74
Tritimetri
5
Magnesium sebagai MgO
%
4,12
Gravimetri
6
Sodium sebagai Na2O
%
0,06
AAS
7
Potasium sebagai K2O
%
0,08
AAS
8
Fosfor sebagai P2O5
%
0,13
Spektrofotometri
9
Sulfur (S)
%
1,05
Gravimetri
10
Mangan
mg/Kg
404
AAS
Sumber : Laboratorium Penguji, Balai riset dan standarisasi industri Medan
29
Universitas Sumatera Utara
2.5.6. Superplasticizer
Menurut ASTM C494 dan British Standard 5075, Superplasticizer
adalah bahan kimia tambahan pengurang air yang sangat efektif, dengan
pemakaian bahan tambahan ini diperoleh adukan dengan faktor air semen
lebih rendah pada nilai kekentalan adukan yang sama atau diperoleh
adukan dengan kekentalan lebih encer dengan faktor air semen yang sama,
sehingga kuat tekan beton lebih tinggi. Superplasticizer merupakan bahan
tambah (admixture). Bahan tambah additive dan admixture adalah bahan
selain semen, agregat dan air yang ditambahkan pada adukan beton,
sebelum atau selama pengadukan beton untuk mengubah sifat beton sesuai
dengan keinginan perencana. Penambahan additive atau admixture
tersebut ke dalam campuran beton ternyata telah terbukti meningkatkan
kinerja beton hamper disemua aspeknya, yaitu kekuatan, kemudahan
pengerjaan, keawetan dan kinerja-kinerja lainnya dalam memenuhi
tuntutan teknologi konstruksi modern.
Superplasticizer juga mempunyai pengaruh yang besar dalam
meningkatkan
menghasilkan
workabilitas,
beton
bahan
mengalir
ini
merupakan
tanpa
terjadi
sarana
untuk
pemisahan
(segregation/bleeding) yang umumnya terjadi pada beton dengan jumlah
air yang besar, maka bahan ini
berguna
untuk
pencetakan
beton
ditempat-tempat yang sulit seperti tempat pada penulangan yang rapat.
Superplasticizer adalah zat-zat polymer organik yang dapat larut
dalam
air
yang telah
dipersatukan
dengan
mengunakan
proses
polymerisasi yang komplek untuk menghasilkan molekul-molekul panjang
dari massa molekular yang tinggi. Molekul-molekul panjang ini akan
membungkus diri mengelilingi partikel semen dan memberikan pengaruh
negatif yang tinggi sehingga antar partikel semen akan saling menjauh dan
menolak. Hal ini akan menimbulkan pendispersian partikel semen
sehingga
mengakibatkan
keenceran
adukan
dan
meningkatkan
workabilitas. Perbaikan workabilitas ini dapat dimanfaatkan untuk
30
Universitas Sumatera Utara
menghasilkan beton dengan workability yang tinggi atau menghasilkan
beton dengan kuat tekan yang tinggi.
Efek superplasticizer pada beton segar yang dimanfaatkan adalah
kemampuannya untuk :
1. Mengurangi jumlah air dan menjaga kandungan semen dengan
kemampuan kerjanya tetap sama serta menghasilkan faktor air semen
yang lebih rendah dengan kekuatan yang lebih besar.
2. Menjaga kandungan air dan semen tetap konstan sehingga didapatkan
campuran dengan workability tinggi
3. Mengurangi kandungan air dan semen dengan faktor air semen yang
konstan
tetapi
menigkatkan
kemampuan
kerjanya
sehingga
menghasilkan beton dengan kekuatan yang sama tetapi menggunakan
semen lebih sedikit.
4. Tidak ada udara yang masuk, penambahan 1% udara kedalam beton
dapat menyebabkan pengurangan strength rata-rata 6%. Untuk
memperoleh kekuatan yang tinggi, diharapkan dapat menjaga “air
content”
di
dalam
beton
serendah
mungkin.
Penggunaan
superplasticizer menyebabkan sedikit bahkan tidak ada udara masuk
kedalam beton.
5. Tidak adanya pengaruh korosi terhadap tulangan.
Takaran penggunaan superplasticizer harus mengikuti rekomendasi dari
produsen, yang dapat dilihat pada brosur teknis atau panduan pemakaian,
secara umum penggunaannya pada beton normal adalah 1-3 liter per
m³ beton segar untuk tujuan meningkatkan workability. Pada penelitian ini
superplasticizer yang digunakan adalah produk Masterglenium SKY 8614
dari BASF.
31
Universitas Sumatera Utara
2. 6. Berat Isi dan Absorbsi
2.6.1.Berat Isi
Menurut (SNI 03-3402-1994), Berat isi merupakan salah satu sifat
yang sangat penting untuk diketahui pada struktur beton ringan selain
kekuatannya. Berat isi yang ringan mengindikasikan bahwa beton ringan
sudah mencapai berat yang diinginkan. Berat isi beton ringan dapat diukur
dalam dua keadaan, yaitu saat beton dalam keadaan kering oven pada suhu
110 ⁰C selama 24 jam, serta beton ringan dalam keadaan seimbang,
dengan pengeringan menggunakan suhu ruangan sampai beton mencapai
berat yang konstan. Pada penelitian ini pengukuran berat isi dengan
menggunakan metode kedua yaitu dengan pengeringan menggunakan suhu
ruangan.
2.6.2. Absorbsi
Absorbsi adalah kemampuan suatu bahan untuk menyerap air.
Nilai absorbsi sangat berkaitan dengan berat jenis maupun porositas suatu
bahan, karena nilai absorbsi yang besar mengindikasikan banyaknya
rongga-rongga yang terdapat dalam material tersebut. Besarnya absorbsi
juga dapat menyebabkan menurunnya kekuatan beton, karena pori-pori
yang ada menyebabkan ikatan antar partikel pada suatu material berkurang.
Besarnya absorbsi pada beton dihitung menggunakan rumus:
Dimana : A = Absorbsi (%)
Mb = Berat benda uji dalam keadaan jenuh air (gram)
Mk = Berat benda uji dalam keadaan kering oven (gram)
32
Universitas Sumatera Utara
2. 7. Kuat Tarik Belah Beton
Kontruksi beton yang dipasang mendatar sering menerima beban tegak lurus
dan sering mengalami rekahan (splitting). Hal ini terjadi karena ada daya dukung
terhadap gaya lentur tergantung pada jarak dari garis berat beton, makin jauh dari
garis berat makin kecil daya dukungnya. Salah satu kelemahan beton adalah
mempunyai kuat tarik yang sangat kecil dibandingkan dengan kuat tekannya yaitu
10%–15% f’c. Kuat tarik beton berpengaruh terhadap kemampuan beton di dalam
mengatasi retak awal sebelum dibebani. Pengujian terhadap kekuatan tarik beton
dapat dilakukan dengan cara:
1. Pengujian tarik langsung, untuk menguji tarik langsung pada spesimen
silinder maupun prisma dilakukan dengan menempelkan benda uji pada
suatu pelat besi dengan lem epoxy. Tepi benda uji harus digergaji
dengan gerinda intan untuk menghilangkan pengaruh pengecoran atau
vibrasi. Beban kecepatan 0,005 MPa/detik sampai runtuh.
2. Pengujian tarik belah (pengujian tarik beton tak langsung) dengan
menggunakan “Split cylinder test”. Dengan membelah silinder beton
terjadi pengalihan tegangan tarik melalui bidang tempat kedudukan
salah satu silinder dan silinder beton tersebut terbelah sepanjang
diameter yang dibebaninya.
Tegangan tarik tidak langsung dihitung dengan persamaan:
Dimana : T = kuat tarik beton (MPa)
P = beban hancur (N)
l = Panjang spesimen (mm)
d = diameter spesimen (mm)
33
Universitas Sumatera Utara
Pada penelitian ini metode yang digunakan untuk mencari nilai kuat tarik
belah adalah metode yang kedua yaitu menggunakan split cylinder test yang
dilakukan dilaboratorium bahan konstruksi USU.
2. 8. Kuat Tekan Beton
Menurut (SNI 03-1974-1990), Kuat tekan beton adalah besarnya beban per
satuan luas yang menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani dengan gaya
tekan tertentu, yang dihasilkan oleh mesin tekan. Kuat tekan beton
mengidentifikasikan mutu dari sebuah struktur. Semakin tinggi tingkat kekuatan
struktur yang dikehendaki, semakin tinggi pula mutu beton yang dihasilkan.
Beberapa faktor seperti ukuran dan bentuk agregat, jumlah pemakaian semen,
jumlah pemakaian air, proporsi campuran beton, perawatan beton (curing), usia
beton ukuran dan bentuk sampel, dapat mempengaruhi kekuatan tekan beton.
Kekuatan tekan benda uji beton dihitung dengan rumus :
f’c =
Dimana : f’c : Kekuatan tekan (MPa)
P
: Beban tekan (N)
A : Luas permukaan benda uji (mm2)
34
Universitas Sumatera Utara