FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA 2017

PENGARUH AGREGAT HALUS TERHADAP KEKUATAN DAN KEAWETAN BETON

OLEH

IR. I GEDE PUTU JONI, MT

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

2017

DAFTAR ISI

JUDUL i

DAFTAR ISI ii

BAB I PENDAHULUAN 1

BAB II KONDISI PASIR DI INDONESIA 2

II.1. Sumber Endapan Pasir 2

II.1.1. Endapan Dari Peletusan Gunung Berapi 2

II.1.2. Endapan Oleh Air Sungai 3

II.1.3. Endapan Oleh Proses Kimia dan Biokimia 3

II.1.4. Endapan Pantai/ Laut 3

II.2. Cara Pengambilan/ Memproduksi Pasir 4

II.3. Sifat dan Mutu Pasir 5

BAB III PENGARUH PASIR TERHADAP KEKUATAN DAN KEAWETAN

BETON 9

III.1. Peranan Pasir Sebagai Pembentuk Mortar

III.1.1. Peranan Mortar dalam Beton 9

III.1.2. Pengaruh Pasir Terhadap Mutu Mortar dan Beton 12

III.1.3. Kadar Mortar Dalam Beton 16

III.2. Pengaruh Kekerasan Pasir Terhadap Konsistensi dan

Kekuatan Beton 19

III.3. Pengaruh Mineral Reaktif dan Pengotoran 21

BAB IV PENGARUH PASIR DALAM PENGGUNAAN BAHAN TAMBAH

KIMIA 25

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan 28

V.2 Saran – saran 28

ii

1

BAB I

PENDAHULUAN

Beton yang dibuat untuk suatu struktur bangunan seyogyanya mempunyai

mutu yang baik. Hal ini ditunjukkan oleh dapat dan mudah dikerjakan yaitu

diaduk, diangkat, dicorkan, dipadatkan dan diselesaikan akhir, berkekuatan yang

cukup sesuai dengan perencanaan dan dapat berfungsi dalam jangka waktu yang

lama/ awet. Banyak faktor yang menentukan mutu beton dan masing-masing

faktor saling mempengaruhi antara lain mutu dan sifat bahan dasar, susunan

campuran bahan, cara pelaksanaan, teknik pengerjaan dan cara perawatan.

Beton semen portland dibuat dari semen portland dan air sebagai perekat,

agregrat kasar dan agregrat halus sebagai bahan pengisi dan penguat serta bahan

lain yang bertujuan memperbaiki satu atau lebih sifat beton.

Agregrat halus selanjutnya kita sebut pasir sangat berperan menentukan

mudahnya pengerjaan (workability), kekuatan (strenght) dan tingkat keawetan

beton (durability). Oleh karena itu mutu pasir perlu dikendalikan agar dihasilkan

beton yang lebih serangan. Pasir sebagai bentuk mortar bersama dengan semen

dan air, yang berfungsi mengikat agregrat kasar menjadi satu kesatuan yang

kompak dan kuat. Baik atau tidaknya ikatan ini tentu tergantung dari mutu dan

kekuatan mortarnya.

Mengingat keadaan tersebut kiranya ada baiknya kita memahami pengaruh

mutu pasir terhadap sifat dan mutu beton agar dapat lebih siap melakukan

penyesuaian yang diperlukan.

2

BAB II

KONDISI PASIR DI INDONESIA

II.1. Sumber Endapan Pasir

Pasir yang kita pergunakan dalam pembuatan beton sebagian besar berasal

dari endapan alami, tersusun dari batuan alam berbagai jenis dan mengalami

pencampuran dengan bahan lain selama proses pengumpulan dan

pengendapannya.

Di Indonesia kira memuliki endapan agregrat yang berasal dari hasil peletusan

gunung berapi, aliran sungai, endapan secara kimia/ biokimia dan endapan di

pantai laut.

II.1.1. Endapan dari Peletusan Gunung Api

Lahar gunung api terdiri atas batuan berbagai jenis, bermacam-macam

ukuran butir dari yang besar sampai debu yang sangat halus. Lahar yang telah

mendingin membentuk endapan baik di daratan maupun di aliran sungai. Jenis

batuannya adalah batuan beku silika tersusun dari bermacam mineral.

Dipengaruhi oleh kecepatan pendinginnnya batuan ini bervariasi ukuran butir,

susunan dan struktur kristal, porositas, kekerasan dan kekuatannya. Pasir dari

lahar yang masih segar pada umumnya mempunyai permukaan yang kasar, bentuk

tidak beraturan, berpori tetapi cukup keras, daya serap air relatif rendah dan

kemampuan menahan air (water retentivity) juga rendah.

3

II.1.2. Endapan Oleh Aliran Sungai

Aliran sungai membawa agregrat dan mengendapkannya di beberapa

tempat baik di daratan yang dilalui maupun di tempat rendah di sepanjang aliran

sungai.

Demikian juga terjadi endapan di danau atau dataran rendah. Agregrat ini dapat

berasal dari endapan lahar, dari erosi tanah berbatu atau disintegrasi batuan

lainnya di sepanjang aliran sungai. Pasir sungai akan merupakan perpaduan

bermacam jenis batuan dengan ukuran butir dan sifat yang berbeda-beda. Oleh

karena itu kondisi pasir akan sangat dipengaruhi oleh kondisi alam di wilayah

yang bersangkutan. Oleh gerusan air bentuk butirannya agak bulat dan

permukaannya lebih licin. Banyak pasir sungai mengalami pengotoran oleh

lempung, tanah tufa, lumpur, butiran yang ringan dan biokimia.

II.1.3. Endapan Oleh Proses Kimia dan Biokimia

Batuan ini umumnya adalah jenis batuan kapur seperti gamping, kalsit,

dolomit, kerang dan karang. Disamping itu juga ada batuan baris dan gips. Batuan

jenis ini masih jarang dipergunakan untuk pembuatan beton struktural, lebih

banyak untuk beton pracetak seperti ubin dan teraso. Batuan gamping (kalsium

karbonat) yang kompak dan keras cukup baik mutunya untuk agregrat beton.

II.1.4. Endapan Pantai/ Laut

Agregrat yang terbawa oleh aliran sungai dapat pula mengendap di pantai

atau dalam laut yang alirannya tenang. Jenis batuannya tergantung dari jenis

4

batuan dari wilayah asalnya. Disini agregrat akan bercampur dengan mineral dan

garam-garam laut yang merupakan pengotoran. Agregrat dari pantai/ laut harus

diolah dulu untuk menghilangkan garam-garam laut.

II.2. Cara Pengambilan/ Memproduksi Pasir

Pengambilan pasir dari endapan masih dilakukan secara sederhana dengan

alat-alat pacul, sekop, keranjang bambu. Pada endapan di darat atau di tepi sungai

pasir digali lalu ditimbun di dekat sungai, di tegalan atau ditepi jalan. Pemisahan

butiran yang besar (kerikil) dilakukan dengan penyaringan memakai ayakan

kawat. Apabila pasir yang digali masih kotor kadang – kadang dilakukan

pencucian di sungai dengan cara memasukkan pasir ke dalam keranjang bambu

lalu dicuci dalam air dengan menggoyangkan. Pasir dari dalam sungai diambil

memakai keranjang atau skop dari dalam air yang mengalir. Sering langsung pula

dicuci semasih dalam keranjang. Pencucian memakai keranjang ini sering

menghilangkan butiran halus yang sangat perlu bagi pembuatan beton, terutama

bila keranjangnya berlangsung besar. Banyak pengambilan pasir yang tanpa

pencucian, diambil apa adanya endapan dan tidak dilakukan pengolahan lainnya.

Dalam hal pengambilan di sungai yang besar, pasir diambil lalu dimasukkan ke

dalam sampan untuk langsung diangkut ke tempat penimbunan di tepi sungai.

Pengambilan dan pengolahan pasir secara mekanis telah dilakukan di beberapa

tempat, terutama bagi penyediaan bahan untuk kota – kota besar dan untuk

industri beton. Pembuatan pasir dengan cara pemecahan batu, yaitu pemisahan

bagian yang halus dari hasil pemecahan batu dalam pembuatan batu pecah untuk

5

agregrat kasar. Pasir buatan ini kadar butiran halus (debu) dan lumpurnya agak

banyak dan kebanyakan dilakukan pencucian.

II.3. Sifat dan Mutu Pasir

Mengingat bahwa sumber pasir dan cara memprosuksinya berbeda dari

suatu daerah dengan daerah lainnya, maka sifat dan mutu pasir di Indonesia

menjadi sangat bervariasi. Perbedaan terdapat pada sifat–sifat utamanya meliputi :

Susunan mineral dan jenis batuan

Bentuk butiran batuan

Kekerasan butiran batuan

Posositas dan daya serap air

Susunan besar butir (grading)

Kebersihan dan kandungan partikel lunak dan tidak kekal

Kandungan mineral reaktif

Kekerasan dan kekuatan suatu batuan alam berkaitan dengan jenis batuan,

susunan mineral pembentuk, kuatnya ikatan mineral dan ikatan kristal, porositas

dan tingkatan pelapuah. Batuan jenis silika tersusun dari bermacam-macam

mineral antara lain : felspar, quartz, ferro oksida, ferromagnesium, ferro sulfida,

mineral silika, sulfat dan lempung (clay). Disamping mineral tersebut, kadang-

kadang terkandung pula mineral yang bersifat reaktif yang akan berpengaruh

buruk terhadap kekuatan dan keawetan beton.

6

Jenis mineral ini antara lain :

Silika dari jenis opal, chalcedony, tridymite, cristobalite dan chert. Mineral

ini bersifat reaktif terhadap alkali pada semen.

Mika dari jenis muscovite, biotite dan vermiculite. Berlapis dan daya serap

air tinggi sehingga dapat mengurangi kekuatan beton.

Lempung yang merupakan alterasi dan pelapukan mineral silikat dan gelas

vulkanik dan berukuran butir biasanya kurang dari 2 mikron (0,002 mm).

Mineral ini adalah aluminiuum, magnesium dan feroo silikat hidrat.

Mineral lempung yang sering terdapat dalam agregrat adalah lempung

mika (illites), kaolin, chlorite berbutir halus dan morillinte. Mineral ini

lunak dan bersifat mengembang dan menyurut oleh pengaruh basah dan

kering berganti-ganti.

Zeolite, merupakan alkali aluminium silikat hidrat yang mengisi celah-

celah butiran batuan. Mineral ini lunak dan dapat mengembang dan

menyusut oleh kondisi basah dan kering, sehingga membuat batuan tidak

kekal. Alkali yang dikandung dapat mendorong terjadinya reaksi alkali

silikat yang bersifat ekspansif.

Sulfat, terutama gips (CaSO4 2 H2O) yang sering terdapat bersama batuan

kapur.

Sulfida besi dari jenis pryrite, mercasite dan pyrrhotite. Mineral ini dapat

berubah menjadi sulfat dan bila jumlahnya cukup banyak dapat

menimbulkan serangan sulfat terhadap beton.

7

Dalam suatu pasir dapat terkandung butiran batuan yang keras dari jenis batuan

silika seperti endisit, basalt, granit, quartzite dan sebagainya, disertai oleh batuan

lunak yang biasanya terdiri dari lempung (shale), tufa, batu apung (pumice),

silstone dan batuan tanah liat (clay). Apabila dalam pasir terdapat batuan keras

dan lunak bercampur, maka mutu pasir menjadi tidak baik. Pasir seperti ini sering

terdapat di beberapa daerah, dan untuk memisahkan butiran keras dari yang lunak

sukar dilakukan.

Mengenai susunan besar butir (grading), kita dapat dengan mudah menjumpai

pasir dari beberapa susunan besar butir yaitu :

Pasir sangat halus, sebagian besar butiran berukuran antara 600 sampai 75

mikron

Pasir halus, sebagian besar butiran berukuran antara 1200 sampai 150

mikron

Pasir sedang, butirannya berukuran antara 4,8 sampai 0,15

Pasir kasar, butirannya berukuran antara 9,5 sampai 0,15 milimeter, tetapi

masih kekurangan bagian butir halus lebih kecil dari 0,33 mm.

Pasir sangat kasar, mengandung antara 10% sampai 20% aregrat kasar

(butiran lebih besar dari 4,8 mm) dan kadar butir halus tembus 0,30 mm

kurang dari 5%.

Dalam proses pengendapannya pasir tercemar oleh pengotoran bahan lain. Yang

sering terdapat pada pasir alam ialah :

Zat organik, terutama lignin dan asam tannin serta serivatnya yang dapat

menghambat pengerasan semen.

8

Lumpur, lanau dan tanah liat berupa butiran halus dan lunak menutupi

permukaan butiran pasir.

Garam-garam khlorida dan sulfat, terdapat pada pasir yang berasal dari pantai

atau air laut.

Pengotoran ini dapat mengurangi kekuatan dan keawetan beton karena bahan ini

dapat bereaksi dengan mineral/ senyawa semen portland.

9

BAB III

PENGARUH PASIR TERHADAP KEKUATAN DAN KEAWETAN

BETON

III.1. Peranan Pasir Sebagai Pembentuk Mortar

Beton semen portland dibuat dari semen, air aregrat halus, agregrat kasar

dan bahan tambah bila diperlukan. Semen dan air membentuk pasta semen

sebagai perekat, dan bersama agregrat halus (pasir) serta bahan tambah

membentuk mortar. Agregrat kasar berfungsi sebagai pengisi, memberikan

kekuatan dan memperkecil penyusutan, sedangkan mortar akan menutupi seluruh

permukaan agregrat kasar, mengisi semua celah dan rongga antar butirannya,

kemudian mengeras mempersatukan seluruhnya menjadi massa yang kompak dan

padat. Agar dapat mudah digerakkan untuk mengisi semua permukaan dan rongga

tersebut, mortar harus mempunyai konsistensi yang baik serta dapat menjaga

kekompakan (cohensiveness) beton segar. Beton yang kompak tidak

menunjukkan, pengangkutan, pengecoran dan pemadatan. Tidak terjadi segregasi

dan bleeding yang berlebihan. Oleh karena itu dalam adukan beton akan

diperlukan sejumlah volume mortar yang harus diperhitungkan dengan cermat

dalam perhitungan susunan campuran beton baru.

III.1.1. Peranan Mortar Dalam Beton

Mortar mempunyai peranan sangat penting, berfungsi sebagai :

10

III.1.1.1. Pengendalian Workability

Workability yang baik memberikan pengertian bahwa beton

segar dapat diaduk merata, dapat mudah diangkut/ digerakkan

tanpa yerjadi pemisahan unsur – unsurnya (segregation), mudah

dicorkan, dipadatkan dan mengisi cetakan dengan baik, serta

dapat dilakukan penyelesaian akhir (finishing). Bila beton

mempunyai volume mortar yang cukup, ia akan mudah

dikerjakan, memberikan respon baik pada waktu digetar untuk

pemadatan dan dapat menutupi permukaan cetakan sampai

merata. Sebaliknya bila kekurangan mortar beton akan kaku,

sukar dikerjakan dan mudah terjadi agregasi, sedangkan kalau

berlebihan beton terlalu plastis. Mortar seolah – olah sebagai

pelumas untuk mudah digerakkan, memudahkan menghaluskan

agar diperolah permukaan yang padat di permukaan cetakan

misalnya untuk plat dan beton exposed atau beton pracetak.

Dalam pengecoran beton dengan cara pompa mortar menjadi

pelumas sistem pemopaan, memperkecil gesekan antara beton

dan dinding pipa serta mencegah terjadinya bleeding dan

segregasi yang dapat menimbulkan blocking pada pipa.

Kita biasanya mengendalikan mutu beton pada waktu

pembuatan dengan cara mengendalikan slump agar faktor air

semen seragam. Ini saja tidak karena bila grading dan kekerasar

pasir bervariasi akan diperoleh slump yang berbeda – beda. Jika

11

pengendalian didasarkan atas slump yang sama, akan diperlukan

penyesuaian kadar air dan kadar semen. Semen tanpa

sadarhanya memberi tambahan air bila slump rendah dan

berakibat kekuatan beton menurun. Pada beton yang kadar

semennya rendah (faktor air semen tinggi) dan pasirnyakadar

sering dialami volume mortar terlalu sedikit karena kurang

butiran halus tembus 0,3 mm pada pasir. Keadaan ini tidak akan

dapat menghasilkan beton yang padat dan mulus.

Dalam hal pasir tidak dapat memberikan workability yang baik,

dapat dilakukan penambahan filler atau pozzolan dan bila

diperlukan dapat diberi bahan tambah kimia.

III.1.1.2. Pemberi Daya Rekat dan Kekuatan

Besarnya daya rekat (bonding strength) antara mortar dan

agregrat kasar serta antara pasta semen dan agregrat halus

ditentukan oleh :

jenis dan kekuatan semen

kepekatan pasta semen yang umumnya dinyatakan sebagai

faktor air semen

jenis dan mutu pasir

Beton yang kuat akan dihasilkan oleh agregrat kasar yang

berkekuatan tinggi dan mortar yang daya rekatnya tinggi sesuai

dengan kekuatan yang direncanakan. Meskipun agregrat kasar

12

berkekuatan yinggi tidak akan dihasilkan beton yang kuat bila

pasirnya lemah/ lunak.

III.1.1.3. Pengendalian Keawetan Beton

Beton akan awet/ tahan lama apabila mempunyai ketahanan

terhadap pengaruh cuaca, serangan zat – zat kimia dalam air,

pengaruh reaksi kimia yang terjadi dalam betonnya sendiri,

ausan (abrasi) dan berkemampuan menahan beban/ tegangan.

III.1.2. Pengaruh Pasir Terhadap Mutu Mortar dan Beton

Supaya mortar dapat memenuhi fungsinya seperti tersebut diatas, susunan

campuran mortar dan beton dihitung cermat serta mempertimbangkan hal – hal

berikut :

Susunan besar butir (grading)

Antara agregrat kasar dan agregrat halus haruslah mempunyai susunan butir

menerus bersambung dan tersusun dalam perbandingan yang serasi sehingga

memenuhi kurva standard. Seperti dikemukakan di depan pasir kita

bermacam – macam susunan besar butirnya dari yang kasar sampai halus

sekali. Hal ini menjadi masalah dalam kita memperhitungkan perbandingan

kadar pasir dan kadar agregrat kasar dalam beton yang kita rencanakan

susunan campurannya.

Biasanya agregrat dibagi dalam dua macam ukuran yaitu agregrat kasar dan

agregrat halus, dan ukuran 4,75 mm (5 mm) sebagai garis pemisah.

13

Mengingat pasir kita, kiranya sebaiknya kita coba membagi butir agregrat ke

dalam tiga ukuran :

a. Agregrat kasar, berukuran butir lebih besar dari 9,5 mm

b. Agregrat sedang, berukuran butir antara 9,5 mm dan 2,4 mm

c. Agregrat halus, berukuran butir antara 2,4 mm dan 0,075 mm

Agregrat kasar sebagai pengisi, memberi kekuatan dan mencegah susut, dia

tidak begitu berpengaruh terhadap kebutuhan air pengaduk dalam beton.

Agregrat sedang mengisi rongga – rongga, diantara butiran agregrat kasar.

Butiran – butiran sedang ini terdapat dalam kerikil atau batu pecah dan juga

pada pasir kita. Jika dalam agregrat campuran terdapat banyak butiran ini,

maka akan dibutuhkan lebih banyak air pengaduk dan lebih banyak mortar.

Kekurangan mortar membuat beton menjadi kaku dan sukar dikerjakan

dengan baik. Agregrat halus menjadi pembentuk mortar bersama semen dan

air, akan berfungsi sebagai pelumas dan menutupi seluruh permukaan

agregrat tadi. Seluruh permukaan butiran agregrat harus pula ditutupi oleh

pasta semen. Dengan demikian akan diperlukan jumlah minimum kadar

semen dalam beton. Jika pasir yang kita pakai susunan butirannya kasar,

maka kekurangan butir harus digantikan oleh semen sehingga akan

diperlukan penambahan kadar semen untuk dapat menghasilkan beton yang

kohesif dikerjakan. Oleh karena itu pasir haruslah mengandung cukup banyak

bagian butir halus tembus ayakan 0,30 mm (no. 50).

Untuk pembuatan beton biasa, pasir harus mengandung paling sedikit 10%

butiran halus, sedangkan untuk beton kedap air paling sedikit 15 % dan untuk

14

beton yang akan dicorkan dengan dipompa (beton pompa) diperlukan 15% -

30%. ACI Committe 302 menganjurkan agar pasir mempunyai butir halus

tembus 0,30% mm antara 15% - 30% dan yang paling 0,15 mm antara 5% -

10%. Bila dipakai untuk pembuatan beton pipa, jelaslah bahwa butiran halus

pada pasir sangat diperlukan untuk mengendalikan workability dan

menghasilkan kepadatan maksimal. Sering kita menghadapi pasir yang berisi

10% - 15% kerikil dan butiran halusnya kurang dari 5%. Dalam hal ini bila

pasir ini digabung dengan agregrat kasar (kerikil atau batu pecah), dalam

pembuatan beton terjadi :

Akumulasi ukuran butiran antara 9,5 mm – 2,4 mm beton akan kaku,

timbul bleeding dan segregasi

Tidak kaan tercapai beton yang padat dan kedap air

Kekuatan dan keawetan beton berkurang

Penambahan kadar pasir tidak menolong karena akan menambah

kebutuhan air pengaduk.

Dalam keadaan ini tidak dapat diperbaiki dengan cara penambahan semen

karena mempertinggi penyusutan. Demikian pula penggunaan suatu jenis

bahan tambah (admixture) tidak akan diperbaiki, apalagi bila dipakai

plastizecer atau super plastizicer akan mempertinggi bleeding dan segregasi,

malahan dapat memisahkan pasta semen dari agregrat bila sifat dispersi super

plastizicer tinggi. Sebaiknya dilakukan penambahan pasir halus atau

pemberian filler (tras atau fly ash).

15

Kadar semen dan faktor air semen

Semen portland yang butiran – butirannya sangat kecil mempunyai luas

permukaan spesifik (Blaine) antara 280 – 360 m2/Kg. Setelah bercampur air

terjadi reaksi hidrasi dan terbentuklah gel semen. Gel inilah yang akan

menutupi dan mengisi celah – celah permukaan agregrat dalam beton. T.C.

Powers melaksanakan penelitian/ pengukuran secara water adsoption,

kemudian memperkirakan luas permukaan spesifik gel semen sekitar 200.000

m2/kg. Banyaknya gek yang terbentuk tergantung dari perkembangan proses

reaksi hidrasi yang dalam hal ini merupaka fungsi dari suhu dan waktu.

Makin lama reaksi berjalan pada suhu yang sesuai akan makin banyak gel

semen terbentuk, diikuti oleh pengembangan kekuatan semen. Gel semen

yang terbentuk mempunyai pori – pori gel yang berukuran sangat kecil (15 –

20), sebesar 28% volumenya. Pori – pori ini selalu terisi air, dan air ini lah

yang menjadi kestabilan struktur gel di dalam pasta semen. Dalam pembuatan

beton dipergunakan agregrat dan untuk memperoleh workability yang baik

diperlukan banyak butiran halus yang mempunyai luas permukaan lebih

besar. Agar seluruh permukaan agregrat serta celah antar butiran dapat

tertutup oleh gel pasta semen, maka diperlukan sejumlah minimum kadar

semen dan kadar butiran sangat halus.

Guna menghasilkan beton dengan workability yang baik, terhindar dari

bleeding dan segregasi, beton yang kohesif dan bersifat kedap air, kiranya

perlu diperhatikan anjuran berikut :

16

Besar butir maksimal agregrat

(mm)

Kadar semen + butir halus (0,3 mm)

per m3 beton kg

9,6

19

38

76

525

450

400

325

Faktor air semen dihitung terhadap semen + butir halus tembus 0,15 mm

sebaiknya diambil nilai :

F.a.a < 0.45 untuk slump beton lebih dari 60 mm

< 0.50 untuk slump beton kurang dari 60 mm

Agar beton yang dibuat dapat lebih tahan terhadap pengaruh cuaca, air tanah

dan air laut, perlu diperhatikan :

Pemakaian semen jenis atau tipe II atau V

Susunan besar butiran pasir yang memenuhi standard

Kadar semen minimum dan faktor air semen maksimum

III.1.3. Kadar Mortar Dalam Beton

Seperti telah dikemukakan di atas mortar mengisi seluruh rongga/ celah

dan menutupi permukaan agregrat. Besarnya volume rongga dan luas permukaan

agregrat. Besarnya volume rongga dan luas permukaan agregrat tergantung dari :

Bentuk butiran dan keadaan permukaan

Susunan butir maksimum

Susunan besar butir (grading)

17

Tingkat pemadatan

Belum ada data yang mengenai kadar mortar yang tepat untuk memperoleh beton

yang mudah dikerjakan, mempunyai kekuatan cukup dan keawetan tinggi.

James M. Shilstone, President Shilstone & Associates Inc. Di USA

mengemukakan pandangannya seperti berikut : Kadar mortar adalah jumlah

volume absolut semua unsur pembentuk mortar yaitu agregrat halus yang

menembus ayakan 2,4 mm (No. 8), semen, filter dan gelembung udara,

dinyatakan dalam persen terhadap volume beton.

Untuk beton memakai agregrat besar butir maksimumnya 19 sampai 25 mm untuk

dipakai kadarmortar :

52% - 53% untuk beton memakai batu pecah, dapat dicorkan dengan baik

dan dipadatkan dengan penggetar berfrekuensi tinggi

54% - 55,5% beton memakai batu pecah, dapat dipompa baik dengan

pompa tekanan tinggi dan pipa Ø 125 mm.

55,7% - 57% beton memakai batu pecah untuk dinding dan plat yang

menghendaki permukaan licin/ mulus. Beton ini dapat dipompa melalui

pipa Ø 100 mm, tetapi harus dihindari slump yang terlalu tinggi.

Untuk campuran beton normal memakai batu pecah, kadar mortar lebih

dari 57% akan menimbulkan masalah karena akan diperlukan air pengaduk

lebih banyak untuk menyesuaikan slump yang diisyaratkan. Pemberian

tambahan air ini akan menurunkan kekuatan beton.

18

Beton memakai kerikil alam akan memerlukan lebih sedikit mortar, yaitu

1,5 – 3,0% kurang dari angka – angka tersebut diatas.

Marilah kita ambil sebagai contoh susunan campuran per m3 beton sebagai

berikut :

Bahan Berat Jenis Berat, kg Volume, 1

Air

Semen

Pasir

Batu/ Kerikil

Udara

1,0

3,15

2,64

2,60

-

180

360

650

1170

-

180

114

246

450

-

Jumlah - 2360 1000

Bagian butir yang menembus ayakan 2,4 mm pada pasir sebesar 85% dan pada

batu pecah/ kerikil sebesar 2%.

Perhitungan kadar mortar :

Vol. Pasir tembus 2,4 mm = 0.85 x 246 1 = 209.1 1

Vol. Batu tembus 2,4 mm = 0.02 x 450 1 = 9.0 1

Vol. Mortar = 209.1 + 9.0 + 114 + 180 + 10 liter = 522.1 liter

Kadar mortar adalah 52.21 %

Kadar mortar adalah 52,21%

Jika memakai pasir yang sering berbeda – beda grading – nya misalnya bagian

tembus 2.4 mm 65% atau 100% (pasir halus) maka dihitung dengan cara ini kadar

mortarnya jauh berbeda. Beton yang dibuat akan menghasilkan slump yang

19

berbeda meskipun susunan campurannya tetap sama. Hal ini akan tambah lebih

jelas bila memakai perbandingan volume. Pada volume yang sama berat agregrat

akan berbeda apabila ukuran.

III.2. Pengaruh Kekerasan Pasir Terhadao Konsistensi dan Kekuatan Beton

Pasir dari beberapa daerah banyak yang tidak cukup keras baik batuannya

maupun oleh kontaminasi butiran – butiran yang lemah dan lunak. Pada umumnya

pasir ini terdiri dari :

Batuan keras yang permukaannya tertutup oleh lapisan lempung atau

lapisan lapukan.

Batuan yang berpori misalnya tufa, batu apung, karang dan kerang

Mengandung pengotoran mika, vermiculite, lumpur dan batuan berisi

lapisan lempung

Dengan melihat slump sebagai parameter konsistensi, dari data pada daftar

hasil uji terlihat bahwa meskipun pasir telah memenuhi syarat standard ternyata

dalam pembuatan beton dapat dihasilkan konsistensi yang jauh berbeda. Pasir

yang lunak (% bagian hancur lebih tinggi) menghasilkan slump yang rendah.

Hubungan slump dan kekerasan (attrition rate) terlihat pada gambar 2.

20

150 6

125 5

100 4

75 3

50 2

25 1

0 0

10 20 30 40 50 60

ATTRITION RATE OF SAND, INF PERCENT

Garis regresi dihitung dengan metode least square, menunjukkan adanya

hubungan meskipun kuefisien korelasinya rendah.

III.2.2. Pengaruh Kekerasan Pasir Terhadap Kekuatan Beton

Hubungan antara kekerasan pasir dan kuat tekan beton menunjukkan

hubungan lini, dapat dilihat pada gambar 4.

ATTRITION RATE OF SAND, INF PERCENT

21

Dalam pembuatan beton kekuatan tinggi sebaiknya dipergunakan pasir yang

keras, bagian hancurnya kurang dari 30%, susunan besar butirnya baik dan cukup

mengandung butiran halus.

III.3. Pengaruh Mineral Reaktif dan Pengotoran

III.3.1. Lapisan Lunak Menutupi Permukaan

Permukaan butiran pasir kadang – kadang tertutup oleh lapisan

lempung, oksida besi, opal, gips atau karbonat kalsium. Lapisan

ini mengurangi kekuatan beton.

Mineral lempung, opal atau gips dapat bereaksi dengan senyawa

pada semen portland dalam bentuk reaksi alkali – alkali atau

reaksi sulfat – sulfat silikat.

III.3.2. Batuan yang Mengandung Silika Reaktif

Pasir yang terbentuk dari batuan silika jenis opal, vhalcedony,

tridymite dan cristobalite akan bersifat reaktif terhadap alkali

yang terdapat pada semen yaitu Na2O dan K2O.

Dalam keadaan basah silika ini dan alkali membentuk senyawa

alkali silikat hidrat berbentuk gel.

Na2O + H2O = 2NaOH

K2O + H2O = 2KOH

SiO2 + 2NaOH + Air = Ha2H2iO4.8H2 (alkali silikat hidrat)

Senyawa ini bersifat higroskopis dan dengan adanya air akan

membesar volumenya, lalu memberikan tekanan kepada pasta

22

semen. Reaksi yang berlangsung terus menerus memperbanyak

pembentukan senyawa, sehingga mempertinggi tekanan kepada

semen yang selanjutnya merusakkan beton dengan terjadinya

retakan di permukaan. Hancurnya pasta semen dan terjadi retakan

ini secara bertahap memperlemah beton dan mengurangi

keawetannya. Reaksi alkali silika berlangsung lambat dan hanya

terjadi bila tersedia air (dalam keadaan basah) dan terdapat cukup

alkali pada semen.

III.3.3.Kandungan Partikel yang Tidak Kekal

Partikel ini dapat berupa partikel lunak atau lemah, antara lain

batuan pasir lunak, batu apung, batuan lempung chart, mka,

arang, dan marl (kapur lunak). Partikel ini mudah hancur,

menyerap banyak air dan mudah berubah volumenya oleh

pengaruh basah dan kering berganti – ganti. Ini akan menguraikan

kekuatan dan ketahanan beton terhadap cuaca.

III.3.4. Kandungan Partikel Sangat Halus

Pasir sering mengandung lumpur yang dari ukuran butirnya

dibedakan ke dalam dua jenis yaitu :

Lanan (silt) ukuran butir antara 75 sampai 2 mikron

Tanah liat (clay) ukuran butir lebih kecil dari 2 mikron

23

Kandungan lumpur yang banyak dna menambah air pencampur

untuk mencapai suatu konsistensi yang diinginkan. Jika tidak

diimbangi dengan penambahan semen, maka akan menurunkan

kekuatan beton. Disamping itu juga mempertinggi susut,

menimbulkan retak – retak gilirannya kaan mengurangi keawetan

beton.

III.3.5. Kandungan Zat – Zat Organik

Zat organik dalam pasir berasal dari pelapukan pohon – pohonan

yaitu jenis asam tanin atau asam humus dari lignin serta

derivatnya. Zat ini menghambat pengerasan dan pengembangan

kekuatan beton.

III.3.6. Kandungan Garam – Garam yang Larut

Aregrat terutama pasir yang diambil dari pantai atau laut (marine

deposite) mengandung garam khlorida dan asam sulfat terutama

garam dapur (NaCl).

Adanya garam khlorida pada agregrat harus dibatasi karena ion

khlorida di dalam beton akan mendorong terjadinya korosi

terhadap logam/ baja yang tertanam dalam beton. Oleh karena itu

pasir dan betuan yang berasal dari laut harus diolah/ dicuci

dengan air tawar,

24

Kadar khlorida ion dalam beton sangat dibatasi. Sebagai contoh

dapat dikemukakan pembatasan oleh BS.CP.110-1972 dan ACI.

318-83, (6 – 7).

Jenis Beton/ Penggunaan Beton

Kadar total khlorida ion dinyatakan

dalam persen dalam terhadap berat

semen

C.P. 110 ACI.318

Beton pratekan (prategang)

Bertulang yang berhubungan

dengan khlorida dalam

penggunaannya

Beton bertulang yang terlindung

dari basah

Beton bertulang lain dan yang

ada logam tertanam di dalamnya.

0.10

-

-

0.35

0.06

1.15

1.00

0.30

Kadar total khlorida ion adalah jumlah seluruh khlorida (Cl-) yang

dikandung oleh semen, air, aregrat dan bahan tambah (additives

and admixtures).

25

BAB IV

PENGARUH PASIR DALAM PENGGUNAAN BAHAN TAMBAH KIMIA

Telah banyak tambah kimia (chemical admixtures) yang ditawarkan dan

dipergunakan di Indonesia ang mempunyai sifat atau tujuan memperbaiki satu

atau lebih sifat beton. Tergantung dari fungsi yang diinginkan maka bahan kimia

aktid yang dipakai berbeda – beda.

Beberapa jenis bahan kimia yang dipakai diantaranya

Ukuran retarder : Sacharida, phospor, Hidroksi karbosilik, senyawa

polihidroksi

Water reducer : lignosulfonat, hidroksi karbosilik, surfaktan

Plasticiser and

Superlasticiser : Napthalin sulfonat, Polivinil asetat, melamine

formaldehid, Sterene butadiene, surfaktan, resin

Berdasarkan hasil percobaan di laboratorium dan pengamatan di pekerja

bangunan, ada kesulitan dalam penggunaan bahan tambah sehubungan dengan

sifat pasir alam kita antara lain :

Susunan besar butir pasir

Pasir yang kasar kurang dapat memberikan hasil baik dalam penggunaan

water reducer, plasticiser dan superplasticiser. Karena kurangnya butir

halus, beton tidak kohesif dan oleh bahan tambah lebih didorong untuk

meningkatnya bleeding dan segregasi. Lebih lagi dalam pengunaan super

26

plasticiser, oleh tingginya dispersi terjadi pemisahan air dari semen,

pemisahan agregrat kasar dari mortarnya dan beton tidak mempunyai

kekuatan yang diinginkan.

Apabila pengecoran beton dilakukan dengan pompa, keadaan, itu harus

diperbaiki dengan penambahan pasir halus atau abut batu yang bersih.

Disamping itu pasir yang kasar menyebabkan cepatnya kehilangan slump,

dalam waktu kurang dari satu jam beton sudah kaku dan penambahan air

pengaduk akan menimbulkan bleeding.

Pasir yang berasal dari endapan di daratan yang berasal dari lahar

pelapukan lahar, tidak selalu memberikan respon baik terhadap bahan

tambah. Mungkin mineral volkanik yang segar atau baru lapuk dan belum

mengalami pencucian secara alami memberikan reaksi negatif secara

kimiawi. Dalam percobaan laboratorium dengan beberapa jenis pasir,

menunjukkan bahwa bila dipakai pasir silika bahan tambah memberi

pengaruh baik sesuai fungsinya. Sedangkan beberapa pasir lahar tidak

demikian, sama sekali tidak terlihat dipengaruhi bahan tambah, baik

settingnya, pengurangan air atau kekuatan betonnya. Jika pasir jenis ini

dicuci bersih dari butiran sangat halus, dapat memberikan pengaruh lebih

baik. Kiranya perlu diteliti lebih lanjut mineral dan pengotoran apa yang

berpengaruh buruk atas efektifitas bahan tambah, terutama jenis

lognosulfonat dan hidrosi karboksil. Bahan tambah jenis polimer tidak

27

banyak dipengaruhi oleh pasir lahar ini dan dapat memberikan sifat baik

pada beton.

Pasir yang berasal dari sungai dan mengandung banyak lumpur, tanah tufa

dan butiran lunak juga sering mengganggu efektifitas bahan tambah.

28

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

Pasir di Indonesia sifat dan mutunya berbeda – beda sehingga dalam

pembuatan beton perlu penyesuaian dalam susunan campuran dan

pelaksanaannya.

Dalam pembuatan beton kekuatan tinggi, beton exposed, beton yang

berhubungan dengan air tanah, air laut dan air limbah harus memilih pasir

yang baik memenuhi persyaratan kekerasan, susunan besar butir maupun

pengotorannya.

Pasir dari beberapa jenis dapat berpengaruh buruk terhadap efektifitas

bahan bahan tambah.

V.2 Saran – saran

Kiranya perlu dipilih secara teliti dari beberapa kadar mortar yang sesuai

untuk menghasilkan beton yang kohesif, mudah dikerjakan, mempunyai

kekuatan dan keawetan maksimal.

Penelitian terhadap jenis mineral dalam pasir yang berpengaruh buruk atas

bahan tambah hendaknya dapat dilakukan oleh beberapa pihak dalam

disiplin ilmu yang berbeda.