-
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Beton Beton adalah suatu material yang menyerupai batu yang
diperoleh dengan
membuat suatu campuran yaitu semen, pasir, kerikil dan air untuk
membuat campuran
tersebut menjadi keras dalam cetakan sesuai dengan bentuk dan
dimensi struktur yang
diinginkan. Kumpulan material tersebut terdiri dari agregat yang
halus dan kasar. Semen
dan air berinteraksi secara kimiawi untuk mengikat
partikel-partikel agregat tersebut
menjadi suatu massa padat.(George Winter, 1993).
Pada umumnya beton terdiri dari 15 % semen, 8 % air, 3 %
udara,
selebihnya pasir dan kerikil. Campuran tersebut setelah mengeras
mempunyai sifat yang
berbeda-beda, tergantung pada cara pembuatannya. Perbandingan
campuran, cara
pencampuran, cara mengangkut, cara mencetak, cara memadatkan,
dan sebagainya akan
mempengaruhi sifat-sifat beton.(Wuryati Samekto, 2001).
Sifat beton meliputi: mudah diaduk, disalurkan, dicor,
didapatkan dan
diselesaikan, tanpa menimbulkan pemisahan bahan susunan pada
adukan dan mutu beton
yang disyaratkan oleh konstruksi tetap dipenuhi.(Daryanto,
1994).
Material beton mempunyai beberapa keunggulan teknis jika
dibanding dengan
material konstruksi lainnya. Bahan baku pembuatan beton, seperti
semen, pasir dan koral
atau batu pecah, sangat mudah diperoleh.
Keunggulan lain yang dimiliki beton dibandingkan dengan material
lainnya
adalah mempunyai kuat tekan dan stabilitas volume yang baik dan
biaya perawatannya
relatif lebih murah. Selain itu, material beton lebih tahan
terhadap pengaruh lingkungan,
tidak mudah terbakar, dan lebih tahan terhadap suhu tinggi,
sehingga banyak digunakan
Universitas Sumatera Utara
-
sebagai pelindung struktur baja terhadap pengaruh kebakaran pada
bangunan
gedung.(Syarif Hidayat, 2009).
Sifat dan karakter mekanik beton secara umum :
1. Beton sangat baik menahan gaya tekan (high compressive
strength), tetapi tidak
begitu pada gaya tarik (low tensile strength). Bahkan kekuatan
gaya tarik beton
hanya sekitar 10% dari kekuatan gaya tekannya.
2. Beton tidak mampu menahan gaya tegangan (tension) yang
tinggi, karena
elastisitasnya yang rendah.
3. Konduktivitas termal beton relatif rendah.
Dalam keadaan yang mengeras, beton bagaikan batu karang dengan
kekuatan
tinggi. Dalam keadaan segar, beton dapat diberi bermacam bentuk,
sehingga dapat
digunakan untuk membentuk seni arsitektur atau semata-mata untuk
tujuan dekoratif.
Beton juga akan memberikan hasil akhir yang bagus jika
pengolahan akhir dilakukan
dengan cara khusus umpamanya diekspose agregatnya (agregat yang
mempunyai bentuk
yang bertekstur seni tinggi diletakkan di bagian luar, sehingga
nampak jelas pada
permukaan betonnya).
Faktor faktor yang membuat beton banyak digunakan karena
memiliki
keunggulan keunggulannya antara lain :
1. Kemudahan pengolahannya.
2. Material yang mudah didapat.
3. Kekuatan tekan tinggi.
4. Daya tahan yang tinggi terhadap api dan cuaca merupakan bukti
dari
kelebihannya.
Selain memiliki kunggulan-keunggulan seperti disebutkan di atas,
beton juga
memiliki kekurangan seperti berikut:
1. Bentuk yang telah dibuat sulit diubah
2. Pelaksanaan pekerjaan membutuhkan ketelitian yang tinggi
Universitas Sumatera Utara
-
3. Berat (bobotnya besar)
4. Daya pantul suara yang besar.
Sebagian besar bahan pembuat beton adalah bahan lokal (kecuali
semen portland
atau bahan tambah kimia), sehingga sangat menguntungkan secara
ekomoni. Namun
pembuatan beton akan menjadi mahal jika perencana tidak memahami
karakteristik
bahan-bahan penyusun beton yang harus disesuaikan dengan
perilaku struktur yang akan
dibuat. (Tri Mulyono, 2005)
2.1.1 Adukan Beton
Beton yang berasal dari pengadukan bahan-bahan penyusun agregat
kasar dan
agregat halus kemudian diikat dengan semen yang bereaksi dengan
air sebagai bahan
perekat, harus dicampur dan diaduk dengan benar dan merata agar
dapat dicapai mutu
beton yang baik. Pada umumnya pengadukan bahan beton dilakukan
menggunakan mesin
pengaduk kecuali jika hanya untuk mendapatkan beton mutu rendah
pengadukan dapat
dilakukan tanpa menggunakan mesin pengaduk. Kekentalan adukan
beton harus diawasi
dan dikendalikan dengan cara memeriksa kemerosotan (slump) pada
setiap adukan beton
baru.
Nilai slump digunakan sebagai petunjuk ketepatan jumlah
pemakaian air dalam
hubungannya dengan faktor air semen yang ingin dicapai. Waktu
pengadukan lamanya
tergantung pada kapasitas isi mesin pengaduk, jumlah adukan,
jenis serta susunan butir
bahan penyusun, dan slump beton, pada umumnya tidak kurang dari
1,50 menit dimulai
semenjak pengadukan, dan hasil umumnya menunjukkan susunan dan
warna merata.
Sesuai dengan tingkat mutu beton yang dihasilkan memberikan:
1. Keenceran dan kekentalan adukan yang mmungkinkan pengerjaan
beton
(penuangan, perataan, pemadatan) dengan mudah kedalam adukan
tanpa
menimbulkan kemungkinan terjadinya segregation atau pemisahan
agregat.
2. Ketahanan terhadap kondisi lingkungan khusus (kedap air,
korosif, dan lain-lain)
3. Memenuhi uji kuat yang hendak dipakai.
(Istimawan Dipohusodo, 1996).
Universitas Sumatera Utara
-
2.1.2 Kinerja dan Mutu Beton
Sampai saat ini beton masih menjadi pilihan utama dalam
pembuatan struktur.
Sifat-sifat dan karakteristik material penyusun beton akan
mempengaruhi kinerja beton
yang dibuat. Kinerja beton ini harus disesuaikan dengan kelas
dan mutu beton yang
dibuat. Sehingga dalam penggunaannya dapat disesuaikan dengan
bangunan ataupun
konstruksi yang akan dibangun untuk mendapatkan hasil yang
memuaskan dan sesuai
dengan dibutuhkan. Menurut PBI 71 beton dibagi dalam kelas dan
mutu sebagai
berikut:
Tabel 2.1 Kelas dan Mutu Beton
Kelas Beton Mutu Beton Kekuatan Tekan
Minimum
2cmKgf
Tujuan
Pemakaian Beton
I Bo 50-80 Non-Struktual
II B1
K125
K175
K225
100
125
175
225
Rumah Tinggal
Perumahan
Perumahan
Perumahan dan Bendungan
III K>225 >225 Jembatan,Bangunan tinggi,
Terowongan kereta api (sumber : Gunawan, 2000)
Untuk kepentingan pengendalian mutu disamping pertimbangan
ekonomis, beton
dengan mutu Bo (beton dengan 'cf 50-80 MPa), perbandingan jumlah
agregat (pasir,
kerikil atau batu pecah) terhadap jumlah semen tidak boleh
melampaui 8:1. Untuk Beton
dengan mutu B1 (beton dengan 'cf 100 MPa), dan K125 (beton
dengan '
cf minimum
125 MPa), dapat memakai perbandingan campuran unsur bahan beton
dalam takaran
volume 1 pc : 2 Ps : 3 kr atau 3/2 ps : 5/2 kr (pc = semen
portland, ps = pasir, kr =
kerikil). Apabila hendak menentukan perbandingan antar-fraksi
bahan beton mutu K175
dan mutu lainnya yang lebih tinggi harus dilakukan percobaan
campuran rencana guna
Universitas Sumatera Utara
-
dapat menjamin tercapainya kekuatan karakteristik yang
diinginkan dengan
menggunakan bahan-bahan susunan yang ditentukan.
2.1.3 Pengujian Pada Beton
2.1.3.1 Kuat Tekan
Kuat tekan beton mengidentifikasi mutu dari sebuah struktur.
Semakin tinggi
tinggkat kekuatan struktur yang dikehendaki, semakin tinggi pula
mutu beton yang
dihasilkan. Kekuatan beton dinotasikan sebagai berikut :
cf ' = Kekuatan tekan beton yang disyaratkan (Mpa).
=ckf Kekuatan tekan beton yang didapatkan dari hasil uji coba
kubus 150 mm
atau dari silinder dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm
(MPa).
cf = Kekuatan tarik dari hasil uji belah silinder beton
(MPa).
crf ' = Kekuatan tekan beton rata-rata yang dibutuhkan, sebagai
dasar pemilihan
perancangan campuran beton.
S = Deviasi standar (s) (MPa).
Beton harus dirancang proporsi campurannya agar menghasilkan
suatu kuat tekan
rata-rata yang disyaratkan. Pada tahap pelaksanaan konstruksi,
beton yang telah
dirancang campurannya harus diproduksi sedemikian rupa sehingga
memperkecil
frekuensi terjadinya beton dengan kuat tekan yang lebih rendah
dari cf ' seperti yang
telah disyaratkan. Kriteria penerima beton tersebut harus pula
sesuai dengan standar yang
berlaku. Menurut Standar Nasional Indonesia, kuat tekan harus
memenuhi 0,85 cf ' untuk
kuat tekan rata-rata dua silinder dan memenuhi cf ' +0,82 s
untuk rata empat buah benda
uji yang berpasangan. Jika tidak memenuhi, maka di uji mengikuti
ketentuan selanjutnya.
Beberapa faktor yang mempengaruhi kekuatan tekan beton. Ada
empat bagian
utama yang mempengaruhi mutu dari kekuatan beton :
Proporsi bahan-bahan penyusunnya.
Metode perancangan.
Perawatan.
Universitas Sumatera Utara
-
Keadaan pada saat pengecoran dilaksanakan, yang terutama
dipengaruhi oleh
lingkungan setempat.
Kekuatan tekan cf ' ditentukan dengan silinder standar
(berukuran 6 inci x 12
inci) yang dirawat di bawah kondisi standar laboratorium pada
kecepatan pembebasan
tertentu, pada umur 28 hari. Spesifikasi standar yang dipakai di
Amerika Serikat biasanya
diambil dari ASTM C-39. Perlu di pahami bahwa kekuatan beton
struktur aktual dapat
saja tidak sama dengan kekuatan silinder karena perbedaan
pemadatan dan kondisi
perawatan.
Pengujian kuat tekan beton dilakukan menggunakan alat Mesin
Kompresor (Compressor
Mechine) dengan rumus ( Lawrence H.Van Vlack, l989) :
AFf c =' (2.1)
dengan:
'cf = Kuat tekan (N/cm2)
F = Gaya Tekan (N)
A = Luas bidang permukaan (cm2)
Dalam pengujian ini juga ada luas permukaan cetakan yang
berbentuk silinder dengan
rumus ( Lawrence H.Van Vlack, l989) :
Luas permukaan (A) = r2 (2.2)
dengan ;
A = Luas Permukaan Cetakan (cm2)
r = Tinggi cetakan silinder (cm)
2.1.3.2 Penyerapan Air (Water Absorbtion)
Penyerapan air (water absorbtion) merupakan salah satu parameter
yang sangat
penting untuk memprediksi dan mengetahui kekuatan dan kualitas
beton polimer yang
dihasilkan. Beton polimer yang berkualitas baik memiliki daya
serap air yang kecil
Universitas Sumatera Utara
-
dimana jumlah pori-pori pada permukaan sedikit dan rapat.
Pengukuran penyerapan air
(water absorbtion) menggunakan rumus ( Lawrence H.Van Vlack,
l989) :
Water Absorbtion (%) = %100
k
kb
mmm (2.3)
dengan:
WA = Penyerapan air (%)
mb = Massa basah sampel setelah direndam (gram)
mk = Massa kering sampel setelah direndam (gram)
2.1.3.3 Porositas
Porositas dapat didefenisikan sebagai perbandingan antara jumlah
volume lubang-
lubang kosong yang dimiliki oleh zat padat (volume kosong)
dengan jumlah dari volume
zat padat yang di tempati oleh zat padat.
Porositas pada suatu material dinyatakan dalam persen (%) rongga
fraksi volume dari
suatu rongga yang ada dalam material tersebut. Besarnya
porositas pada suatu material
bervariasi mulai dari 0 % sampai dengan 90 % tergantung dari
jenis dan aplikasi material
tersebut. Ada dua jenis porositas yaitu porositas tertutup dan
porositas terbuka. Porositas
tertutup pada umunya sulit untuk ditentukan pori tersebut
merupakan rongga yang
terjebak didalam padatan dan serta tidak ada akses ke permukaan
luar, sedangkan
porositas terbuka masih ada akses ke permukaan luar, walaupun
rongga tersebut ada
ditengah-tengah padatan. Porositas suatu bahan pada umumnya
dinyatakan sebagai
porositas terbuka dengan rumus ( Lawrence H.Van Vlack, l989)
:
Porositas = %1001
airb
kb
Vmm
(2.4)
dengan:
P = Porositas (%)
mb = Massa basah sampel setelah direndam (gram)
mk = Massa kering sampel setelah direndam (gram)
Vb = Volume benda uji (cm3)
Universitas Sumatera Utara
-
air = Massa jenis air (gr/cm3)
Dalam pengujian ini juga di dapat kan volume benda uji berbentuk
silinder dengan rumus
( Lawrence H.Van Vlack, l989) :
LdujibendaVolume 24
= (2.5)
( Lawrence H.Van Vlack, l989)
2.2 Agregat
Agregat menempati 65 80 % volum total dari beton, sifat-sifatnya
sangat
mempengaruhi kualitas beton. Agregat yang baik seharusnya
mempunyai sifat-sifat
sebagai berikut :
1. Keras dan kuat
2. Bersih
3. Tahan lama
4. Masa jenis tinggi
5. Butir bulat
6. Distribusi ukuran butir yang cocok.
(Tata Surdia, 2005)
Agregat dapat diperoleh dari proses pelapukan dan abrasi atau
pemecahan massa
batuan induk yang lebih besar. Oleh karena itu, sifat agregat
tergantung dari sifat batuan
induk. Sifat-sifat tersebut diantaranya, komposisi kimia dan
mineral, klasifikasi
petrografik , berat jenis, kekerasan (hardness), kekuatan,
stabilitas fisika dan kimia,
struktur pori, warna dan lain-lain. Namun, ada juga sifat
agregat yang tidak bergantung
dari sifat batuan induk, yaitu ukuran dan bentuk partikel,
tekstur dan absorbsi permukaan.
Agregat yang digunakan dalam campuran beton dapat berupa agregat
alam atau
agregat buatan (artificial aggregates). Secara umum agregat
dapat dibedakan berdasarkan
ukurannya, yaitu, agregat kasar dan agregat halus. Batasan
antara agregat kasar dan
agregat halus berbeda antara disiplin ilmu yang satu dengan yang
lainnya. Meskipun
Universitas Sumatera Utara
-
demikian, dapat diberikan batasan ukuran antara agregat halus
dengan agregat kasar yaitu
4.80 mm (British Standard) atau 4.75 mm (Standar ASTM). Agregat
kasar adalah batuan
yang ukuran butirannya lebih besar dari 4.80 mm (4.75 mm).
Agregat dengan ukuran
lebih besar dari 4.80 40 mm disebut kerikil beton yang lebih
dari 40 mm disebut kerikil
kasar.
Agregat yang digunakan dalam campuran beton biasanya berukuran
lebih kecil
dari 40 mm. Agregat yang ukurannya lebih besar dari 40 mm
digunakan untuk pekerjaan
sipil lainnya, misalnya untuk pekerjaan jalan, tanggul-tanggul
penahan tanah, bronjong
atau bendungan, dan lainnya. Agregat halus biasanya dinamakan
pasir dan agregat kasar
dinamakan kerikil, spilit, batu pecah, kricak dan lainnya.
2.2.1 Agregat Kasar
Jenis agregat kasar yang umum adalah :
1. Batu Pecah Alami : Bahan ini di dapat dari cadas atau batu
pecah alami yang
digali.batu ini dapat berasal dari gunung api, jenis sedimen,
atau jenis metamorf.
Meskipun dapat menghasilkan kekuatan yang tinggi terhadap beton,
batu pecah
kurang memberikan kemudahan pengerjaan dan pengecoran
dibandingkan dengan
jenis agregat kasar lainnya.
2. Kerikil Alami : Kerikil didapat dari proses alami, yaitu dari
pengikisan tepi
maupun dasar sungai oleh air sungai yang mengalir. Kerikil
memberikan
kekuatan yang lebih rendah dari pada batu pecah, tetapi
memberikan kemudahan
pengerjaan yang lebih tinggi.
3. Agregat Kasar Buatan : Terutama berupa slag atau shale yang
biasa digunakan
untuk beton berbobot ringan. Biasanya merupakan hasil dari
proses lain seperti
blast-furnace dan lain-lain.
4. Agregat untuk Perlindungan Nuklir dan Berbobot Berat : Dengan
adanya tuntutan
yang spesifik pada zaman atau sekarang ini, juga untuk pelindung
dari radiasi
nuklir sebagai akibat dari semakin banyaknya pembangkit atom dan
stasium
Universitas Sumatera Utara
-
tenaga nuklir, maka perlu adanya beton yang dapat melindungi
dari sinar x, sinar
gamm, dan neutron.
2.2.2 Agregat Halus
Agregat halus atau pasir adalah material yang dapat lolos dari
saringan nomor 4,
yaitu saringan yang setiap 1 inchi panjang mempunyai 4 lubang.
Material yang kasar dari
ukuran ini digolongkan sebagai agregat yang kasar atau
koral.(George Winter, 1993).
Ukurannya bervariasi antara ukuran No. 4 dan No. 100 saringan
Standar Amerika.
Agregat halus yang baik harus bebas organik, lempung, partikel,
yang lebih kecil dari
saringan No.100, atau bahan-bahan lain yang dapat merusak
campuran beton. Variasi
ukuran dalam suatu campuran harus mempunyai gradasi yang baik,
yang sesuai dengan
standar analisis saringan dari ASTM ( American Society of
Testing and Materials ).
Tabel 2.2 Syarat Mutu Kekuatan Agregat Sesuai SII.0052-08
Kelas dan mutu
Beton
Kekerasan dengan bejana
Rudelloff, bagian hancur
menembus ayakan 2
mm,persen % maksimum
Kekerasan dengan
bejana geser Los
Angelos, bagian
hancur menembus
ayakan 1,7 mm,%
maks.
Fraksi butir
9,5-19 mm
Fraksi butir
19 30 mm
1 2 3 4
Beton kelas I dan mutu
B0 dan B1
22-30 24-32 40-50
Beton kelas II dan mutu
K-125,K-175 dan K-225
14-22 16-24 27-40
Beton kelas III dan mutu
> K-225 atau beton
pratekan
Kurang dari
14
Kurang dari
16
Kurang dari 27
(sumber:Tri Mulyono 2005).
Universitas Sumatera Utara
-
2.3 Semen Semen adalah bahan pengikat hidrolis berupa bubuk
halus yang dihasilkan dengan
cara menghaluskan klinker (bahan ini terutama terdiri dari
silikat-silikat kalsium yang
bersifat hidrolis), dengan batu gips sebagai bahan tambahan.
Bahan baku pembuatan
semen adalah bahan-bahan yang mengandung kapur, silika, alumina,
oksida besi, dan
oksida-oksida lainnya.(Wuryati Samekto, 2001).
Fungsi utama semen adalah sebagai perekat.Bahan-bahan semen
terdiri dari batu
kapur (gamping) yang mengandung senyawa: Calsium Oksida (CaO),
lempung atau
tanah liat (clay) adalah bahan alam yang mengandung senyawa:
Silika Oksida (SiO2),
Aluminium Oksida (Al2O3), Besi Oksida (Fe2O3) dan Magnesium
Oksida (MgO). Untuk
menghasilkan semen, bahan baku tersebut dibakar sampai meleleh,
sebagian untuk
membentuk klinker. Klinker kemudian dihancurkan dan ditambah
dengan gips (gypsum).
(Abdul Rais,2007).
Semen dapat digolongkan menjadi dua bagian yaitu semen hidraulik
dan semen
nonhidraulik. Semen hidraulik mempunyai kemampuan untuk mengikat
dan mengeras di
dalam air. Contoh semen hidraulik antara lain kapur hidraulik,
semen pozollan, semen
terak, semen alam, semen portland,semen alumina dan semen
expansif. Contoh lainnya
adalah semen portland putih, semen warna, dan semen-semen untuk
keperluan khusus.
Sedangkan semen non-hidraulik adalah semen yang tidak dapat
mengikat dan mengeras
di dalam air, akan tetapi dapat mengeras di udara. Contoh utama
dari semen non-
hidraulik adalah kapur.(Tri Mulyono, 2005).
2.3.1 Semen Portland
Semen portland adalah bahan konstruksi yang paling banyak
digunakan dalam
pekerjaan beton. Menurut ASTM C-150,1985, semen portland
didefinisikan sebagai
semen hidraulik yang dihasilkan dengan menggiling kliner yang
terdiri dari kalsium
Universitas Sumatera Utara
-
silikat hidrolik, yang umumnya mengandung satu atau lebih bentuk
kalsium sulfat
sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-sama dengan bahan
utamanya.
Ditinjau dari penggunaannya, menurut ASTM Semen Portland dapat
dibedakan
menjadi lima tipe :
a. Semen Tipe I ( Semen penggunaan umum )
Sifat dari semen portland tipe I yaitu MgO dan SO3 hilang pada
saat
pembakaran. Kehalusan dan kekuatannya secara berturut-turut juga
ditentukan. Secara
umum mempunyai sifat-sifat umum dari semen. Digunakan secara
luas sebagai semen
untuk teknik sipil dan konstruksi arsitektur misalnya
pembangunan jalan, bangunan beton
bertulang, jembatan dan lain-lain.
b. Tipe II ( Semen pengeras pada panas sedang )
Semen Portland tipe II mempunyai C3S kurang dari 50% dan C3A
kurang dari
8%. Kalor hidrasi 70 kal atau kurang (7 hari) dan 80 kal atau
kurang (28 hari) pada
kondisi sedang. Peningkatan dari kekuatan jangka panjang
diinginkan. Seca-ra umum
dipakai untuk mencegah serangan sulfat dan lingkungan sistem
drainase dengan kadar
konsentrat tinggi didalam tanah.
c. Tipe III ( Semen berkekuatan tinggi awal )
Semen portland tipe III mengandung C3S maksimum. Kekuatan awal
(1 hari dan
3 hari) diintensifkan, ditentukan untuk mempunyai kekuatan di
atas 40 kg/cm selama
penekanan 1 hari dan di atas 90 kg/cm selama penekanan 3 hari.
Kegunaannya yaitu
untuk menggantikan semen penggunaan umum untuk pekerjaan yang
mendesak. Cocok
untuk pekerjaan dimusim dingin. Biasanya dipakai untuk
konstruksi bangunan, pekerjaan
pembuatan jalan, dan produk semen.
d. Tipe IV ( Semen jenis rendah )
Pada semen Portland tipe IV, kalor hidrasi lebih rendah l0 kal
dari pada semen
pengeras pada panas sedang, ditentukan dibawah 60 kal (7hari)
dan diba-wah 70 kal yaitu
28 hari (ASTM).Memberikan kalor hidrasi minimum seperti semen
untuk pekerjaan
bendungan. Kegunaannya yaitu digunakan pada struktur-struktur
dam dan bangunan
Universitas Sumatera Utara
-
masif. Dimana panas yang terjadi sewaktu hidrasi merupakan
faktor penentu bagi
kebutuhan beton/mortar.
e. Tipe V ( Semen tahan sulfat )
Semen portland tipe V mempunyai C3S dibawah 50% dan C3A dibawah
50%
(ASTM). Diusahakan agar kadar C3A minimum untuk memperbesar
ketaha-nan terhadap
sulfat. Biasanya dipakai untuk pekerjaan beton dalam tanah yang
mengandung banyak
sulfat dan yang berhubungan dengan air tanah dan pelapisan dari
saluran air dalam
terowongan. (Chu Kia Wang, 1993)
Komposisi kimia dari kelima tipe semen tersebut dapat dilihat
pada tabel 2.3 :
Tabel 2.3 Persentasi Komposisi Semen Portland
Tipe Semen
Komposisi dalam persen ( % ) Karakteristi
k Umum SC3
SC2
AC3 AFC4 4CaSO
CaO
MgO
TipeI, Normal
49 25 12 8 2.9 0.8 2.4 Semen untuk semua tujuan
Tipe II, Modifikasi
46 29 6 12 2.8 0.6 3 Relatif sedikit pelepasan panas, digunakan
untuk struktur besar.
Tipe III, Kekuatan Awal Tinggi
56 15 12 8 3.9 1.4 2.6 Mencapai kekuatan awal yang tinggi pada
umur 3 hari
Tipe IV, Panas Hidrasi Rendah
30 46 5 13 2.9 0.3 2.7 Dipakai pada bendungan beton
Tipe V, Tahan Sulfat
43 36 4 12 2.7 0.4 1.6 Dipakai pada saluran dan Struktur yang
diekspose terhadap
Universitas Sumatera Utara
-
sulfat
2.3.1.1 Semen Portland Tipe I
Semen portland tipe I adalah bahan konstruksi yang paling banyak
digunakan
dalam pekerjaan beton. Menurut ASTM C-150,1985, semen portland
didefinisikan
sebagai semen hidraulik yang dihasilkan dengan menggiling kliner
yang terdiri dari
kalsium silikat hidrolik, yang umumnya mengandung satu atau
lebih bentuk kalsium
sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-sama dengan
bahan utamanya. (Tri
Mulyono, 2005).
Semen Portland dibuat dari serbuk halus kristalin yang komposisi
utamanya
adalah kalsium dan aluminium silkat. Bahan baku utama dalam
pemnuatan semen
Portland adalah sebagai berikut :
Kapur (CaO) dari batu kapur (60 65 %)
Silika (SiO2) dari lempung (17 25 %)
Alumina (Al2O3) dari lempung (3 8 %)
(Chu-Kia Wang, 1993).
Untuk Penelitian ini digunakan semen Portland Tipe I yang
diproduksi oleh
PT.Semen Padang, Sumatera Barat. Semen ini dibuat dengan
standart ASTM C-150
untuk semen portland.
2.3.2 Semen Portland Pozzolan
Pozzolan merupakan bahan yang mengandung silica atau senyawanya
dan
alumina, yang tidak memiliki sifat mengikat seperti semen,
tetapi dalam bentuk yang
halus adanya air dapat menjadi suatu massa padat yang tidak
larut dalam air.
(Tjokrodimuljo,1996).
Semen pozzolan adalah bahan pengikat hidrolis yang terbuat dari
hasil
penggilingan pozzolan dan kapur padam sesuai dengan ukuran halus
dan homogen yang
mempunyai sifat semen dan memenuhi standar yang diperlukan.
Universitas Sumatera Utara
-
Kegunaan semen Portland pozzolan :
1. Sebagai pengganti semen Portland.
2. Bahan komponen bangunan struktur ringan seperti lantai,
dinding dan saluran air.
3. Material untuk bangunan rumah sangat sederhana di perkotaan
dan pedesaan.
4. Material untuk jalan lingkungan pedesaan.
5. Mempertinggi kualitas beton.
(Distamben, 2009).
Semen portland pozzolan merupakan campuran dari semen portland
biasa dengan
serbuk halus trass atau pozzolan, atau benda-benda yang bersifat
pozzolan (misalnya abu
terbang, fly ash). Kadarnya adalah antara 10% - 30% dari berat.
(Wuryati Samekto,
2001).
2.3.3 Faktor Air Semen (FAS)
Secara umum diketahui bahwa semakin tinggi FAS, semakin rendah
mutu
kekuatan beton. Namum demikian, nilai FAS yang semakin rendah
tidak selalu brarti
bahwa kekuatan beton semakin tinggi. Ada batas-batas dalam hal
ini. Nilai FAS yang
rendah akan menyebabkan kesulitan dalam pengerjaan, yaitu
kesulitan dalam
pelaksanaan pemadatan yang pada akhirnya menyebabkan mutu beton
menurun.
Umumnya nilai FAS minimum yang diberikan sekitar 0,4 dan
maksimum 0,65. Rata-rata
ketebalan lapisan yang memisahkan antar partikel dalam beton
sangat tergantung pada
faktor air semen yang digunakan dan kehalusan butir semennya.
(Tri Mulyono, 2005)
2.4 Air Air sebagai bahan pencampur smen berperan sebagai bahan
perekat, sehinnga
penambahan air dalam pembuatan spesi beton merupakan unsur yang
sangat penting.
Peranan air sebagai bahan perekat terjadi melalui reaksi
hidrasi, yaitu semen dan air akan
membentuk pasta semen dan mengikat fragmen-fragmen agregat.
(Syarif Hidayat, 2009).
Universitas Sumatera Utara
-
Secara umum, air yang dapat diminum cocok digunakan sebagai air
pencampur,
sebab telah memenuhi persyaratan teknis sebagai air pencampur.
Air yang digunakan
dalam pembuatan beton pra-tekan dan beton yang akan ditanami
logam alumunium
(termasuk air bebas yang terkandung dalam agregat) tidak boleh
mengandung ion klorida
dalam jumlah yang membahayakan. Untuk perlindungan terhadap
korosi, konsentrasi ion
klorida maksimum yang terdapat dalam beton yang telah mengeras
pada umur 28 hari
yang dihasilkan dari bahan campuran termasuk air, agregat, bahan
bersemen dan bahan
campuran tambahan tidak boleh melampaui nilai batas yang
diberikan pada Tabel 2.4:
Tabel 2.4 Batas Maksimum Ion Klorida
Jenis beton Batas
(%)
Beton pra-tekan
Beton bertulang yang selamanya berhubungan dengan klorida
Beton bertulang yang selamanya kering atau terlindung dari
basah
Konstruksi beton bertulang lainnya
0,06
0,15
1,00
0,30
(sumber: Tri Mulyono 2005).
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Alat Dan Bahan
3.1.1. Peralatan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain :
- Cetakan silinder, dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm.
Universitas Sumatera Utara
-
- Timbangan
- Gelas Ukur 1000 ml.
- Wadah
- Kuas
- Batang Perojok
- Ayakan
- Skrup
- Sendok semen
- Mesin Kompresor (compressor machine)
3.1.2. Bahan bahan
Bahan- bahan yang di pergunakan dalam penelitian ini adalah
:
- Semen Portland Pozzolan
- Semen Portland Tipe I
- Agregat
a. Agregat kasar (kerikil)
b. Agregat halus ( pasir).
- Air
- Vaselin
3.2 Metodelogi Penelitian
3.2.1 Diagram alir penelitian
KERIKIL
- SEMEN PORTLAND POZZOLAN - SEMEN PORTLAND TIPE I PASIR AIR
Universitas Sumatera Utara
-
- Kuat Tekan
- Penyerapan Air - Porositas
3.3 Prosedur Pengujian Kuat Tekan
3.3.1 Prosedur Pembuatan Benda uji Kuat Tekan
Prosedur yang dilakukan pada penelitian kuat tekan yaitu:
1. Persiapan alat dan bahan
Seluruh peralatan dan bahan disiapkan, guna memudahkan dalam
pengerjaan pengadonan dan pencetakan benda uji.
PENCAMPURAN
PENGADUKAN
PENCETAKAN
PENGERINGAN
PERENDAMAN
HASIL / LAPORAN PENELITIAN
ANALISIS DATA
PENGERINGAN
PENGUJIAN BETON
Universitas Sumatera Utara
-
2. Perencanaan campuran beton
Dalam penelitian ini digunakan campuran beton berdasarkan tabel
dibawah ini
dimana telah dilakukan penelitian terhadap berapa banyaknya
digunakan komposisi beton
tiap 3m yaitu:
Tabel 3.1 Komposisi Adukan Beton Rencana
Nama Bahan Massa/Volume
3mkg
Perbandingan
Semen 367,4 1
Pasir 720,5 2
Kerikil 1127,0 3
Air 185,0 0,5 Sumber : Tri Mulyono,2005
Gambar 4.1 : Cetakan silinder 15 cm, t 30 cm
Volume beton 1 buah silinder adalah :
Silinder dengan : Diameter = 15 cm
Maka jari-jari, r = (15 cm)
= 7,5 cm
Tinggi, t = 30 cm
Universitas Sumatera Utara
-
Volume beton = x (r )2 x t
= (3,14) x (7,5 cm)2 x (30 cm)
= (3,14) x (56,25 cm2) x (30 cm)
= 5298,75 cm3
= 0,00529875 m3
Untuk menghindari hilangnya beton pada waktu pengecoran maka
dilakukan
Safety Factor (SF) = 1,2. Maka volume beton yang diaduk untuk 1
buah beton silinder
dengan SF = 1,2 adalah
Volume 1 buah silinder = 0,00529875 m3 x 1,2
= 0,0063585 m3
maka massa komposisi pasta dari beton untuk satu buah silinder
dengan volume
0,0063585 m3 adalah sebagai berikut;
Contoh perhitungan:
Massa semen = 0,0063585 m3 x 367,4 Kg/m3
= 2,34 Kg
Nama Bahan Massa/Volume
3mkg
Perbandingan
Semen 2,34 1
Pasir 4,58 2
Kerikil 7,17 3
Air 1,18 0,5
Maka untuk 3 buah silinder atau per sample:
Contoh perhitungan:
Massa semen = 2,34 x 3 = 7,02 Kg
Massa pasir = 4,58 x 3 = 13,74 Kg
Universitas Sumatera Utara
-
Massa kerikil = 7,17 x 3 = 21,51 Kg
Massa air = 1,18 x 3 = 3,54 Kg
3. Pengadonan dan Pencetakan
Adapun pembuatan benda uji yang dilakukan adalah sebagai
berikut:
1. Menyediakan bahan-bahan campuran beton yaitu semen, pasir,
kerikil dan air.
2. Setelah semua bahan disediakan maka dimasukan bahan dalam
tempat
pengadonan yaitu pasir, kerikil, dan semen lalu diaduk sampai
rata dan diberi air
pada bagian tengah adonan serta dibiarkan 2 5 menit agar
campuran saling
mengikat.
3. Kemudian diaduk dan dicampur semua pasta beton sampai
campuran benar-benar
homogen.
4. Setelah pengadonan selesai dilakukan pencetakan dengan cara
memasukan pasta
beton kedalam cetakan silinder setinggi 1/3 tinggi cetakan,
kemudian dirojok
dengan batang perojok besi untuk menjamin kepadatan susunan
campuran.
5. Dimasukkan kembali 1/3 bagian campuran pasta beton kedalam
cetakan
kemudian dirojok kembali.
6. Dimasukkan kembali pasta beton kedalam cetakan sampai penuh
kemudian
dirojok kembali.
7. Permukaan cetakan diratakan dengan skrap dan benda uji
diletakkan pada
ruangan perawatan.
8. Setelah beton berumur 24 jam cetakan dibuka dan diberi nomor
kode pada benda
uji sesuai yang diinginkan kemudian diletakkan pada ruangan
perawatan
kembali.
3.3.2 Prosedur Pengujian Kuat Tekan Beton ( Compresive Strength
) Pengujian kuat tekan beton dilakukan untuk mengetahui kuat tekan
hancur dari
benda uji. Benda uji yang dipakai adalah silinder. Pengujian
kuat tekan dilakukan saat
beton berumur 7, 14, 21 dan 28 hari. Jumlah beton yang diuji
pada umur 7, 14, 21 dan 28
hari, yaitu terdiri dari 3 buah sampel untuk masing-masing
campuran.
Universitas Sumatera Utara
-
Adapun prosedur pengujiannya adalah sebagai berikut:
1. Mengeluarkan benda uji setelah berumur 6, 13, 20 dan 27 hari
dari bak
perendaman dan diletakkan pada ruangan sampai sampel kering dan
hal ini
dilakukan selama 24 jam tepatnya benda uji mencapai umur 7, 14,
21 dan 28 hari.
2. Sebelum benda uji diberi pembebanan, diukur kembali
masing-masing sisi.
3. Beban tekan diberikan secara perlahan-lahan pada benda uji
dengan cara
mengoperasikan tuas pompa sehingga benda uji runtuh.
4. Pada saat jarum penunjuk skala beban tidak naik lagi atau
bertambah, maka skala
yang ditunjukkan oleh jarum tersebut dicatat sebagai beban
maksimum yang
dapat dipikul oleh benda uji tersebut.
5. Prosedur ini dilakukan untuk sampel benda uji kuat tekan yang
lain.
3.4 Prosedur Pengujian Penyerapan Air
3.4.1 Prosedur Pembuatan Benda Uji Penyerapan Air
Prosedur yang dilakukan pada penelitian penyerapan air
yaitu:
1. Persiapan alat dan bahan
Seluruh peralatan dan bahan disiapkan, guna memudahkan dalam
pengerjaan
pengadonan dan pencetakan benda uji.
2. Perencanaan campuran beton
Dalam penelitian ini digunakan campuran beton berdasarkan tabel
3.1.
3. Pengadonan dan Pencetakan
Adapun pembuatan benda uji yang dilakukan adalah sebagai
berikut:
1. Menyediakan bahan-bahan campuran beton yaitu semen, pasir,
kerikil dan air.
2. Setelah semua bahan disediakan maka dimasukkan bahan pada
tempat
pengadonan yaitu pasir, kerikil, dan semen dan diaduk sampai
rata dan diberi air
pada bagian tengan adonan serta dibiarkan 2 5 menit agar
campuran saling
mengikat.
Universitas Sumatera Utara
-
3. Kemudian diaduk dan dicampur semua pasta beton sampai
campuran benar-benar
homogen.
4. Setelah pengadonan selesai dilakukan pencetakan dengan cara
memasukkan
pasta beton ke dalam cetakan silinder setinggi 1/3 tinggi
cetakan, kemudian
dirojok dengan batang perojok besi untuk menjamin kepadatan
susunan
campuran.
5. Dimasukkan kembali 1/3 bagian campuran pasta beton kedalam
cetakan
kemudian dirojok kembali.
6. Dimasukkan kembali pasta beton kedalam cetakan sampai penuh
kemudian
dirojok kembali.
7. Permukaan cetakan diratakan dengan skrap dan benda uji
diletakkan pada
ruangan perawatan.
8. Setelah beton berumur 24 jam cetakan dibuka dan diberi nomor
kode pada benda
uji sesuai yang diinginkan kemudian diletakkan pada ruangan
perawatan
kembali.
3.4.2 Prosedur Pengujian Penyerapan Air ( Water Absorbtion )
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui banyaknya air yang
diserap oleh beton
partikel setelah direndam pada periode tertentu. Uji penyerapan
air ( water absorbtion )
menggunakan benda uji berbentuk silinder. Penyerapan beton
dilakukan pada saat beton
berumur 7, 14, 21 dan 28 hari, dengan jumlah beton yang akan
diuji yaitu terdiri dari 3
sampel untuk masing-masing campuran.
Adapun prosedur pengujiannya adalah sebagai berikut:
1. Benda uji pada umur 6, 13, 20 dan 27 hari diambil dari
ruangan dan ditimbang
guna mengambil massa keringnya (mk).
2. Kemudian benda uji dilakukan perendaman di dalam bak
perawatan selama 24
jam.
3. Setelah perendaman benda uji dikeluarkan, tepatnya benda uji
berumur 7, 14, 21
dan 28 hari maka benda uji bila perlu dilap seluruh permukaan
benda uji guna
menghindari air yang berlebihan.
Universitas Sumatera Utara
-
4. Maka benda uji tersebut ditimbang kembali untuk memperoleh
masa basah benda
uji (mb) tersebut.
6. Prosedur ini dilakukan untuk sampel benda uji yang lain.
3.5 Prosedur Pengujian Porositas
3.5.1 Prosedur Pembuatan Benda Uji Porositas
Prosedur yang dilakukan pada penelitian porositas yaitu:
1. Persiapan alat dan bahan.
Cetakan berupa silinder sebanyak 12 buah disiapkan, begitu juga
dengan material
untuk benda uji.
2. Perencanaan campuran beton
Dalam penelitian ini digunakan campuran beton berdasarkan tabel
3.1.
3. Pengadonan dan Pencetakan
Adapun pembuatan benda uji yang dilakukan adalah sebagai
berikut:
1. Menyediakan bahan-bahan campuran beton yaitu semen, pasir,
kerikil dan air.
2. Setelah semua bahan disediakan maka dimasukkan bahan pada
tempat
pengadonan yaitu pasir, kerikil, dan semen dan diaduk sampai
rata dan diberi air
pada bagian tengah adonan serta dibiarkan 2 5 menit agar
campuran saling
mengikat.
3. Kemudian diaduk dan dicampur semua pasta beton sampai
campuran benar-benar
homogen.
4. Setelah pengadonan selesai dilakukan pencetakan dengan cara
memasukkan pasta
beton kedalam cetakan silinder setinggi 1/3 tinggi cetakan,
kemudian dirojok
dengan batang perojok besi untuk menjamin kepadatan susunan
campuran.
5. Dimasukkan kembali 1/3 bagian campuran pasta beton ke dalam
cetakan
kemudian dirojok kembali.
6. Dimasukkan kembali pasta beton kedalam cetakan sampai penuh
kemudian
dirojok kembali.
Universitas Sumatera Utara
-
7. Permukaan cetakan diratakan dengan skrap dan benda uji
diletakkan pada ruangan
perawatan.
8. Setelah beton berumur 24 jam cetakan dibuka dan diberi nomor
kode pada benda
uji sesuai yang diinginkan kemudian diletakkan pada ruangan
perawatan kembali.
3.5.2 Prosedur Pengujian Porositas
Prosedur pengujian porositas dilakukan untuk mengetahui besarnya
porositas
yang terdapat pada benda uji. Semakin banyak porositas yang
terdapat pada benda uji
maka semakin rendah kekuatannya, begitu pula sebaliknya.
Pengujian porositas
menggunakan benda uji berbentuk silinder. Pengujian porositas
dilakukan pada beton uji
penyerapan air. Sehingga pengujian porositas dapat langsung
bersamaan dengan uji
penyerapan air.
Adapun prosedur pengujiannya adalah sebagai berikut :
1. Benda uji pada umur 6, 13, 20 dan 27 hari diambil dari
ruangan dan ditimbang
guna mengambil masa keringnya (mk).
2. Kemudian benda uji dilakukan perendaman di dalam bak
perawatan selama 24
jam
3. Setelah perendaman benda uji dikeluarkan, tepatnya benda uji
berumur 7, 14, 21
dan 28 hari maka benda uji bila perlu dilap seluruh permukaan
benda uji guna
menghindari air yang berlebihan.
4. Maka benda uji tersebut ditimbang kembali untuk memperoleh
masa basah benda
uji (mb) tersebut.
5. Prosedur ini dilakukan untuk sampel benda uji yang lain.
3.6 Pengujian Sampel
3.6.1 Kuat Tekan
Kuat tekan beton pada dasarnya adalah sebuah fungsi dari volume
pori/rongga
dari beton itu sendiri. Pengujian kuat tekan beton dilakukan
pada saat beton berumur 7,
14, 21 dan 28 hari, dimana pada saat umur 6, 13, 20 dan 27 hari
benda uji dikeluarkan
dari bak perendaman dan pada hari ke 7, 14, 21 dan 28 benda uji
dikeringkan dengan
udara bebas. Pengujian kuat tekan dilakukan menggunakan alat
Mesin Kompresor
Universitas Sumatera Utara
-
(Compressor Machine) hingga didapatkan beban maksimumnya.
Pengujian dilakukan
sebanyak 3 kali untuk setiap sampel agar diperoleh kuat tekan
rata rata. Kuat tekan
beton dapat ditentukan dengan rumus 2.1.
3.6.2 Penyerapan Air (Water Absorbtion)
Pengujian ini, dimaksudkan untuk mengetahui banyaknya air yang
diserap oleh
beton direndam pada periode tertentu. Dalam pengujian ini beton
yang sudah mengalami
aging selama 7, 14, 21 dan 28 hari ditimbang dengan maksud
mendapatkan massa kering
dari beton (mk) setelah itu beton direndam selama 24 jam untuk
memperoleh massa basah
beton (mb), namun dalam hal ini beton dilap terlebih dahulu agar
basah daripada beton
tidak berlebihan. Besarnya penyerapan air dapat ditentukan
dengan rumus 2.3.
3.6.3 Porositas
Pengujian porositas dilakukan pada benda uji yang sama terhadap
pengujian
penyerapan air (water absorbtion) jadi pengujian ini dilakukan
guna memperoleh massa
basah (mb) setelah beton direndam dan diperoleh massa kering
(mk) sebelum dilakukan
perendaman. Porositas dari benda uji dapat ditentukan dengan
rumus 2.5.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Analisis Data
4.1.1 Pengujian Kuat Tekan Beton
Pengujian kuat tekan beton dilakukan dengan menggunakan alat
Mesin
Kompresor (Compressor Machine). Kuat tekan beton dapat
ditentukan dengan rumus 2.1.
Perhitungan pengujian kuat tekan sebagai berikut:
Kuat tekan beton
Universitas Sumatera Utara