BAB IILANDASAN TEORI

A. Tinjuan PustakaBeton merupakan bahan bangunan hasil pencampuran semen, agregat dan air. Semen dan air dalam campuran ini akan membentuk suatu pasta yang berfungsi sebagai pengikat dan pengisi rongga-rongga antar agregat, sehingga beton menjadi suatu massa pejal. Campuran ini bersifat plastis dan akan mengeras menurut waktu. Keunggulan beton seperti kekuatan beton tekan yang besar, harga murah dan sifat adukan yang plastis sehingga mudah dibentuk merupakan salah satu sebab beton lebih banyak digunakan sebagai bahan konstruksi. (Kardiyono Tjokodimuljo, 1996).Beton kuat terhadap tekan, tetapi lemah terhadap tarik, oleh karena itu, perlu tulangan untuk menahan gaya tarik dan untuk memikul beban-beban yang bekerja pada beton. Adanya tulangan ini seringkali digunakan untuk memperkuat daerah tarik pada penampang balok. Tulangan baja tersebut perlu untuk beban-beban berat untuk mengurangi lendutan jangka panjang. (Edward G. Navy, 1998).Beton yang diberi bahan tambah serat disebut beton serat (fiber reinforced concrete). Serat pada umumnya berupa batang-batang dengan diameter antara 5 sampai 500 m (mikro meter), dan panjang sekitar 25 mm sampai 100 mm. Serat dapat berupa asbestos, gelas/kaca, plastik, baja atau serat tumbuhan. Maksud utama penambahan serat kedalam adukan beton adalah untuk menambah kuat tarik beton, mengingat kuat tarik beton sangat rendah. Kuat tarik yang sangat rendah berakibat beton mudah retak yang pada akhirnya mengurangi keawetan beton. Dengan adanya serat, ternyata beton menjadi tahan retak dan tahan benturan. Dalam hal ini serat dianggap sebagai agregat yang betuknya sangat tidak bulat. Adanya mengakibatkan berkurangnya sifat kemudahan dikerjakan dan mempersulit terjadinya segregasi. Serat dalam beton berguna untuk mencegah adanya retak-retak, sehingga menjadikan beton serat lebih daktail daripada beton biasa. (Kardiyono Tjokodimuljo, 1996).Ide dasar penambahan serat kedalam adukan beton adalah menulangi secara random, sehingga dapat mencegah terjadinya retakan-retakan beton didaerah tarik yang terlalu dini akibat pembebanan. (Soroushian dan Bayasi, 1987).Beton serat mempunyai kelebihan daripada beton tanpa serat dalam beberapa sifat strukturnya, antara lain yaitu keliatan (ductility), ketahanan terhadap beban kejut (impact resistance), kuat tarik dan kuat lentur (tensile and flexural strength), ketahan terhadap kelelehan (fatique life), kekuatan terhadap pengaruh susutan (shrinkage) dan ketahanan terhadap keausan (abrasion). (Soroushian dan Bayasi, 1987).Torsi terjadi pada konstruksi beton monolit, terutama apabila beban bekerja pada jarak yang tidak nol dari sumbu memanjang batang structural. Balok ujung dari panel lantai, balok tepi (spandrel beam) yang menerima beban dari satu sisi, atap kanopi dari halte bus yang ditumpu oleh system balok diatas kolom, balok keliling pada lubang lantai, dan juga tangga melingkar, yang semuanya merupakan contoh elemen struktural yang mengalami momen puntir. Momen puntir sering menyebabkan tegangan geser yang yang cukup besar sehingga dapat terjadi retak-retak yang menjalar sampai melebihi limit serviceability yang diijinkan. (Edward G. Nawy, 1998).Torsi dalam system struktur dapat digolongkan atas dua tipe, yaitu : (a) torsi statis tertentu/ statically determinate torsion (kadang-kadang dinamakan torsi berimbang, dimana momen torsi dapat ditentukan dari statika saja, (b) torsi statis tak tentu/ statically indeterminate torsion (kadang-kadang dinamakan torsi compatible, dimana torsi tidak dapat ditentukan dari statika dan rotasi / puntir), diperlukan untuk kompatibalitas deformasi antara elemen-elemen yang saling berhubungan seperti balok sprandel, pelat atau kolom. (Chu-Kia Wang dan Charles G. Salman, 1987).Secara umum, torsi (puntiran) terjadi akibat perputaran balok gelagar atau kolom terhadap sumbunya. Perputaran demikian dapat diakibatkan oleh beban-beban yang titik kerjanya tidak terletak pada sumbu simetri vertical. Dalam perhitungan perencanaan suatu balok gelagar terhadap torsi terdapat dua kemungkinan yaitu : (1) momen torsi yang tidak dapat direduksi oleh redistribusi gaya-gaya dan momen-momen dalam, (2) momen torsi yang dapat direduksi oleh redistribusi gaya-gaya dan momen-momen dalam. (WC Vis dan Kusuma Gideon, 1994)Briggs dkk, 1974 (dalam Sujatmoko, 2000) meneliti bahwa batas maksimal aspek rasio serat yang masih memungkinkan pengadukan dilakukan dengan mudah adalah 1/d < 100. Nilai 1/d yang melampaui batas diatas akan menyebabkan kesulitan dalam pengadukan yang dinyatakan dalam VB-time yang semakin tinggi.

B. Dasar Teori1. Bahan Penyusun Beton Bertulang

Beton bertulang merupakan suatu bahan yang heterogen sebagai hasil pencampuran beberapa macam material. Material penyusun beton bertulang adalah semen, agregat kasar, agregat halus, air dan baja tulangan. Untuk mencapai kinerja yang diingkan dapat ditambah bahan tambahan, seperti bahan tambah kimiawi, bahan tambah mineral, serat ataupun bahan buangan non kimia. Sifat beton bertulang akan sangat dipengaruhi oleh sifat dan keadaan material penyusunnya.a. Semen PortlandSemen Portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker, yang terutam terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidraulis, dengan gips sebagai bahan tambahan.Senyawa-senyawa semen Portland yaitu Tricalsium Silikat (C3S), Dicalsium Silikat (C2S), Tricalsium Aluminat (C3A) dan Tetracalsium Aluminoferit (C4AF) memiliki sifat-sifat yang akan menentukan sifat kekuatan semen. Sifat-sifat yang penting dari senyawa-senyawa tersebut adalah sebagai berikut : Tricalsium Silikat (C3S)Senyawa ini mengalami hidrasi sangat cepat disertai pelepasan sejumlah besar panas, menyebabkan pengerasan awal, kurang ketahanannya terhadap agresi kimiawi, paling menonjol mengalami disintegrasi oleh sulfat air tanah dan tendensinya sangat besar untuk retak-retak oleh perubahan volume. Dicalsium Silikat (C2S)Formasi senyawa ini berlangsung perlahan dengan pelepasan panas lambat. Senyawa ini berpengaruh tehadap proses peningkatan kekuatan yang terjadi dari umur 14 hari sampai 28 hari dan seterusnya. Semen yang proporsi C2S banyak memiliki ketahanan terhadap agresi kimiawi yang relative tinggi, oleh karena itu merupakan semen Portland yang paling awet.

Tricalsium Aluminat (C3A)Senyawa ini mengeras dalam beberapa jam dengan melepas sejumlah panas. Kuantitas yang terbentuk dalam ikatan menentukan pengaruhnya terhadap kekuatan beton pada awal umurnya, terutama 14 hari pertama. Tetracalsium Aluminoferit (C4AF)Adanya senyawa ini kurang penting, karena tidak tampak pengaruhnya terhadap kekuatan dan sifat semen keras lainnya. C4AF hanya berfungsi mempercepat dan menyempurnakan reaksi pada dapur pembakaran proses pembentukan semen.Semen Portland untuk pembuatan beton harus memenuhi syarat-syarat yang klasifikasinya dapat dilihat dalam table 2.1JenisPenggunaan

IKonstruksi biasa dimana persyaratan yang khusus tidak diperlukan.

IIKonstruksi biasa dimana diinginkan perlawanan terhadap panas hidrasi yang sedang.

IIIJika kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan diinginkan.

IVJika panas hidrasi yang rendah yang diinginkan.

VJika daya tahan tinggi terhadap sulfat yang diinginkan.

Tabel 2.1 Jenis Semen Portland Sesuai ASTM C 150-81/1981(Sumber : Chu-Kia-Wang, 1983)b. AgregatAgregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran mortar atau beton. Agregat ini menempati sebanyak 60%-80% dari volume mortar atau beton. Meskipun hanya sebagai bahan pengisi, namun agregat sangat berpengaruh terhadap sifat mortar atau beton, sehingga pemilihan agregat merupakan suatu bagian penting dalam pembuatan mortar atau beton.

1. Agregat HalusAgregat halus umumnya terdiri dari pasir atau pertikel-partikel yang lewat saringan no. 4 sampai dengan no. 100 saringan standar Amerika ( standard ASTM). Atau dengan kata lain agregat halus merupakan butiran yang lebih kecil dari 5 mm. Agregat halus merupakan pengisi rongga-rongga pada agregat kasar atau rongga-rongga diantara agregat kasar. Menurut PBI 1971 NI 2 agregat halus untuk beton bertulang harus memenuhi syarat sebagai berikut :a. Agregat halus terdiri dari butir-butir yang tajam dank eras dan bersifat kekal yang artinya tidak akan pecah atau rusak karena pengaruh cuaca.b. Agregat halus tidak boleh mengandung Lumpur lebih dari 5%, apabila kadar Lumpur lebih dari 5% maka agregat harus dicucu sebelum digunakan pada campuran.c. Agregat halus tidak boleh mengandung zat organik terlalu banyak yang haruus dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrams-Harder (dengan larutan NaOH).d. Agregat halus terdiri dari butir-butir yang beraneka ragam dan melewati ayakan sebesar 4,75 mm.e. Pasir laut tidak boleh digunnakan sebagai agregat halus untuk semua mutu beton, kecuali dengan petunjuk lembaga pemeriksaan bahan yang diakui.Untuk memperoleh hasil beton yang seragam, mutu pasir harus benar-benar dikendalikan. Oleh karena itu pasir sebagai agregat halus harus benar-benar memenuhi gradasi dan persyaratan yang telah digunakan salam ASTM C.33-97, seperti yang terlihat dalam Tabel 2.2 dibawah ini :

Tabel 2.2 Batasan Gradasi Agregat Halus menurut ASTM C 33-97Ukuran SaringanProsentase Berat Butiran yang Lolos

9,5 mm100

4,75 mm95 - 100

2,36 mm80 100

1,16 mm50 85

600 m25 60

300 m10 30

150 m2 - 10

Sumber : ASTM C 33-972. Agregat KasarAgregat kasar adalah kerikil sebagai hasil disintegrasi alami dari batuan atau batu pecah yang diperoleh dari industri pemecah batu dan mempunyai ukuran butiran antara 5 sampai 40 mm. Agregat kasar beton yang digunakan harus memenuhi persyaratan yang terdapat dalama Peraturan Beton Indonesia 1971 NI-2, Bab 3 pasal 3, 4 dan ASTM C 33-97.Agregat kasar yang akan dicampurkan dalam adukan beton harus memenuhi syarat mutu yang telah ditetapkan. Persyaratan mutu agregat kasar sebagaimana telah diatur dalam PBI Bab 3.4, adalah : a. Agregat kasar harus terdiri dari butiran-butiran keras dan tidak berpori. Butir-butir agregat kasar tersebut harus bersifat kekal artinya tidak hancur oleh pengaruh cuaca.b. Agregat kasar tidak boleh mengandung Lumpur lebih dari 1% (ditentukan dari berat kering). Yang diartikan dengan Lumpur adalah bagian-bagian yang dapat melewati ayakan 0,063 mm. Apabila kadar Lumpur melebihi 1% maka agregat harus dicuci terlebih dahulu sebelum digunakan.c. Agregat kasar tidak boleh mengandung zat-zat yang dapat merusak beton, seperti zat reaktif alkali.d. Keausan agregat kasar diperiksa dengan mesin Los Angelos dengan syarat-syarat tertentu.e. Agregat kasar terdiri dari butiran-butiran yang beraneka ragam besarnya dan tidak melewati saringan 5 mm.Susunan untuk butiran (gradasi) yang baik akan dapat menghasilkan kepadatan (density) maksimum dan porositas (voids) minimum. ASTM C 33-97 memberikan batasan susunan ukuran butiran untuk agregat kasar seperti yang terlihat pada Tabel 2.3 dibawah ini :Ukuran SaringanProsentase Berat Butiran yang Lolos

50 mm100

38,1 mm90 - 100

25 mm

19 mm35 70

12,5 mm

9,5 mm10 30

4,75 mm0 5

Tabel 2.3 Batasan Gradasi Agregat Kasar menurut ASTM C 33-97Sumber : ASTM C 33-97c. AirAir disini yang dimaksudkan adalah kualitas air yang digunakan untuk pengecoran dan kandungan air pada saat adukan beton (faktor air semen).Dalam proses pembuatan beton, air mempunyai fungsi sebagai berikut :1. Menyebabkan terjadi hidrasi, yaitu reaksi kimia antara semen dan air yang meyebabkan campuran air dan semen menjadi keras setelah lewat beberapa waktu tertentu.2. Sebagai pelican campuran kerikil, pasir, dan semen agar memudahkan pekerjaan.3. Untuk merawat beton selama pengerasan.Air yang memenuhi syarat sebagai air minum, memenuhi syarat pula untuk bahan campuran beton. Tetapi tidak berarti harus memenuhi persyaratan air minum. Jika diperoleh air dengan standar air minum, maka dapat dilakukan pemeriksaansecara visual yang menyatakan bahwa air tidak berwarna, tidak berbau dan cukup jernih. Tetapi jika masih meragukan dapat dilakukan uji laboratorium sehingga memenuhi persyaratan, yaitu : a. Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gr/literb. Tidak mengandung garam-garam yang merusak beton ( asam, zat organic, dll) lebih dari 15 gr/liter.c. Tidak mengandung klorida lebih dari 0,5 gr/liter.d. Tidak mengandung senyaa sulfat lebih dari 1 gr/liter.

d. Baja TulanganBeton tidak dapat menahan gaya tarik melebihi nilai tertentu tanpa mengalami retak-retak. Agar beton dapat bekerja dengan baik dalam suatu system struktur, perlu dibantu dengan memberinya perkuatan penulangan yang terutama akan menahan gaya tarik yang timbul di dalam sistem struktur tersebut. Untuk keperluan penulangan tersebut digunakan bahan baja yang memiliki sifat teknis menguntungkan, dan baja tulangan yang digunakan dapat berupa batang baja lonjoran ataupun kawat rangkai las (wire mesh ) yang berupa batang kawat baja yang dirangakai atau dianyam dengan teknik pengelasan.