5 Universitas Islam Nahdlatul Ulama

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Beton

Menurut pedoman Beton 1989, Draf konsesus (SKBI.1.4.53, 1989:4-5)

beton didefinisikan sebagai campuran semen portland atau sembarang semen

hidrolik yang lain, agregat halus, agregat kasar, dan air dengan atau tanpa

menggunakan bahan tambahan. Macam dan jenis beton menurut bahan

pembentukannya beton normal, bertulang, pra-cetak, pra-tekan, beton ringan,

beton tanpa tulang, beton fiber dan lainnya.

Proses awal terjadinya beton adalah pasta semen yaitu proses hidrasi

antara air dengan semen, selanjutnya jika ditambahkan dengan agregat halus

menjadi mortar, dan jika ditambahkan dengan agregat kasar menjadi beton.

Penambahan material lain akan membedakan jenis beton, misalnya yang

ditambahkan adalah tulang baja akan terbentuk beton bertulang.

Bagan 2.1 Proses Terjadinya Beton (Tri Mulyono,2004:136)

SEMENPORLAND

AIR

PASTASEMEN

AGREGATHALUS

MORTAR

AGREGAT KASARKKKKKHHGAKKKKKKASARKASAR

HALUS

BETON

JENIS BETON

DI TAMBAHKANTULANGAN,

SERAT, AGREGATRINGAN,

PRESTRESS,PRECAST, DLL

DENGAN ATAU TIDAKMENGGUNAKAN BAHAN TAMBAH

BETON BERTULANG,BETON SERAT, BETON

RINGAN, BETONPRESTESS, BETONPRACETAK, DLL.

6 Universitas Islam Nahdlatul Ulama

2.2. Keat Tekan Beton (f’c)

Kekuatan beton dianggap sifat yang paling penting dalam berbagai

kasus. Beton baik dalam menahan tegangan tekan dari pada jenis tegangan

lain, dan umumnya pada perencanaa nstruktur beton memanfaatkan sifatini

(Antoni dan Nugraha, 2007).

Kuat tekan beton adalah besarnya beban persatuan luas yang

menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani denga ngaya tekan

tertentu, yang dihasilkan oleh mesin tekan (SNI 03-1974-1990).

Pengujian kekuatan tekan beton dilakukan dengan menggunakan Mesin

tekan. Benda uji diletakkan pada bidang tekan pada mesin secara sentris.

Pembebanan dilakukan secara perlahan sampai beton mengalami kehancuran.

fc′ =

Keterangan:

Fc′ = Kuat tekan beton (Kg/cm2)

P = Berat beban Maksimum (Kg)

A =Luas permukaan benda uji (cm2)

2.3. Kelebihan dan kekurangan beton

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 dibagian luar, sehingga nampak jelas pada permukaan betonnya).

Selain tahan terhadap serangan api seperti yang telah disebutkan diatas, beton

juga tahan terhadap pengrusakan yang disebabkan oleh reaksi kimia. Secara

umum kelebihan dan kekurangan beton (sumber:Tri Mulyono,2004:4) adalah:

7 Universitas Islam Nahdlatul Ulama

1. Kelebihan beton :

a. Dapat dengan mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi

b. Mampu memikul beban yang berat

c. Tahan terhadap temperatur yang tinggi

d. Biaya pemeliharaan yang kecil

2. Kekurangan beton :

a. Bentuk yang telah dibuat sulit diubah

b. Pelaksanaan pekerjaan membutuhkan ketelitian yang tinggi

c. Berat

d. Daya pantul suara yang besar

e. Kurang kuat terhadap gaya tarik

2.4. Material Pembentukan Beton

2.4.1. Semen

Semen adalah bahan yang mempunyai sifat adhesif maupun

kohesif, yaitu bahan pengikat. Menurut Standar Industri Indonesia, SII

0013-1981, definisi semen portland adalah semen hidrolis yang

dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terutama terdiri

dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidraulis bersama bahan-

bahan yang biasa digunakan, yaitu gypsum.

Semen Portland adalah bahan konstruksi yang paling banyak

digunakan dalam pekerjaan beton. Menurut ASTM C-150,1985,

semen portland didefinisikan sebagai semen hidrolik yang dihasilkan

dengan menggiling klinker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik,

yang umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium sulfat

sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-sama dengan bahan

utamanya.

8 Universitas Islam Nahdlatul Ulama

Tabel 2.1Komposisi Umum Oksida-Oksida Semen Portland Jenis I

No Oksida NotasiPendek

Nama Umum %Berat

1 CaO C Kapur 632 SiO2 S Silika 223 Al2O3 A Alumina 64 Fe2O3 F Ferrit Oksida 2,55 MgO M Magnesia 2,66 K2O K Alkalis 0,67 Na2O N Disodium oksida 0,38 SO2 S Sulfur dioksida 2,09 CO2 C Karbon dioksida -10 H2O H Air -

Sumber : Antoni dan Nugroho, 2007.

Kandungan senyawa yang terdapat dalam semen akan

membentuk karakter dan jenis semen. Semen memenuhi persyratan

mutu portland Composite Cement SNI 15-7064-2004 yaitu:

1. Tipe I, semen portland yang dalam penggunaannya tidak

memerlukan persyaratan khusus seperti jenis-jenis lainnya.

Fungsi semen portland type I digunakan untuk keperluan

konstruksi umum yang tidak memakai persyaratan khusus

terhadap panas hidrasi dan kekuatan tekan awal. Cocok dipakai

pada tanah dan air yang mengandung sulfat 0, 0% – 0, 10 % dan

dapat digunakan untuk bangunan rumah pemukiman, gedung-

gedung bertingkat, perkerasan jalan, struktur rel, dan lain-lain.

2. Tipe II, semen portland yang dalam penggunaannya

memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang.

Fungsi semen portland type II digunakan untuk konstruksi

bangunan dari beton massa yang memerlukan ketahanan sulfat

( Pada lokasi tanah dan air yang mengandung sulfat antara 0, 10

– 0, 20 % ) dan panas hidrasi sedang, misalnya bangunan

dipinggir laut, bangunan dibekas tanah rawa, saluran irigasi,

beton massa untuk dam-dam dan landasan jembatan.

9 Universitas Islam Nahdlatul Ulama

3. Tipe III, semen portland yang dalam penggunaannya

memerlukan kekuatan awal yang tinggi dalam fase permulaan

setelah pengikatan terjadi, misalnya untuk pembuatan jalan

beton, bangunan-bangunan tingkat tinggi, bangunan-bangunan

dalam air yang tidak memerlukan ketahanan terhadap serangan

sulfat.

4. Tipe IV, semen portland yang dalam penggunaannya

memerlukan panas hidrasi yang rendah. Oleh karena itu semen

jenis ini akan memperoleh tingkat kuat beton dengan lebih

lambat ketimbang Portland tipe I. Tipe semen seperti ini

digunakan untuk struktur beton masif seperti dam gravitasi besar

yang mana kenaikan temperatur akibat panas yang dihasilkan

selama proses curing merupakan faktor kritis.

5. Tipe V, semen portland yang dalam penggunaannya

memerlukan ketahanan yang tinggi terhadap sulfat. Fungsi

semen portland type V dipakai untuk konstruksi bangunan-

bangunan pada tanah/ air yang mengandung sulfat melebihi 0,

20 % dan sangat cocok untuk instalasi pengolahan limbah

pabrik, konstruksi dalam air, jembatan, terowongan, pelabuhan,

dan pembangkit tenaga nuklir.

2.4.2. Agregat

Penjelasan didalam SNI-15-1991-03, agregat didefinisikan

sebagai material granular, misalnya pasir, kerikil dan batu pecah yang

dipakai bersama-sama dengan satu media pengikat untuk membentuk

beton semen hidrolik atau adukan. Dalam struktur beton biasanya

agregat biasa menempati kurang lebih 70 % – 75 % dari volume beton

yang telah mengeras.

10 Universitas Islam Nahdlatul Ulama

Pada umumnya, semakin padat agregat-agregat tersebut

tersusun, semakin kuat pula beton yang dihasilkannya, daya tahannya

terhadap cuaca dan nilai ekonomis dari beton tersebut. Atas dasar

inilah gradasi dari ukuran-ukuran partikel dalam agregat mempunyai

peranan yang sangat penting untuk menghasilkan susunan beton yang

padat.

Faktor penting yang lainnya ialah bahwa permukaannya

haruslah bebas dari kotoran seperti tanah liat, lumpur dan zat organik

yang akan memperoleh ikatannya dengan adukan semen dan juga

tidak boleh terjadi reaksi kimia yang tidak diinginkan diantara

material tersebut dengan semen.

Agregat yang digunakan untuk beton harus memenuhi

persyaratan sebagai berikut:

1. Ketentuan dan persyaratan dari SII 0052-80

“Mutu dan Cara Uji Agregat Beton”. Bila tidak tercangkup dalam

SII 0052-80 maka agregat harus memenuhi ASTM C33

“Specification for Structural Concrete Agregates”.

2. Ketentuan dari ASTM C330 “Specification for Light Weight

Agregates for Structural Concrete” , untuk agregat dan struktur

beton.

Berdasarkan ukurannya, agregat dapat dibedakan menjadi:

1. Agregat halus, diameter 0 – 5 mm disebut pasir, yang dibedakan

Pasir halus : Ø 0 – 1 mm

2. Pasir kasar : Ø 1 – 5 mm

3. Agregat kasar, diameter ≥ 10 mm, biasanya berukuran antara 10 –

20 mm yang disebut kerikil.

11 Universitas Islam Nahdlatul Ulama

2.4.3. Air

Air yang dimaksud disini adalah air yang digunakan sebagai

campuran bahan bangunan, harus berupa air bersih dan tidak

mengandung bahan-bahan yang dapat menurunkan kualitas beton.

Menurut PBI 1971, persyaratan dari air yang digunakan

sebagai campuran bahan bangunan adalah sebagai berikut :

1. Air untuk pembuatan dan perawatan beton tidak boleh mengandung

minyak, asam alkali, garam-garam, bahan-bahan organik atau

bahan lain yang dapat merusak daripada beton.

2. Apabila dipandang perlu maka contoh air dapat dibawa ke

Laboratorium Penyelidikan Bahan untuk mendapatkan pengujian

sebagaimana yang dipersyaratkan.

3. Jumlah air yang digunakan adukan beton dapat ditentukan dengan

ukuran berat dan harus dilakukan setepat-tepatnya.

Air yang digunakan untuk proses pembuatan beton yang paling

baik adalah air bersih yang memenuhi persyaratan air minum. Air

yang digunakan dalam proses pembuatan beton jika terlalu sedikit

maka akan menyebabkan beton akan sulit untuk dikerjakan, tetapi jika

kadar air yang digunakan terlalu banyak maka kekuatan beton akan

berkurang dan terjadi penyusutan setelah beton mengeras.

Untuk memperoleh kepadatan beton dengan rasio air semen

yang rendah sebaiknya menggunakan alat penggetar adukan

(vibrator). Menjaga kelembaban dan panas agar dapat konstan

sewaktu proses hidrasi berlangsung, misalnya dengan menutupi

permukaan dengan karung basah.

12 Universitas Islam Nahdlatul Ulama

2.4.4. Pasir Sungai Bandungharjo

Sungai Bandungharjo terletak di selatan Jalan Bandungharjo

Desa Bandungharjo Kecamatan Donorojo Kabupaten Jepara dapat

dilihat pada Gambar berikut:

Lokasi Pengambilan Pasir

Gambar 2.1Peta Lokasi Sungai Bandungharjo

13 Universitas Islam Nahdlatul Ulama

Gambar 2.2Lokasi Sungai Bandungharjo

Titik pengambilan material diambil dari deposit pasir yang

tersebar di wilayah aliran Sungai Bandung Harjo. Deposit pasir

tersebut merupakan material endapan yang terbawa oleh aliran air

ketika terjadi banjir. Proses pengambilan pasir Sungai Bandungharjo

di lakukan oleh warga sekitar lokasi pengambilan pasir.

2.4.5. Bottom ash unit 3 dan unit 4 PLTU Tanjung Jati B Jepara

Bottom ash adalah limbah hasil pembakaran batu bara dimana

jumlahnya akan terus menambah selama industri terus berproduksi.

Penanganan limbah ini dilakukan dengan cara menimbunnya di lahan

kosong sehingga apabila volume limbah se]makin bertambah maka

semakin luas pula area yang diperlukan untuk menimbunnya. Selain

itu penanganan limbah dengan cara penimbunan penimbunan dapat

berpotensi bahaya bagi lingkungan dan masyarakat sekitar seperti,

logam-logam dalam abu batu bara tertiup angin sehingga mengganggu

pernafasan.

LokasiPengambilanPasir

14 Universitas Islam Nahdlatul Ulama

Uji pendahuluan bertujuan untuk mengetahui karakteristik

awal dari bahan yang akan dibuat beton sehingga bisa menjadi acuan

dalam melakukan analisis. Pengujian karaktristik awal pada bottom

ash batu bara meliputi kadar hasil pengujian berikut.

(Indriyani,dkk,2015).

Tabel 2.2Hasil Laboratorium bottom ash unit 3 dan 4 PLTU

Tanjung Jati B JeparaNo Parameter Unit Test

ResultTest Method

1 SiO2 % wt 49.11 ASTM D 4326 - 112 Al2O3 % wt 25.62 ASTM D 4326 - 113 FE2O3 % wt 8.80 ASTM D 4326 - 114 TiO2 % wt 0.90 ASTM D 4326 - 115 CaO % wt 6.42 ASTM D 4326 - 116 MgO % wt 2.88 ASTM D 4326 - 117 K2O % wt 1.74 ASTM D 4326 - 118 Na2O % wt 3.16 ASTM D 4326 - 119 SO3 % wt 0.09 ASTM D 4326 - 1110 MnO2 % wt 0.04 ASTM D 4326 - 1111 P2O5 % wt 0.26 ASTM D 4326 - 1112 Moisture

Content% wt 18.58 PO – MOM – 02

13 L O I % wt 0.46 PO – MOM – 0314 Oil

Content% wt 0.03 Destilation/Gravimetric

15 UnbernedCarbon

% wt 0.20 Infrared absorptiometricMethod

Test Size Unit On Pass

Manual /ASTM

Mesh No. 100 (0.149mm)

%wt73.88 26.12

Mesh No. 200 (0.074mm)

%wt78.52 21.48

Mesh No. 325 (0.044mm)

%wt81.56 18.44

Sumber: Sertifikat Laboratorium Sucofindo No.17734/EOBOAI, 201

Komposisi kimia dari Bottom Ash sebagian besar tersusun dari

unsur-unsur Si, Al, Fe, Ca, serta Mg, S, Na dan unsur kimia yang lain.

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Moulton (1973), didapat

15 Universitas Islam Nahdlatul Ulama

bahwa kandungan garam dan pH yang rendah dari Bottom Ash

dapat menimbulkan sifat korosi pada struktur baja yang bersentuhan

dengan campuran yang mengandung Bottom Ash. Selain itu rendahnya

nilai pH yang ditunjukkan oleh tingginya kandungan sulfat yang

terlarut menunjukkan adanya kandungan pyrite (iron sulfide) yang

besar.(Achmad,dkk,2014)

2.4.6 Penelitian-Penelitian Terdahulu.

A. Pengaruh campuran bottom ash dan lama perendaman air laut terhadap

kuat tekan pada silinder beton (Achmad,dkk,2014)

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh campuran

spesi semen dan bottom ash terhadap nilai kuat tekan beton dengan

variasi camuran 0%, 10%, 20%, 25% dan direndam di air laut dengan

dengan durasi waktu 7, 14, dan 28 hari.

Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini adalah :

1. Adanya pengaruh dari pemanfaatan bottom ash sebagai peganti

semen terhadap kuat tekan beton silinder. Komposisi campuran

bottom ash 10% terjadi kekuatan optimal pada kuat tekan beton

silinder. Sedangkan kekuatan paling minimum terdapat pada

kadar bottom ash 25 %.

2. Lamanya perendaman dengan menggunakan air laut mempunyai

pengaruh yang terlalu signifikan terhadap nilai kuat tekan pada

silinder beton.

B. Pengaruh beberapa jenis pasir terhadap kekuatan beton

(Mukhlis,dkk,2013)

Dalam penelitian ini akan diuji pengaruh jenis-jenis pasir terhadap

kekuatan beton. Jenis pasir yang digunakan adalah pasir laut, pasir besi,

dan pasir duku dengan umur 3,14 dan 28 hari. Perbandingan campuran

yang digunakan adalah 1 pc : 2ps :3kr dan 1pc :2ps :4kr.

Dari penelitian yang dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa :

16 Universitas Islam Nahdlatul Ulama

1. Kuat tekan beton dengan menggunakan komposisi campuran 1 : 2 : 3

untuk bahan pasir besi dan pasir laut yang dimulai dari umur 3,14 dan

28 hari, memberikan nilai yang semakin meningkat pada nilai kuat

tekan beton seiring dengan bertambahnya umur beton. Sedangkan

penggunaan pasir duku, nilai kuat tekan beton yang dihasilkan kurang

memuaskan.

2. Kuat tekan beton dengan menggunakan komposisi campuran 1 : 2 : 4

untuk bahan pasir besi dan pasir laut yang dimulai dari umur 3,14 dan

28 hari, semakin meningkat kuat tekan betonnya seiring dengan

bertambahnya umur beton.

3. Kuat tekan beton yang mutunya paling baik dipergunakan pada

penggunaan komposisi 1 : 2 : 3 terhadap jenis pasir besi dan pasir laut.

Sedangkan pada penggunaan komposisi 1:2:4 yaitu terhadap

penggunaan bahan pasir duku.

4. Pengaruh meningkatnya nilai kuat tekan beton yaitu dari nilai berat

jenis yang dimiliki beberapa jenis pasir, kadar lumpur yang diperoleh

setiap jenis pasir dan kekerasan permukaan atu ukuran jenis pasir dll.

C. Pengaruh campuran kadar bottom ash dan lama perendaman air laut

terhadap kapasitas lentur balok (Wisnu,dkk,2014)

Penelitian tentang cara pemanfaatan limbah bottom ash sebagai

pengganti semen dalam pencampuran beton. Penelitian ini dilakukan

dengan pengujian kuat tekan silinder dan kuat tekan lentur pada balok,

adapun perendaman dengan menggunakan air laut dengan perendaman

7,14, dan 28 hari. Sedangkan variasi campuran bottom ash adalah 0%,

10%, 20%, dan 25%.

Dari hasil penelitian tersebut dapat diambil kesimpulan sebagai

berikut:

1. Pengaruh penambahan bottom ash sebagai pengganti semen

yang belum terencana secara sempurna menyebaban nilai kuat

tekan beton tersebut belum mencapai nilai kuat tekan sesuai

dengan yang direncanakan.

17 Universitas Islam Nahdlatul Ulama

Dari hasil pengujian didapat campuran bottom ash dengan

kadar prosentase 10% memiliki nilai kapasitas lentur yang

paling besar dan pada campuran bottom ash 25% memilikinilai

kapasitas lentur yang paling rendah.

2. Lama perendaman dengan menggunakan air laut pengaruhnya

tidak terlalu signifikan terhadap nilai kapasitas lentur pada

balok.