OUTLINE

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA2.1 Pengertian Beton

Perkembangan dibidang struktural dan arsitektur serta mengkatnya kebutuhan manusia memicu perkembangan bidang ilmu yang berkaitan dengan bahan konstruksi yang digunakan.

Beton mutu tinggi merupakan berkembangan yang baru dibidang ilmu teknik sipil karena belum semua orang mengetahui apa itu beton mutu tinggi, apa bahan pembentuknya, fungsi dan penggunaannya sehingga dinamakan beton mutu tinggi.

Beton dapat didefenisikan sebagai bahan yang tambahan, tergantung dari kegunaan beton itu sendiri. Sebagai mana yang akan dijelaskan bahwa defenisi beton mutu tinggi berkembang seiring dengan perkembangan teknologi beton dan sangat banyak pendapat yang bermunculan mengenai beton mutu tinggi.Pada tahun 1950-an, beton normal didefenisikan sebagai beton dengan kuat tekan dibawah 30 Mpa (K < 300). Standar (ACI, Committee 363. 1950) mengatakan bahwa beton dengan kekuatan karakteristik melebihi 41 Mpa dapat dikategorikan sebagi beton mutu tinggi. Sedangkan Mark, Darvall dan Attard (1989) menyatakan bahwa beton mutu tinggi adalah beton setelah berumur 65 hari mempunyai kekuatan karakteristik antara 50-100 Mpa dan dapat dihasilkan dengan cara memberikan bahan tambahan kadalam campuran beton berupa zat adiktif. Mar. Et, al (1989) dalam Nursidin (2000) menyatakan bahwa beton mutu tinggi dibagi menjadi tiga kelas setelah berumur 56 hari yaitu :

Beton mutu tinggi dengan kuat tekan karakteristik 40 100 Mpa.

Beton mutu sangat tinggi dengan kuat takan karakteristik 100 150 Mpa.

Beton mutu sangat-sangat tinggi sekali dengan kuat tekan karakteristik lebih dari 150 Mpa.

Larrad. et, al (1978) menyatakan untuk mendapatkan beton mutu tinggi secara umum memerlukan beberapa perkara dalam persyaratan untuk memenuhi fungsinya sebagai beton yang cukup kuat dalam menahan beban yang diterima yaitu :

Meningkatkan mutu Mortar dengan mencari perbandigan air semen (w/c rasio), dimana semakin rendah faktor air semen akan menghasilkan mutu beton yang semakin tinggi.

Menggunakan agregat yang berkualitas.

Meningkatkan daya lekat mortar dengan agregat.

Menggunakan bahan tambahan untuk meningkatkan kekuatan beton.

2.2 Keuntungan dan Kerugian Beton Mutu Tinggi

Beton mutu tinggi akan sangat sensitif terhadap perubahan air. Hingga diperlukan cara pencampuran komposisi bahan beton seteliti mukin karena proses pencampuran yang lebih rumit ini maka kontrol terhadap campuran, pengangkutan dan pengecoran akan memerlukan pengawasan yang lebih ketat.

Secara lebih detail dapat disimpulkan keuntungan dan kerugian dari beton mutu tinggi :

1. Keuntungan :

Kuat tekan karakteristik lebih tinggi.

Modulus elastisitas lebih tinggi.

Lebih padat

Permeabilitas lebih kecil

Daya tahan terhadap abrasi lebih tinggi.

Lebih tahan terhadap lingkumgan yang agresif dan korosif.

2. Kerugian :

Pembuatan lebih sukar.

Untuk mendapatkan mutu yang lebih tinggi pada umumnya memerlukan bahan tambahan.

Cara pengangkutan beton basah dari tempat pembuatan campuran kelokasi pengecoran lebih sukar dibandingkan dengan beton normal.

Memerlukan kontrol yang lebih ketat pada pembuatan, pengangkutan dan pengecoran.

Setelah diamati keuntungan-keuntungan dan kerugian (kekurangan) dari beton mutu tinggi ternyata bahwa kekurangan tersebut tidaklah berarti dan dapat diusahakan jalan keluarnya apabila dibandingkan dari keuntungan yang dicapai dari beton mutu tinggi.Pada umumnya nilai kuat teka maksimum untuk mutu beton tertentu akan berkurang pada tingkat pembebanan yang lebih lamban. Nilai kuat tekan beton beragam sesuai dengan umurnya dan biasanya dengan kuat tekan beton ditentukan pada waktu beton berumur 28 hari setelah pembuatan beton atau pengecoran beton.

Tabel 2.1 Perbandingan Kekuatan Tekan Beton Pada berbagai umur

Umur Beton (hari)7142128

Semen Portland biasa0.650.880.95100

Semen Portland dengan kekuatan awal yang tinggi0.750.900.95100

(Sumber PBI-71)

2.3 Faktor Utama Kekuatan Beton

Kinerja beton yang unggul menjadi makin dituntut untuk struktur-struktur modren, yang disebabkan oleh tuntutan aspek struktural dan kebutuhan kinerjanya, baik pada keadaan layan, keadaan batas, maupun pada aspek keawetan jangka panjang.Prilaku dalam skala besar akan banyak ditentukan oleh prilaku material dalam skala kecil. Dalam skala kecil, beton merupakan campuran dari beberapa material, yang terdiri dari pasta semen, pasir, kerikil dan bahan adiktif bila dibutuhkan. Dalam hal ini, beton sering dimodelisi sebagai gabungan dari dua unsur material yang berbeda fungsinya, yaitu pasta semen sebagai komponena pengikat dan agregat sebagai komposisi pengisi, yang disatukan bersama-sama maupun dipisahkan oleh suatu zona transisi atau interface. Adalah merupakan tugas seorang perancang beton, untuk mengamati beton dalam skala kecil dan mencoba untuk selalu mengubah dan memperbaiki komposisi campurannya, sedemikian rupa agar kondisi yang terjadi pada aksi dan reaksi fisika, kimia dan mekanikal menjadi optimal, sehingga menghasilkan beton yang maksimal.Karena dipengaruhi oleh perilakau bahan-bahan pembentuknya, terutama pasta semen (setelah mengeras), maka beton setelah mengeras mempunyai sifat yang getas yaitu kuat dalam menahan tekanan dan lemah menahan tarikan. Oleh sebab itu,besar kuat tekan merupakan suatu karakteristik beton yang dikatakan paling penting, disamping sifat-sifat mekanik yang lain, yang tentu saja perlu diperhatikan juga dalam penggunaannya pada suatu konstruksi bangunan.

Secara umum, ada tiga faktor utama yang menentukan kekuatan beton yaitu :

Kekutan pasta semen.

Kualitas agregat.

Daya lekat antara pasta semen dengan agregat.

Dari tiga aspek yang disebutkan di atas, ternyata kekuatan pasta semen yang merupakan aspek pendukung yang paling penting, yang dipengaruhi secara langsung oleh dua faktor utamanya, yaitu faktor semen dan faktor porositasnya. Porositas yang kecil menghasilkan pasta semen yang lebih kuat, dan juga menghasilkan beton yang bermutu tinggi. Dalam hal ini, penelitian menunjukan bahwa besarnya porositas berbanding lurus dengan suatu faktor yang dipengaruhi banyaknya air yang digunakan untuk mencampur beton, yang bisa dicirikan oleh besarnya rasio air-semen (water-cement rasio atau w/c, pada umumnya perbandingan berat (Supartono, 2002)).

Dengan demikian untuk merancang beton, yang biasa diwakili oleh kuat tekannya, walaupun ada banyak cara atau metode yang telaah diperkenalkan oleh sebagai intitusi, laboratorium, dan organisasi profesi teknologi beton diseluruh dunia, namun sebenarnya ada beberapa kandungan faktor dasar yang selalu menentukan besaran kuat tekan beton, dan bisa menjadi dasar praktis dari suatu cara perancangan campuran beton saat ini, yaitu jumlah air dan semen yang digunakan dalam adukan beton.

Dengan pengertian yang sama, bisa dikatakan bahwa syarat mutlak dari suatu campuran beton bermutu tinggi adalah rasio air-semen yang rendah. Namun demikian, rasio air-semen yang rendah akan mengakibatkan workability beton yang rendah pula, sehingga untuk mengatasi permasalahan tersebut, plasticizer perlu ditambahkan untuk mendapatkan adukan beton yang segar yang plastis atau superplasticizer pada beton bermutu sangat tinggi, agar bisa dihasilkan flowable concrete pada rasio air-semen yang sangat rendah.

2.4 Material Penyusun Beton

Beton sebagai suatu elemen struktur yang memiliki suatu karakter yang spesifik terdiri dari bahan-bahan penyusun sebagai berikut :

2.4.1 Semen

Semen dalam hal ini adalah semen portland, yaitu sejenis bahan pengikat hidroulis berbentuk butiran-butiran yang mengandung kapur. Fungsi semen adalah untuk merekatkan butiran-butiran agregat agar terjadi suatu masa yang kompak/padat pada beton yang dihasilkan serta mengisi rongga-rongga diantara butiran agregat. Disamping itu semen merupakan pengikat hidrolis, yaitu bahan menjadi keras setelah bersenyawa dengan air.Secara umum komposisi kimia bahan-bahan yang terdapat pada semen dapat dilihat pada tabel berikut :

Tabel 2.2 Komposisi Kimia SemenKomposisiPersentase (%)

Kapur (CaO)60,00 - 67,00

Alumina (Al2O3)3,00 - 8,00

Magnesia (MgO)0,10 - 4,00

Sulfur (So)1,00 - 3,00

Silika (SiO2)17,00 - 25,00

Besi (Fe2O3)0,50 - 6,00

Alkalis (K2O, Na2O)0,40 -1,30

(Sumber : Dirjen Bina Marga DPU,1982)

Unsur-unsur di atas akan beraksi membentuk senyawa-senyawa yang dapat dilihat pada tabel berikut :

NamaRumus Kimia

Trikalsium silica3 CaO - SiO2

Dikalsium silica2 CaO - SiO2

Trikalsium aluminat3 CaO - Al2O3

Tetrakalsium aluminoferit3 CaO - Al2O3 - Fe2O3

(Sumber : Dirjen Bina Marga DPU,1982)

Adapun fungsi/pengaruh dari masing-masing unsur tersebut dalam semen adalah sebagai berikut :

a. Trikalsium silikat (C3S)

Berpengaruh terhadap pengerasan semen, terutama sebelum umur 14 hari setelah mempengaruhi kekuatan awal beton.

Apabila tercampur air, C3S segera mulai berhidrasi dan menghasilkan panas hidrasi yang cukup tinggi.

b. Dikalsium silikat (C2S)

C2S bereaksi dengan air lebih lambat dan panas hidrasi rendah.

Pengarunya C2S terhadap pengerasan semen setelah berumur lebih dari 7 hari dan memberikan kekuatan akhir pada beton.

c. Trikalsium aluminat (C3A)

Hidrasi yang dialaminya sangat cepat dan hidrasi yang dihasilkan sangat tinggi.

Berpebgaruh pada pengerasan awal dan pengerasan berikutnya yang panjang.

Kadarnya tidak boleh lebih dari 10% karena akan menghasilkan beton yang retak-retak.

d. Tetrakalsium aluminoferit (C4AF)

Bereaksi cepat dengan air, dan pasta terbentuk dalam beberapa menit.

Kurang begitu besar pengarunya terhadap kekerasan semen atau beton.

Untuk keperluan konstruksi, sandart ASTM.C. 150-94 membagi jenis-jenis semen Portland atas lima tipe, dengan ciri-ciri khususnya sebagai berikut :

a. Tipe I (Semen Normal)

Semen normal digunakan untuk pembuatan beton bagi konstruksi umum yang tidak berpengaruh oleh sifat-sifat lingkungan yang mengandung bahan sulfat. Pemakaian tipe I umumnya bagi konstruksi beton pada banguan gedung, jembatan dan waduk.

b. Tipe II (Semen Moderat)

Semen dengan ketahan sedang terhadap serangan sulfat. Digunakan untuk pencegahan serangan sulfat dari lingkungan seperti sistem drainase

c. Tipe III

Semen dengan waktu pengerasannya yang cepat, umumnya dalam waktu kurang dari seminggu. Digunakan pada struktur-struktur bangunan yang cetakannya harus cepat dibuka dan akan segera digunakan ditempat lain.

d. Tipe IV (Semen Panas Rendah)

Semen dengan hidrasi panas rendah yang digunakan pada struktur-struktur pondasi sumuran, dermaga dan bangunan-bangunan lainnya dimana panas yang terjadi waktu hidrasi merupakan faktor penentu bagi keuntungan beton.

e. Tipe V (Semen Tahan Sulfat)

Semen penangkal sulfat digunakan untuk beton yang lingkungannya mengandung sulfat, baik pada tanah maupun dalam air kadar sulfat tinggi.

2.4.2 Agregat Kasar

Agregat kasar adalah material (kerikil) hasil alami dari batuan alam atau berupa batu pecah dengan ukuran 5 - 40 mm. Ukuran agregat kasar adalah yang tertahan saringan no 4 menurut standart ASTM.C. 33-93. sifat agregat kasar mempengaruhi kekuatan akhir beton keras dan daya tahannya terhadap pengaruh cuaca dan efek-efek perusak lainnya. Agregat kasar harus bersih dari bahan-bahan organik, lumpur halus dan harus mempunyai ikatan yang baik dengan gel semen.Berdasarkan berat jenisnya, agregat kasar dapat dibedakan atas tiga golongan sebagai berikut :

a. Agregat Normal

Agregat normal adalah agregat yang berat jenisnya antara 2,5 2,7 gr/cm3, dimana agregat ini biasanya berasal dari agregat basalt, granit dan sebagainya. Adapun beton yang dihasilkannya memiliki berat jenis sekitar 2,3 gr/cm3.

b. Agregat Berat

c. Agregat berat adalah agregat yang memiliki berat jenis lebih dari 2,8 gr/cm3, misalnya barit dan serbuk besi. Beton yang dihasilkan dari jenis agregat ini memiliki berat jenis tinggi sampai dengan 5 gr/cm3.d. Agregat Ringan

Agregat ringan adalah agregat yang memiliki berat jenis kecil dari 2,0 gr/cm3 yang biasanya dibuat sebagai bahan beton ringan. Ukuran nominal agregat maksimum 20 50 mm yang dipakai untuk membuat beton.

Sifat-sifat agregat kasar yang dapat meningkatkan mutu beton adalah sebagai berikut

1. Memiliki butiran yang keras dan tidak berpori.

2. Tekstur permukaan kasar dan tidak rata.

3. Kadar organik lebih kecil.4. Tidak mengandung lumpur (lumpur tidak boleh lebih dari 1%)

2.4.3 Agregat HalusAgregat halus (pasir) adalh butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran beton yang memiliki ukuran butiran < 5 mm. Agregat halus atau pasir dapat berupa pasir alam, sebagai debu hasil dari pecahan batu yang dihasilkan alat pemecah batu.

Dilihat dari sumbernya agregat halus ini dapat dibedakan atas :

Pasir Galian

Yaitu pasir yang digali langsung dari dalam tanah. Sifat pasir galian biasanya tajam, bersudut, berpori dan bebas kandungan garam, biasanya sebelum dipakai harus dibersihkan terlebih dahulu dari kotoran.

Pasir Sungai

Pasir ini diperoleh langsung dari sungai. Sifat pasir ini biasanya berbutir halus, bulat akibat gesekan, daya lekat antar butiran kurang.

Pasir Laut

Pasir laut adalah pasir yang diambil dari pantai. Sifat pasir ini butirannya halus dan bulat karena gesekan dan banyak mengandung garam. Pasir laut tidak baik digunakan untuk bahan bangunan karena kadar garamnya tinggi.

Standart dari agregat halus yang baik digunakan terdapat didalam ASTM.C. 33 90, yaitu :

1. Memiliki butir-butir yang tajam dan keras, singga tidak mudah hancur atau pecah oleh pengaru cuaca.

2. tidak mengandung lumpur lebih dari 5%.

3. Tidak mengandung bahan-bahan organik yang terlalu banyak.4. Ukuran butiran tidak seragam sesuai dengan batas gradiasi yang diisyaratkan.

2.4.4 Air

Air yang dibutuhkan guna berlangsungnya reaksi kimia pada proses hidrasi, selain itu air juga sangat berpengaruh pada kekuatan beton yang kita buat. Proporsi air yang sedikit akan mrmberikan kekuatan yang lebih tinggi pada beton, tetapi sulit dalam pengerjaannya. Sedangkan proporsi air yang agak banyak akn memberikan kemudahan pada waktu pelaksaan pengecoran, tetapi kekuatan beton jadi lebih rendah.

Air yang digunakan untuk membuat beton harus bersih, tidak boleh mengandung minyak, asam, garam-garam organik, zat organik atau bahan-bahan lain yang bersifat merusak beton. Sebaiknya air tawar yang bersih dan dapat di minum

2.4.5 Silica Fume

Silica fume (mikrosilika) yang merupakan produk sampingan dari suatu proses industri silicon metal adalah merupakan bahan tambahan yang sangat baik dan berdayaguna tinggi untuk campuran beton, dalam tujuan menghasilkan beton berkinerja tinggi.

Bila mikrosilika, yang bersifat pozzolan dengan butiran yang sagat halus, pada umumnya mengadung 80% SiO2, ditambahkan pada campuran beton, ternyata akan dapat bereaksi dengan Ca(OH)2 yang dihasilkan pada proses hidrasi C3S dan C2S, untuk menghasilkan gel CSH yang baru (gel CSH-2).

2(3CaO SiO2)+6H2O 3CaO.2SiO1.3H2O(gel CSH-1)+3Ca(OH)2

Ca(OH)2+SiO2+H2O CSH-2 gel

Jika kadar SiO2 didalam silica fume sagat tinggi sehinggamasih terdapat kandungan SiO2 dalam silica fume yang tidak terpakai dan berlebih pada reaksi primer SiO2 maka kelebihan silica fume SiO2 masih bisa bereaksi dengan gel CSH-2, untuk menghasilkan gel CSH-3 yang lebih padat sehingga pasta semen akan lebih kuat, dan juga meningkatkan daya lekat pasta semen dengan agregat.

SiO2(SF)+gel CSH-2 gel CSH-3Disamping itu rduksi kalsium-hidroksida Ca(OH)2 didaerah zona transisi oleh SiO2, mikrosilika akan mengurangi sensivitas beton terhadap agrsi sulfat.hal ini juga didukung oleh meningkatkan kerapatan dan kekedapan beton karena terisinya pori-pori beton oleh mikrosilika, terutama adukan beton diberi juga plasticizer atau superplasticiser untuk meningkatkan kelecekannya. Dengan unsur-unsur yang agresif seperti air yang mengandung garam sulfat akan sukar merembes masuk dan tidak mudah menimbulkan korosi pada beton.

2.4.6 Superplasticizer

Untuk mendapatkan beton dengan workability atau kelecekan yang tinggi tanpa mengurangi mutu kuat tekannya, bisa digunakan bahan tambahan pencampur adukan beton. Dalam hal ini superplastilizer yang digunakan harus sesuai dengan spesifikasi ASTM-C 494. Ketepatan dosis campuran tambahan Superplasticize pada umumnya perlu dibuktikan dengan membuat campuran percobaan dengan beberapa variasi dosis penambahan umtuk mendapatkan hasil yang optimal dalam memenuhi syarat kelecekan yang direncanakan.

PAGE 17