BAB III

LANDASAN TEORI

A. Pengertian Beton

Terbentuknya beton di hasilkan dari percampuran bahan sperti semen,

agregat, air dengan atau tanpa bahan tambah (admixture) tertentu. Material

pembentuk beton tersebut di campur secara merata dengan komposisi tertentu

yang nantinya akan menghasilkan suatu campuran bahan beton yang plastis

sehingga dapat di tuangkan dan di bentuk di dalam cetakan yang di recanakan.

Campuran bahan tersebut nantinya akan mengalami proses pengerasan yang di

sebabkan terjadi nya reaksi kimia antara semen dan air, proses pengerasan beton

tersebut akan memakan waktu yang cukup lama atau dengan kata lain campuran

beton akan bertambah keras dengan sejalan nya umur beton tersebut (Istimawan

Dipohusodo,1994).

Beton mutu tinggi adalah sebuah istilah untuk menggambarkan beton dengan

ciri khusus dimana tidak di miliki oleh beton normal. Beton mutu tinggi ini dapat

di artikan sebagai beton yang memiliki satu atau lebih karakteristik seperti: susut

yang kecil, permabilitas yang rendah, modulus elastisitas yang tinggi atau kuat

tekan yang tinggi mencapai 50Mpa atau lebih. Menurut American Concrete

Institut (ACI), beton mutu tinggi adalah beton dengan perlakuan khusus dan

persyaratan yang seragam yang tidak dapat selalu di capai secara rutin hanya

dengan penggunaan material konvensional dan pencampuran secara normal,

penempatan dan cara perawatan di syaratkan terdapat kontrol terhadap pemilihan

dan desain dari material penyusun beton dengan penambahan bahan tambah yang

tepat.

1. Kelebihan dan kekuranagn beton mutu tinggi di bidang teknik sipil.

a. Kelebihan beton

1) Menghasilkan beton dengan ketahanan tinggi (High durability)

2) Menghasilkan beton dengan kuat tekan awal yang tinggi.

3) Mempercepat pelaksanaan kontruksi.4) Meningkatkan nilai modulus elastisitas dan

mengurangi efek rangkak (Creep)5) Memungkinkan pembangunan kontruksi bangunan

tingkat tinggi (high rise contuctions)6) memperkecil dimensi kolom dan balok, sehingga

penggunaan ruang kantai lebih efisien.7) Secara ekonomis dapat meningkatkan penggunaan

box girder dan solid girder bridge dengan design yang lebih simpel.

b. Beton mempunyai kekurangan yaitu :1) Meningkatkan biaya beton per unit volume.2) Memerlukan kontrol kualitas terhadap mutu beton dan

kebutuhan produksi.3) Workability kurang baik dan seringkali menurun

dengan cepat setelah waktu pencampuran.4) Waktu pengankutan beton sangan pendek.5) Waktu perkerasan sangat cepat.6) Menghasilkan panas hidrasi yang tinggi sehingga perlu

menurunkan hidrasi semennya.7) Beton merupakan material yang berat.8) Kuat tarik kecil (9-15%) dari kuat tekan.9) Bntuk yang di buat sulit di ubah.10)Membutuhkan waktu lebih dari 28 hari untuk

mencapai kuat tekan yang spesifik.2. Sifat dan karakteristik yang di butuhkan pada perencanaan

beton mutu tinggia. Karakteristik beton adalah mempunyai tegangan hancur

tekan yang tinggi serta tegangan hancur tarik yang rendah.

b. Beton tidak dapat dipergunakan pada elemen konstruksi yang memikul momen lengkung atau tarikan.

10

c. Beton sangat lemah dalam menerima gaya tarik, sehingga akan terjadi retak yang makin – lama makin besar.

d. Proses kimia pengikatan semen dengan air menghasilkan panas dan dikenal dengan proses hidrasi.

e. Air berfungsi juga sebagai pelumas untuk mengurangi gesekan antar butiran sehingga beton dapat dipadatkan dengan mudah.

f. Kelebihan air dari jumlah yang dibutuhkan akan menyebabkan butiran semen berjarak semakin jauh sehingga kekuatan beton akan berkurang.

g. Perkiraan komposisi (mix desain) dibuat rekayasa untuk mengetahui perbandingan campuran agar dihasilkan kekuatan beton yang tinggi.

h. Selama proses pengerasan campuran beton, kelembaban beton harus dipertahankan untuk mendapatkan hasil yang direncanakan.

i. Setelah 28 hari, beton akan mencapai kekuatan penuh dan elemen konstruksi akan mampu memikul beban luar yang bekerja padanya.

j. Untuk menjaga keretakan yang lebih lanjut pada suatu penampang balok, maka dipasang tulangan baja pada daerah yang tertarik.

k. Pada beton bertulang memanfaatkan sifat beton yang kuat dalam menerima gaya tekan serta tulangan baja yang kuat menerima gaya tarik.

l. Dari segi biaya, beton menawarkan kemampuan tinggi dan harga yang relative rendah.

m. Beton hampir tidak memerlukan perawatan dan masa konstruksinya mencapai 50 tahun serta elemen konstruksinya yang mempunyai kekakuan tinggi serta aman terhadap bahaya kebakaran.

11

n. Kelemahan beton adalah perubahan volume sebagai fungsi waktu berupa susut dan rangkak.

B. Pengertian Bahan Tambah BetonBahan tambah (admixture) adalah suatu bahan berupa bubuk atau cairan,

yang ditambahkan ke dalam campuran adukan beton selama pengadukan

berlangsung, dengan tujuan untuk mengubah sifat adukan atau betonnya.

(Spesifikasi Bahan Tambahan untuk Beton, SK SNI S-18-1990-03).

Penambahan bahan tambah dalam sebuah campuran beton atau mortar tidak

mengubah komposisi yang besar dari bahan lainnya, karena penggunaan bahan

tambah ini cenderung merupakan pengganti atau susbtitusi dari dalam campuran

beton itu sendiri. Karena tujuannya memperbaiki atau mengubah sifat dan

karakteristik tertentu dari beton atau mortar yang akan dihasilkan, maka

kecenderungan perubahan komposisi dalam berat volume tidak terasa secara

langsung dibandingkan dengan komposisi awal beton tanpa bahan tambah.

Menurut SK SNI S-18-1990-03 (Spesifikasi Bahan Tambahan Untuk Beton, 1990), bahan tambah kimia dapat dibedakan menjadi 5 (lima) jenis yaitu:

1. Bahan tambah kimia untuk mengurangi jumlah air yang dipakai. Dengan pemakaian bahan tambah ini diperoleh adukan dengan factor air semen lebih rendah pada nilai kekentalan yang sama atau  diperoleh kekentalan adukan lebih encer pada faktor air semen yang sama.

2. Bahan tambah kimia untuk memperlambat proses ikatan beton. Bahan ini digunakan misalnya pada satu kasus dimana jarak antara tempat pengadukan beton dan tempat penuangan adukan cukup jauh, sehingga selisih waktu antara mulai pencampuran dan pemadatan lebih dari 1 jam

3. Bahan tambah kimia untuk mempercepat proses ikatan dan pengerasan beton. Bahan ini digunakan jika penuangan adukan dilakukan dibawah permukaan air,

12

atau pada struktur beton yang memerlukan waktu. penyelesaian segera, misalnya perbaikan landasan pacu pesawat udara, balok prategang, jembatan dan sebagainya.

4. Bahan tambah kimia berfungsi ganda, yaitu untuk mengurangi air dan memperlambat proses ikatan.

5. Bahan kimia berfungsi ganda, yaitu untuk mengurangi air dan mempercepat proses ikatan dan pengerasan beton.

Selain 5 (lima) jenis diatas, ada dua jenis bahan tambah kimia lain yang lebih khusus, yaitu:

1. Bahan kimia tambahan yang digunakan untuk mengurangi jumlah air campuran sampai sebesar 12% atau bahkan lebih, untuk menghasilkan adukan beton dengan kekentalan sama (air dikurangi sampai 12% lebih namun tidak menambah kekentalan pada adukan beton).

2. Bahan tambah kimia tambahan dengan fungsi ganda, yaitu mengurangi air sampai 12% atau lebih dan memperlambat waktu ikat awal.

Cairan Ligno P-100 yang digunakan dalam penelitian ini sendiri merupakan jenis Superplasticizer tipe polycarbonate ethers murni yang memiliki kemampuan accelerator dan HR-water-reducer/superplasticizer, yang dapat diterapkan bangunan ukuran besar yang membutuhkan kekuatan tinggi dan beton fluiditas tinggi dengan spesifikasi pH (10% solution) 6.0 ± 1.0 dan Specific Gravity 1.10 ± 0.03 Kg/L. Zat aditif ini memiliki fungsi :

1) Menurunkan jumlah air dalam produksi beton 2) Menurunkan nilai W/C3) Mengurangi pemakaian semen4) Menaikan slump sampai flowing concrete Selain itu, dalam penelitian ini di gunakan juga abu sekam

padi (Risk Husk As) sebagai bahan tambah pada beton, hasil pembakaran sekam

13

padi memiliki unsur yang bermanfaat untuk peningkatan kekuatan beton,

mempunyai sifat pozzolan dan mengandung slika yang sangat menonjol, bila

unsur ini dicampur dengan semen akan menghasilkan kekuatan beton yang tinggi.

Dari pembakaran sekam padi menghasilkan abu sekam padi, abu sekam padi

merupakan salah satu bahan yang potensial digunakan di Indonesia karena

produksi yang tinggi dan penyebaran yang luas. Abu sekam padi yang dihasilkan

dari sisa pembakaran mempunyai sifat pozzolan yang tinggi karena mengandung

slika. 

C. Bahan Pembentuk BetonPresentase bahan campuran beton:

1. Air (7%-15%). Kekuatan beton terletak pada perbandingan jumlah semen dan air yang digunakan.

2. Semen (16% - 21 %)3. Pasir (25% - 30%)4. Kerikil/split (31% - 50%)Beton dapat di katakan beton mutu tinggi jika kuata tekan

nya sebesar 50Mpa, untuk mencapai kuat tekan tersebut beton harus di jaga kelembabannya dengan cara ditutupi dengan plastik dan di beri air selama proses pengerasan atau selama 28 hari agar beton dapat memiliki kuat tekan yang maksimal.

Sehingga di butuhkan beberapa faktor yang akan mempengaruhi agar kuat tekan beton bermutu tinggi, ada beberapa faktor yang mempengaruhi mutu dari kekuatan beton tersebut yaitu :

1. Faktor air-semen

2. Rasio agregat-semen

3. Jenis agregat

4. Penyerapan bahan yang memenuhi syarat.

5. Proses pengawetan beton yang sudah di cetak.

D. Pengujian Pendahuluan Bahan Pembentuk Beton

14

1. Agregat Halusa. Pengujian Kadar Air

Kadar air agregat adalah besarnya perbandingan antara berat air yang dikandung agregat dengan berat agregat dalam keadaan kering. Karena kandungan air dalam agregat akan mempengaruhi jumlah air yang di perlukan dalam campuran beton, maka sebelum agregat di gunakan perlu dilakuakan pengujian kadar air agregat untuk mengetahui kandungan air dalam agregat dengan cara pengeringan agregat. Rumus yang digunakan untuk menentukan kadar air agregat halus, adalah :

Kadar Air Agregat Halus = (A - BB ) x 100%.....................................................(1)

Dimana :A = Berat benda uji sebelum di oven (gram)B = Berat Pasir setelah di oven (gram)

b. Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan AirBerat jenis adalah perbandingan antara berat kering

permukaan dengan berat air suling yang isinya sama dengan isi agregat dalam keadaan jenuh pada suhu tertentu. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk menentukan berat jenis kering permukaan jenuh Saturated Surface Dry (SSD). Permukaan agregat kering (tidak ada air), tetapi butiran-butiran agregat jenuh dengan air.Rumus yang digunakan untuk menentukan berat jenis

agregat halus :

Berat Jnis (AB + A - C )

...........................(2)Dimana :

A= Berat benda uji permukaan jenuh (gram)

15

B = Berat picnometer diisi air 25oC (gram)C = Berat picnometer + Berat benda uji (SSD) + Air (25oC)

(gram)

Rumus untuk menentukan penyerapan air (absorption) adalah:

Penyerapan Air (absorption) = (A - DD ) x 100%...............................

.....................................................................................(3)

Dimana :A = Berat benda uji permukaan jenuh (gram)

D = Berat benda uji setelah dioven (gram)

c. Analisa SaringanMaksud dari pengujian ini adalah untuk mengetahui

kehalusan atau kekasaran agregat yang merupakan jumlah kumulatif dari persentase bahan yang tertahan pada setiap saringan yang standar dan hasil yang tersaring di bagi dengan nilai 100.

Susunan saringan yang akan digunakan adalah :1) Pan2) 0,15 mm3) 0.3 mm4) 0,6 mm5) 1,2 mm6) 2,4 mm7) 4,8 mm8) 9,6 mm

16

Gambar 2. Seri ayakan dan mesin pengayakSumber : google, 2015

Menurut SNI 03-1750-1990, susunan butir agregat halus harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :1) Sisa di atas ayakan 4.0 mm harus maximum 2% berat,2) Sisa di atas ayakan 1.0 mm harus maximum 10% berat,3) Sisa di atas ayakan 0.25 mm harus berkisar antara 80

hingga 95% berat.Rumus untuk menghitung persentase benda uji yang tertinggal pada masing-masing ayakan :

Presentase benda uji yang tertinggal = (W iW ) x 100%................(4)

Dimana :Wi= Masing-masing benda uji yang tertinggal pada ayakan (gram)

W= Jumlah seluruh benda uji yang tertinggal (gram)d. Pengujian Kadar Lumpur

Tujuan pengujian ini untuk menentukan kandungan lumpur yang terdapat dalam agregat. Lumpur dan debu atau butiran-butiran lainnya, dapat mengganggu ikatan antara agregat dengan pasta semen yang mengakibatkan kekuatan dan ketahanan beton dapat menurun. Lumpur atau debu, adalah partikel yang berukuran antara 0.002mm dan 0.006mm (2-6 mikron). Karena pengaruh buruk tersebut,

17

jumlahnya dalam agregat dibatasi yaitu tidak boleh lebih dari 2,5% untuk agregat halus.

Rumus untuk menghitung persentase kadar lumpur yang terkandung dalam agregat :

Kadar Lumpur = (A - BB )x 100%.............................................................

........................................................(5)

Dimana :A= Berat awal agregat halus (gram)B = Berat agregat halus setelah dioven (gram)

2. Agregat Kasar (Split)a. Pengujian Kadar Air

Kadar air agregat adalah perbandingan antara berat air yang dikandung suatu agregat dengan berat agregat dalam keadaan kering. Tujuan pengujian ini untuk menentukan kadar air agregat dengan cara pengeringan.

Rumus untuk memperoleh angka persentase dari kadar air yang dikandung oleh agregat kasar ;

Kadar Air Agregat Kasar = (A - BB )x 100%.........................................

......................................................................(6)

Dimana :A = Berat agregat

kasar sebelum di oven (gram)B = Berat agregat

kasar setelah di oven (gram)

18

b. Pengujian Berat Jenis dan Penyerapan AirBerat jenis adalah perbandingan antara berat kering

permukaan dengan berat air suling yang isinya sama dengan isi agregat dalam keadaan jenuh pada suhu tertentu. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk menentukan berat jenis kering permukaan, jenuh Saturated Surface Dry (SSD). Permukaan agregat kering (tidak ada air), tetapi butiran-butiran agregat jenuh dengan air.Rumus yang digunakan untuk menentukan berat jenis

agregat kasar :

Berat Jenis Agregat = (A A - B )

.............................................................................................(7)

Dimana :A= Berat benda uji kering permukaan jenuh (gram)B= Berat benda uji didalam air (gram)

Rumus untuk menentukan penyerapan air (absorption), adalah :

Penyerapan Air (absorptions) =(A - CC ) x 100%..................

.....................................................................(8)Dimana :

A= Berat benda uji kering permukaan jenuh (gram)C = Berat benda uji setelah dioven (gram)

c. Pengujian Keausan dengan Mesin Los Angeles Abration (LAA)Keausan adalah perbandingan antara berat bahan yang

hilang atau tergerus (akibat benturan bola-bola baja) terhadap berat bahan awal. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk menentukan ketahanan agregat kasar terhadap

19

keausan dengan menggunakan mesin Los Angeles Abration (LAA), yang mana pemeriksaan ini adalah sebagai pelengkap dari pemeriksaan dengan menggunakan bejana Rudelloff yang dinilai kurang tepat untuk pemeriksaan ketahanan agregat.

Pengujian keausan dilakukan dengan menggunakan alat uji bejana Los Angeles Abration (LAA), yang berbentuk silinder berdiameter 711 + 5 mm dan panjang 508 + 5 mm (Gambar 3.3). Alat ini dapat berputar pada poros yang terletak pada di tengan diameter bejana dan dapat berputar dengan kecepatan 30 – 33 rpm.

Gambar 3. Mesin Los Angeles AbrationSumber : Penulis, 2015

Agregat yang dapat diuji dengan bejana ini adalah berukuran butir lebih kecil dari 75 mm dan jumlah benda uji dan bola baja yang dimasukkan kedalam bejana ditentukan dari distribusi ukuran butirnya. Bola-bola baja mempunyai ukuran diameter 46.5 mm dan berat 390 – 445 gram. Bola-bola baja berfungsi sebagai penggesek batuan, sehingga memberikan efek pengausan pada benda uji.Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut :

Nilai Keausan = (A - BA ) x 100%

...............................................................................................(9)

20

Dimana :A = Berat agregat sebelum di masukan ke mesin LAA

(gram)B = Berat agregat sesudah di masukan ke mesin LAA

(gram)d. Pengujian Kadar Lumpur

Tujuan pengujian ini untuk menentukan kandungan lumpur yang terdapat dalam suatu agregat. Lumpur, dan debu atau butiran-butiran lainnya, dapat mengganggu ikatan antara agregat dengan pasta semennya yang mengakibatkan kekuatan dan ketahanan beton dapat menurun. Lumpur atau debu, adalah partikel yang berukuran antara 0.002 mm dan 0.006 mm (2-6 mikron). Karena pengaruh buruk tersebut, jumlahnya dalam agregat dibatasi yaitu tidak boleh lebih dari 5% untuk agregat kasar.

Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut :

Kadar Lumpur = (A - BB ) x 100%........................................

............................................(10)Dimana :

A = Berat awal agregat kasar (gram)B = Berat awal agregat kasar setelah dioven (gram)

3. SemenSemen merupakan hasil industri yang kompleks, dengan

campuran serta susunan yang bahan yang berbeda-beda. Semen dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu :

1) Semen non-hidrolikSemen non-hidrolik tidak dapat mengikat dan mengeras dalam air tetapi dapat mengeras di udara. Contoh : kapur.

2) Semen hidrolik

21

Semen hidrolik mampu mengikat dan mengeras di dalam air. Contoh : kapur hidrolik, semen pozollan, semen terak, semen portland, dan semen warna. Semen portland adalah bahan konstruksi yang paling banyak digunakan dalam pekerjaan beton. Fungsi utama semen adalah mengikat butir-butir agregat hingga membentuk suatu massa padat dan mengisi rongga-rongga udara diantara butir-butir agregat.Pembuatan semen Portland dilaksanakan melalui beberapa tahapan, yaitu:1. Penambangan di quarry.2. Pemecahan di crushing plant.3. Penggilingan (blending).4. Pencampuran bahan-bahan.5. Pembakaran (ciln).6. Penggilingan kembali hasil pembakaran.7. Penambahan bahan tambah.8. Pengikatan (packing plant).

Proses pembuatan semen Portland dapat dibedakan menjadi dua, yaitu proses basah dan kering.

Semen PCC (Portland Composite Cement) merupakan jenis semen varian

baru yang mempunyai karakteristik mirip dengan semen Portland pada

umumnya tetapi semen jenis ini mempunyai kualitas yang lebih baik, ramah

lingkungan dan mempunyai harga yang lebih ekonomis. Komposisi bahan

baku semen PCC adalah Clinker, gypsum dan zat tambahan (Additive). Bahan

aditif yang digunakan yaitu batu kapur (lime stone), abu terbang (fly ash) dan

Trass. Tidak seperti type OPC yang tidak menggunakan aditif Fly Ash

dan Trass. Pada type PCC menggunakan tambahan zat aditif Fly Ash dan

Trass dimana terdapat senyawa SiO2 yang dapat meningkatkan kuat tekan.

Selain adanya zat additve Fly Ash dan Trass. Pada PCC ditambahkan pula Lime

Stone yang berfungsi meningkatkan kuat tekan pada kuat tekan 3 hari saja. Hal

ini terjadi karena Lime Stone mempunyai bentuk fisik yang mudah halus,

22

sehingga dengan nilai kehalusan tersebut, lime stone dapat menutup rongga-

rongga yang terdapat didalam semen sehingga bisa meningkatkan kuat tekan 3

hari saja.

Salah satu sifat fisik semen yang harus diuji menurut sebagai standard

adalah kuat tekan mortarnya (yaitu campuran antara semen, pasir

standard dan air), hasil pengujiannya dinyatakan sebagai harga kuat tekan

mortar atau dengan kata lain untuk menguji mutu daya ikat semen.

Type semen :

1) Tipe I Semen Portland yang dalam penggunaannya tidak memerlukan

persyaratan khusus seperti jenis-jenis lainya.

2) Tipe II Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan

ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang. 

3) Tipe III Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan

kekuatan awal yang tinggi dalam fase permulaan setelah pengikatan

terjadi.

4) Tipe IV Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan panas

hidrasi yang rendah.

5) Tipe V Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan

ketahanan yang tinggi terhadap sulfat.

4. AirAir diperlukan pada beton untuk memicu proses kimiawi

semen, membasahi agregat dan memberikan kemudahan dalam pekerjaan beton. Adapun syarat umum air untuk pembuatan beton antara lain:

a. Bersih.b. Tidak boleh mengandung minyak.c. Tidak boleh mengandung asam alkali.d. Zat organik atau bahan lainnya yang dapat merusak beton

atau tulangan.

23

E. Kuat Tekan Beton1. Faktor Air Semen

Semakin tinggi nilai FAS, semakin rendah mutu kekuatan beton. Nilai FAS yang semakin rendah tidak selalu berarti bahwa kekuatan beton semakin tinggi. Nilai FAS yang rendah akan menyebabkan kesulitan dalam pengerjaan, yaitu kesulitan dalam pelaksanaan pemadatan yang pada akhirnya akan menyebabkan mutu beton menurun. Umumnya nilai FAS minimum yang diberikan sekitar 0,4 dan maksimum 0,65.

2. Umur BetonKekuatan tekan beton akan bertambah dengan naiknya umur

beton. Kekuatan beton akan naik dengan cepat (linier) sampai umur 28 hari, tetapi setelah itu kenaikannya akan kecil. Struktur yang di rencanakan kekuatan beton awal tinggi, maka campuran beton dikombinasikan dengan semen khusus atau ditambah dengan bahan tambah kimia dan menggunakan jenis semen tipe I (PCC). Laju kenaikan beton sangat tergantung dari penggunaan bahan penyusunnya yang paling utama adalah penggunaan bahan semen karena semen cenderung secara langsung memperbaiki kinerja tekannya.

3. Kuat TekanRumus untuk menghitung kuat tekan beton adalah sebagai berikut :

A = 14

π D2 ............................................................................

..............(10)

f 'c = PA ...........................................................

...........(11)

24

Konversi ke umur 28 hari = σDaftar Konversi ...........................

...........................................................(12)

Dimana :f ' c = Kuat tekan (kg/cm2)P = Beban tekan (kg)A = Luas penampang (cm2)

Tabel 2. Daftar Konversi Kuat TekanUmur(hari)

RasioKuat Tekan

3 0,407 0,6514 0,8828 1,00

Sumber : PBI-1971

25