BAHAN BANGUNAN

BETON DAN SEMEN

Dibuat Untuk

Memenuhi Persyaratan Mata Kuliah Bahan Bangunan

Semester III Jurusan Teknik Sipil

Konsentrasi Transportasi

Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang

Disusun Oleh :

DESILIA

0609 3010 0006

3 SC

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

PALEMBANG

2011

I. Beton (Concrete)

1.1 Pengertian Beton

Beton adalah Batuan buatan yang terjadi sebagai hasil pengerasan suatu campuran tertentu dari semen, air dan agregat (batu pecah, kerikil, dan pasir)

Beton adalah sebuah bahan bangunan komposit yang terbuat dari kombinasi aggregat dan pengikat semen. Bentuk paling umum dari beton adalah beton semen Portland, yang terdiri dari agregat mineral (biasanya kerikil dan pasir), semen dan air.

Beton merupakan salah satu bahan konstruksi yang telah umum digunakan untuk bangunan gedung, jembatan, jalan, dan lain – lain. Beton merupakan satu kesatuan yang homogen. Beton ini didapatkan dengan cara mencampur agregat halus (pasir), agregat kasar (kerikil), atau jenis agregat lain dan air, dengan semen portland atau semen hidrolik yang lain, kadang – kadang dengan bahan tambahan (additif) yang bersifat kimiawi ataupun fisikal pada perbandingan tertentu, sampai menjadi satu kesatuan yang homogen. Campuran tersebut akan mengeras seperti batuan. Pengerasan terjadi karena peristiwa reaksi kimia antara semen dengan air.

Beton yang sudah mengeras dapat juga dikatakan sebagai batuan tiruan, dengan rongga – rongga antara butiran yang besar (agregat kasar atau batu pecah), dan diisi oleh batuan kecil (agregat halus atau pasir), dan pori– pori antara agregat halus diisi oleh semen dan air (pasta semen). Pasta semen juga berfungsi sebagai perekat atau pengikat dalam proses pengerasan, sehingga butiran–butiran agregat saling terekat dengan kuat sehingga terbentuklah suatu kesatuan yang padat dan tahan lama.

1.2 Sifat-sifat Beton

Beton harus memenuhi kekuatan yang direncanakan Campuran beton harus mempunyai suatu mibilitas tertentu

Campuran beton tidak boleh mengalami segregasi (pemisahan selama pengecoran)

Beton pada dasarnya merupakan campuran antara semen, kerikil, pasir, dan air dengan perbandingan campuran yang tertentu. Kadang-kadang beberapa bahan tambahan juga ikut digunakan dalam campuran beton ini untuk membuat beton yang memiliki sifat-sifat yang diinginkan, misalnya fly ash (abu terbang) atau material kimia lainnya. Air dan semen akan bereaksi menjadi pasta semen yang bertugas untuk mengikat kerikil dan pasir sehingga terbentuk struktur yang kaku dan memiliki kekuatan tertentu.

Beton didapat dari pencampuran bahan-bahan agregat halus dan kasar yaitu pasir, batu, batu pecah atau bahan semacam lainnya, dengan menambahkan secukupnya bahan perekat semen, dan air sebagai pembantu guna keperluan reaksi kimia selama proses dan perawatan beton berlangsung.

Nilai kuat tekan beton relatif tinggi dibanding kuat tariknya, dan beton merupakan bahan berifat getas. Nilai kuat tariknya hanya berkisar 9% - 15% saja dari kuat tekannya.

Pada penggunaan sebagai komponen struktur bangunan, umumnya beton diperkuat dengan batang tulangan baja sebagai bahan yang dapat bekerja sama dan mampu membantu kelemahannya, terutama pada bagian yang menahan tarik. Dengan demikian tersusun pembagian tugas, dimana tulangan baja bertugas memperkuat dan menahan gaya tarik, sedangkan beton hanya diperhitungkan menahan gaya tekan.

Perbandingan air, semen dan agregat harus tepat

campuran dalam beton 

Sumber : ecosmartconcrete.com

Mutu / kekuatan beton sangat dipengaruhi oleh :

Kualitas pasta semen, yaitu campuran antara semen dan air Kualitas agregat, yaitu kerikil dan pasir

Kekuatan lekatan antara pasta semen dengan agregat

Pasta Semen

Pasta semen adalah campuran antara semen dengan air. Campuran semen dengan air merupakan media pengikat. Kualitas pasta semen ditentukan oleh :

mutu semen -> kandungan unsur kimia di dalam semen

porositas -> tergantung dari jumlah air, proses perawatan beton basah (curing), dan bahan aditif

Agregat

Agregat digunakan dalam beton terdiri dari kerikil dan pasir. Agregat sebagai bahan pengisi (tidak mengadakan reaksi. Kualitas agregat ditentukan oleh :

kekerasan fisik

gradasi / distribusi ukuran

porositas

sifat alkali reaktif -> mudah bereaksi dengan alkali. Ini harus dihindari

Lekatan Pasta Semen dengan Agregat

Beton yang baik agregat harus terbungkus seluruhnya oleh pasta semen begitu pula rongga-rongganya). Kwalitas beton sangat tergantung pada kwalitas pastanya. maksudnya pasta tersebut harus mempunyai kekuatan keawetan dan tahan terhadap air.

Kekuatan lekatan antar pasta semen dengan agregat ditentukan oleh :

kebersihan agregat dari zat-zat organik bentuk agregat, apakah bersudut (batu pecah) atau bulat (batu alam)

kandungan kimia di dalam semen (khususnya CaO)

Beton Segar

Hal-hal penting yang berkaitan dengan sifat-sifat beton segar, yaitu:

1. Kemudahan pengerjaan (workability).

Sifat ini merupakan ukuran dari tingkat kemudahan adukan untuk diaduk, diangkut, dituang dan dipadatkan.

Unsur-unsur yang mempengaruhi sifat kemudahan pengerjaan beton segar:

a. Jumlah air yang dipakai dalam campuran adukan beton. Makin banyak air yang dipakai makin mudah beton segar dikerjakan.

b. Penambahan semen kedalam campuran karena pasti diikuti dengan bertambahnya air campuran untuk memperoleh nilai fas tetap.

c. Gradasi campuran pasir dan kerikil.

d. Pemakaian butir maksimum kerikil yang dipakai.

e. Pemakaian butir-butir batuan yang bulat.

f. Cara pemadatan adukan beton menentukan sifat pengerjaan yang berbeda.

2. Pemisahan kerikil.

Kecenderungan butir-butir kerikil untuk memisahkan diri dari campuran adukan beton disebut segregation.

Kecenderungan pemisahan kerikil ini diperbesar dengan:

a. Campuran yang kurus (kurang semen).

b.Terlalu banyak air.

c. Semakin besar butir kerikil.

d.Semakin kasar permukaan kerikil.

Pemisahan kerikil dari adukan beton berakibat kurang baik terhadap betonnya setelah mengeras. Untuk mengurangi kecenderungan pemisahan kerikil tersebut maka diusahakan hal-hal sebagai berikut:

1. Air yang diberikan sesedikit mungkin

2. Adukan beton jangan dijatuhkan dengan ketinggian terlalu besar.

3. Cara pengangkutan, penuangan maupun pemadatan harus mengikuti cara- cara yang betul.

3. Pemisahan air

Kecenderungan air campuran untuk naik ke atas (memisahkan diri) pada beton segar yang baru saja dipadatkan disebut bleeding.

Pemisahan air dapat dikurangi dengan cara-cara berikut:

a. Memberi lebih banyak semen.

b. Menggunakan air sesedikit mungkin.

c. Menggunakan pasir lebih banyak.

Beton Keras

Sifat mekanis beton keras diklasifikasikan:

1. Sifat jangka pendek atau sesaat, yang terdiri dari:

a. Kekuatan tekan

Kuat tekan beton dipengaruhi oleh:

1. Perbandingan air–semen dan tingkat pemadatannya.

2. Jenis semen dan kualitasnya (mempengaruhi kekuatan rata-rata dan kuat batas beton).

3. Jenis dan lekak-lekuk bidang permukaan agregat.

4. Umur (pada keadaan normal kekuatan bertambah sesuai dengan umurnya)

5. Suhu (kecepatan pengerasan beton bertambah dengan bertambahnya suhu).

6. Efisiensi dan perawatan.

b. Kekuatan tarik

Kekuatan tarik beton berkisar seper-delapan belas kuat desak beton pada waktu murnya masih muda dan berkisar seper-duapuluh sesudahnya.

Biasanya tidak diperhitungkan di dalam perencanaan bangunan beton.

Kuat tarik merupakan bagian penting di dalam menahan retak-retak akibat perubahan kadar air dan suhu.

c. Kekuatan geser

Di dalam praktek, geser dalam beton selalu diikuti oleh desak dan tarik oleh lenturan dan bahkan di dalam pengujian tidak mungkin menghilangkan elemen lentur.

2. Sifat jangka panjang, yang terdiri dari:

a. Rangkak

Rangkak adalah penambahan terhadap waktu akibat beton yang bekerja.

Faktor-faktor yang mempengaruhi rangkak adalah: kekuatan (rangkak dikurangi bila kenaikan kekuatan semakin besar), perbandingan campuran (bila fas dan volume pasta semen berkurang maka rangkak berkurang), semen, agregat (rangkak bertambah bila agregat makin halus), perawatan, umur (kecepatan rangkak berkurang sejalan dengan umur beton).

b. Susut

Susut adalah berkurangnya volume elemen beton jika terjadi kehilangan uap air karena penguapan.

Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya susut adalah: agregat (sebagai penahan susut pasta semen), faktor air semen (semakin besar fas semakin besar pula efek susut), ukuran elemen beton (kelajuan dan besarnya susut akan berkurang bila volume elemen betonnya semakin besar), kondisi lingkungan, banyaknya penulangan, bahan tambahan.

1.3 Jenis-Jenis Beton

a. Ferrosemen

Ferrosemen adalah suatu bahan gabungan yang diperoleh dengan cara memberikan suatu tulangan yang berupa anyaman kawat baja sebagai pemberi kekuatan tarik dan daktilitas pada mortar semen.

b. Beton Serat (Fibre Concrete)

Beton serat (Fibre Concrete) adalah bahan komposit yang terdiri dari beton biasa dan bahan lain yang berupa serat. Serat dalam beton ini berfungsi mencegah retak-retak sehingga menjadikan beton lebih daktail daripada beton biasa.

c. Beton Non Pasir (No-Fines Concrete)

Beton non pasir (No-Fines Concrete) adalah bentuk sederhana dari jenis beton ringan yang diperoleh dengan cara menghilangkan bagian halus agregat pada pembuatan beton. Tidak adanya agregat halus dalam campuran menghasilkan suatu sistem berupa keseragaman rongga yang terdistribusi di dalam massa beton, serta berkurangnya berat jenis beton.

d. Beton Siklop

Beton siklop adalah beton normal / beton biasa, yang menggunakan ukuran agregat yang relatif besar. Ukuran agregat kasar mencapai 20 cm, namun proporsi agregat yang lebih besar ini sebaiknya tidak lebih dari 20 persen agregat seluruhnya.

e. Beton Hampa

Beton hampa adalah beton yang setelah diaduk dan dituang serta dipadatkan sebagaimana beton biasa, air sisa reaksi disedot dengan cara khusus, disebut cara vakum (vacuum method). Air yang tertinggal hanya air yang dipakai untuk reaksi dengan semen sehingga beton yang diperoleh sangat kuat.

f. Beton Mortar

Beton Mortar adalah adukan yang terdiri dari pasir, bahan perekat, dan air. Mortar dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu : mortar lumpur, mortar kapur, dan mortar semen.

1.4 KOMPOSISI DAN PENCAMPURAN BETON

Pasta semen : 22% - 34% dari volume total beton Volume absolute semen : 7% - 14% dari air yang sebanyak 15 - 20%

Agregat : 66% - 78%

Adukan Beton direncanakan sedemikian rupa sehingga beton yang dihasilkan dapat dengan mudah dikerjakan dengan biaya yang serendah mungkin tentu saja.Beton harus mempunyai workabilitas yang tinggi, memiliki sifat kohesi yang tinggi saat dalam kondisi plastis (belum mengeras), sehingga beton yang dihasilkan cukup kuat dan tahan lama.

Adukan (campuran) beton harus mempertimbangkan lingkungan di mana beton tersebut akan berdiri, misalnya di lingkungan tepi laut, atau beban-beban yang berat, atau kondisi cuaca yang ekstrim.

PROPORSIONALReminder: Beton adalah campuran antara semen, agregat kasar dan halus, air, dan zat aditif.

Komposisi yang berbeda-beda di antara bahan baku beton mempengaruhi sifat beton yang dihasilkan pada akhirnya. Pembagian ini biasanya diukur dalam satuan berat. Pengukuran berdasarkan volume juga sebenarnya bisa, dan lebih banyak dilakukan pada konstruksi skala kecil, misalnya rumah tinggal.

SEMENJika kadar semen dinaikkan, maka kekuatan dan durabilitas beton juga akan

meningkat. Semen (bersama dengan air) akan membentuk pasta yang akan mengikat agregat mulai dari yang paling besar (kasar) sampai yang paling halus.

AIRSebaliknya, penambahan air justru akan mengurangi kekuatan beton. Air cukup digunakan untuk melarutkan semen. Air juga yang membuat adukan menjadi kohesif, dan mudah dikerjakan (workable).

RASIO AIR-SEMENBiasa disebut dengan w/c ratio alias water to cement ratio. Jika w/c ratio semakin besar, kekuatan dan daya tahan beton menjadi berkurang. Pada lingkungan tertentu, rasio air-semen ini dibatasi maksimal 0.40-0.50 tergantung sifat korosif atau kadar sulfat yang ada di lingkungan tersebut.

AGREGAT

Jika agregat halus terlalu banyak, maka adukannya akan terlihat “sticky“, encer, “lunak”, seperti tidak punya kekuatan. Dan setelah pemadatan, bagian atas adukan akan cenderung “kosong” alias tidak ada agregat.

Sebaliknya, jika agregat kasar terlalu banyak, adukannya akan terlihat kasar, berbatu, kelihatan getas (rapuh). Agregat ini akan muncul di permukaan setelah dipadatkan.

PENCAMPURANBeton harus dicampur dan diaduk dengan baik sehingga sement, air, agregat, dan zat tambahan bisa tersebar merata di dalam adukan.

Beton biasanya dicampur dengan menggunakan mesin. Ada yang dicampur di lapangan (site) ada juga yang sudah dicampur sebelum dibawa ke lapangan, atau istilahnya ready-mix.

Untuk beton ready-mix, takarannya sudah diukur di batch plant, kemudian dicampur dan dimasukkan ke dalam truk. Selama perjalanan drum beton tersebut terus diputar agar beton tidak mengalami setting di dalam drum. Kan aneh kalau misalnya kena macet trus betonnya sudah mengeras di dalam drum. Kadang, di dalam perjalanan, bisa jadi karena lama di jalan, cuaca panas, atau kelamaan diputar, temperatur di dalam drum meningkat sehingga air menguap. Kondisi ini kadang “diakali” dengan memasukkan bongkahan es balok yang besar ke dalam drum, sehingga kadar air bisa tetap dipertahankan. Hmm.. kalo ditambah sedotan, drum truk itu bisa kita beri label “Jus Beton Segar”.. :D

Sementara beton yang dicampur dilapangan biasanya menggunakan mesin yang dinamakan MOLEN (mirip-mirip nama sejenis gorengan pisang). Sewaktu mencampur di lapangan, agregat terlebih dahulu dimasukkan ke dalam tong (molen), kemudian diikuti oleh pasir dan terakhir semen. Semuanya dalam takaran tertentu sesuai dengan mutu beton yang diinginkan.

Ada kata pepatah: Jangan menggunakan sekop untuk menakar adukan beton untuk molen! (Padahal ini yang sering dilakukan) :DUkuran takaran biasanya dinyatakan dalam satuan berat, sementara sekop tidak bisa mengukur berat. Jangan sampai rasio adukan 1:2:3 diartikan sebagai 1 sekop semen, 2 sekop pasir dan 3 sekop kerikil (agregat). Tentu saja hasil (mutu) yang diperoleh akan berbeda. Kecuali kalau ada sekop canggih yang bisa sekaligus mengukur berat muatannya. :) (hmm..)

Ketika semua bahan (kecuali air) sudah masuk, moleh diputar sehingga semua bahan tercampur. Katanya sih, kalau sudah tidak ada pasir yang terlihat secara kasat mata, berarti adukannya itu sudah merata. Saat itulah dilakukan penambahan air sedikit demi sedikit.

Molen punya kapasitas (volume). Mencampur terlalu penuh juga tidak efektif karena proses pencampurannya akan memakan waktu yang lebih lama. Sebaiknya molen diisi secukupnya dulu, kemudian jika sudah jadi, seluruh isi molen dituang ke wadah sementara sebelum diangkut atau dicor ke bekisting. Sewaktu adukan beton diangkut (dicor), molen bisa bekerja lagi untuk membuat adukan berikutnya. Begitu adukan pertama sudah dituang semua, molen pun sudah selesai membuat adukan kedua, jadi tidak ada delay ketika molen bekerja.

Nah, untuk skala yang sangat kecil, beton boleh dicampur dengan menggunakan sekop. Harus dilakukan di tempat yang datar dan bersih (maksudnya bebas dari ranting, daun, sampah, dan material pengganggu lainnya). Kerikil, pasir, dan semen diaduk/dicampur dulu, kemudian dibuat seperti gundukan, dan di puncaknya digali dibuat seperti danau untuk menampung air. Jika adukan dicampur di wadah yang sisi-sisinya tertutup sehingga air bisa dibendung, nggak usah repot-repot bikin gundukan, langsung saja tuang air ke wadah tersebut. :)

Sebagai penutup, kami akan berikan tabel komposisi berat semen, pasir, dan kerikil, serta volume air yang dibutuhkan untuk membuat 1 m3 beton dengan mutu tertentu.

Mutu BetonSemen (kg)

Pasir (kg)

Kerikil (kg)

Air (liter) w/c ratio

7.4 MPa (K 100) 247 869 999 215 0.879.8 MPa (K 125) 276 828 1012 215 0.7812.2 MPa (K 150)

299 799 1017 215 0.72

14.5 MPa (K 175)

326 760 1029 215 0.66

16.9 MPa (K 200)

352 731 1031 215 0.61

19.3 MPa (K 225)

371 698 1047 215 0.58

21.7 MPa (K 250)

384 692 1039 215 0.56

24.0 MPa (K 275)

406 684 1026 215 0.53

26.4 MPa (K 300)

413 681 1021 215 0.52

28.8 MPa (K 325)

439 670 1006 215 0.49

31.2 MPa (K 448 667 1000 215 0.48

350)

1.5 Kelebihan dan Kekurangan Beton

1.5.1 Kelebihan Beton

Kelebihan beton dibanding dengan bahan bangunan lain adalah:

1. Harga relatif murah karena menggunakan bahan-bahan dasar dari bahan lokal

2. Beton termasuk bahan aus dan tahan terhadap kebakaran, sehingga biaya perawatan termasuk rendah

3. Beton termasuk bahan yang berkekuatan tekan tinggi, serta mempunyai sifat tahan terhadap pengkaratan/pembusukan oleh kondisi alam.

4. Ukuran lebih kecil jika dibanding dengan pasangan batu

5. Beton segar dapat dengan mudah diangkut maupun dicetak dalam bentuk apapun dan ukuran seberapapun tergantung keinginan.

1.5.2 Kekurangan beton

Kekurangan beton dibanding dengan bahan bangunan lain adalah:

1. Beton mempunyai kuat tarik yang rendah sehingga mudah retak, oleh karena itu diperlukan baja tulangan untuk menahannya.

2. Beton segar mengerut saat pengeringan dan beton keras mengembang jika basah sehingga dilatasi (construction joint) perlu diadakan pada beton yang berdimensi besar untuk memberi tempat bagi susut pengerasan dan pengembangan beton.

3. Beton dapat mengembang dan menyusut bila terjadi perubahan suhu, sehingga perlu dibuat dilatasi untuk mencegah terjadinya retak-retak akibat perubahan suhu.

4. Beton sulit untuk kedap air secara sempurna, sehingga selalu dapat dimasuki air, dan air yang membawa garam dapat merusak beton.

5. Beton bersifat getas sehingga harus dihitung dan didetail secara seksama agar setelah dikombinasikan dengan baja tulangan menjadi bersifat daktail.

1.6 Faktor-faktor yang mempengaruhi kuat tekan beton

Faktor-faktor yang mempengaruhi kuat tekan beton adalah :

a. Pengaruh cuaca berupa pengembangan dan penyusutan yang diakibatkan oleh pergantian panas dan dingin.

b. Daya perusak kimiawi, seperti air laut (garam), asam sulfat, alkali, limbah, dan lain-lain.

c. Daya tahan terhadap aus (abrasi) yang disebabkan ole gesekan orang berjalan kaki, lalu lintas, gerakan ombak, dan lain-lain.

1.7 Zat-zat yang dapat mengurangi kekuatan tekan beton.

Bahan-bahan yang keberadaannya mungkin memberikan pengaruh yang merugikan terhadap kekuatan, kemudahan pekerjaan, dan kenampaan jangka panjang disebut zat pengganggu. Bahan-bahan ini dianggap tidak diperlukan sebagai bahan tambah karena lemah, lunak, atau sifat fisik dan sifat kimiawi yang merusak sifat-sifat beton.

Ditinjau dari aksinya, zat-zat yang berpengaruh buruk tersebut pada beton dibedakan menjadi 3 macam yaitu :

1. Zat yang mengganggu proses hidrasi semen

2. Zat yang melapisi agregat sehingga mengganggu terbentuknya lekatan yang baik antara agregat dan pasta semen.

3. Butiran-butiran yang kurang tahan cuaca, yang bersifat lemah dan menimbulkan reaksi kimia antara agregat dan pastanya.

Zat-zat pengganggu ini dapat berupa kendungan organik, lempung, atau bahan-bahan halus lainnya, misalnya silt atau debu pecahan batu, garam, shale lempung, kayu, arang, pyrites, (tanah tambang yang mengandung belerang), dan lain-lain.

Berikut ini berbagai macam zat yang dapat mengurangi kuat tekan beton dan kadar konsentrasinya dalam campuran seperti yang tercantum dalam tabel berikut ini

Tabel 1.1 Zat-zat yang dapat mengurangi kekutan beton

Sumber : bahan kuliah tekton

1.8 Evaluasi Pekerjaan Beton

Kekuatan beton yang diproduksi dilapangan mempunyai kecenderungan untuk bervariasi dari adukan ke adukan. Besarnya variasi itu tergantung pada berbagai faktor antara lain :

a. Variasi mutu bahan dari satu adukan ke adukan berikutnya.

b. Variasi cara pengadukan

c. Stabilitas pekerja

Kandungan unsur kimiawi Konsentrasi maksimum ppmClorida, Cl :

- beton pratekan

- beton bertulangan

Sulfat, SO4

Alkali, Na2O + 0,658 K2O)

Total solids

500 ppm

1000 ppm

1000 ppm

600 ppm

50000 ppm

Pengawasan terhadap mutu beton yang dibuat di lapangan dilakukan dengan cara membuat diagram hasil uji kuat tekan beton dari benda-benda uji yang diambil selama pelaksanaan. Dalam buku “Perencanaan Campuran dan Pengendalian Mutu Beton” (1994) tercantum bahwa beton yang dibuat dinyatakan memenuhi syarat (mutunya tercapai) jika kedua persyaratan berikut terpenuhi :

a. Nilai rata-rata dari semua pasangan hasil uji (yang masing-masing pasangan terdiri dari empat hasil uji kuat tekan) tidak kurang dari (fc’ + 0,82 Sc)

b. Tidak satupun dari hasil uji tekan (rata-rata dari dua silinder) kurang dari 0,85 fc’.

Jika salah satu dari dua persyaratan tersebut diatas tidak terpenuhi, maka untuk adukan berikutnya harus diambil langkah-langkah untuk meningkatkan kuat tekan rata-rata betonnya.

Khusus jika persyaratan kedua yang tidak terpenuhi maka selain memperbaiki adukan beton berikutnya harus pula diambil langkah-langkah untuk memastikakn bahwa daya dukung struktur beton yang sudah dibuat masih tidak membahayakan terhadap beban yang akan ditahan.

Langkah-langkah itu antara lain :

a. Analisis ulang struktur berdasarkan kuat tekan beton sesungguhnya (actual)

b. Uji yang merusak (non-destructive test), misalnya dengan Schmidt Rebound Hammer (hamer test), Pull-out test, Ultrasonic Pulse Velocity Test, atau Semi destructive test, yaitu uji bor inti, dan sebagainya.

1.9 Klasifikasi Berdasarkan volume beton dibedakan atas:

1. Beton biasa (Ordinary concrete) : 1,80 g/cm3

2. Beton ringan (Light weight concrete) : 0,6 - 1,8 g/cm3

3. Beton penyekat panas (Heat insulation concrete) : 0,6 g/cm3

Berdasarkan pemakaian dibedakan atas:

1. Beton biasa = Beton bertulang (Reiforced concrete) untuk konstruksi-konstruksi yang memikul beban

2. Beton bangunan air : Dalam pembuatan pintu air, terusan dsb

3. Beton khusus : Beton asam, tahan panas dsb

1.10 Elemen Pembuatan Beton Semen

Semen yang dipakai adalah semen portland Air

Air tersebut harus bebas dari bahan-bahan yang merugikan beton, misalnya: Asam sulfat, lemak, minyak tumbuhan gula dsb

Pasir

Pasir adalah bahan yang gembur yang terdiri dari partikel-partikel sebesar 0,14 - 5mm sebagai hasil desintregasi batuan alam atau dengan menggiling batuan alam

Kerikil

Kerikil adalah beton yang lepas sebagai hasil desintegrasi alamiah batuan

- Menurut asal dibedakan atas:

1. Kerikil galian : Mengandung zat yang tercampur seperti lempung debu, zat-zat organis, dsb

2. Kerikil sungai : Bebas dari zat, bentuk bundar-bundar

Batu Pecah

Batu pecah adalah agregat yang diperoleh dari batuan yang digiling menjadi pecahan yang berukuran 3 - 70mm

1.11 Kekuatan Beton

Beton sangat tahan terhadap tekanan dibanding terhadap gaya-gaya lainnya. kuat tekan merupakan ciri yang terpenting dari kuat tidaknya beton

Kuat tekan beton tergantung

1. Aktivitas semen

2. Perbandingan air dan semen

3. Kwalitas agregat

4. Kondisi pengerasan

1.12 Klasifikasi Adukan Adukan rigid (Kenyal) : dipakai dalam pembuatan beton bertulang Adukan yang tidak begitu plastis : dipakai untuk bangunan teknik air,

jalan dsb

Adukan beton plastis : Massa merupakan pasta

2. Semen

SEMEN dalam perkembangan peradaban manusia khususnya dalam hal bangunan, tentu kerap mendengar cerita tentang kemampuan nenek moyang merekatkan batu-batu raksasa hanya dengan mengandalkan zat putih telur, ketan atau lainnya. Alhasil, berdirilah bangunan fenomenal, seperti Candi Borobudur atau Candi Prambanan di Indonesia ataupun jembatan di Cina yang menurut legenda menggunakan ketan sebagai perekat. Ataupun menggunakan aspal alam sebagaimana peradaban di Mahenjo Daro dan Harappa di India ataupun bangunan kuno yang dijumpai di Pulau Buton

Benar atau tidak, cerita, legenda tadi menunjukkan dikenalnya fungsi semen sejak zaman dahulu. Sebelum mencapai bentuk seperti sekarang, perekat dan penguat bangunan ini awalnya merupakan hasil percampuran batu kapur dan abu vulkanis. Pertama kali ditemukan di zaman Kerajaan Romawi, tepatnya di Pozzuoli, dekat teluk Napoli, Italia. Bubuk itu lantas dinamai pozzuolana.

Sedangkan kata semen sendiri berasal dari caementum (bahasa Latin), yang artinya kira-kira "memotong menjadi bagian-bagian kecil tak beraturan". Meski sempat populer di zamannya, nenek moyang semen made in Napoli ini tak berumur panjang. Menyusul runtuhnya Kerajaan Romawi, sekitar abad pertengahan (tahun 1100 - 1500 M) resep ramuan pozzuolana sempat menghilang dari peredaran.

Pabrik semen di Australia.

Baru pada abad ke-18 (ada juga sumber yang menyebut sekitar tahun 1700-an M), John Smeaton - insinyur asal Inggris - menemukan kembali ramuan kuno berkhasiat luar biasa ini. Dia membuat adonan dengan memanfaatkan campuran batu kapur dan tanah liat saat membangun menara suar Eddystone di lepas pantai Cornwall, Inggris.

Ironisnya, bukan Smeaton yang akhirnya mematenkan proses pembuatan cikal bakal semen ini. Adalah Joseph Aspdin, juga insinyur berkebangsaan Inggris, pada 1824 mengurus hak paten ramuan yang kemudian dia sebut semen portland. Dinamai begitu karena warna hasil akhir olahannya mirip tanah liat Pulau Portland, Inggris. Hasil rekayasa Aspdin inilah yang sekarang banyak dipajang di toko-toko bangunan.

Sebenarnya, adonan Aspdin tak beda jauh dengan Smeaton. Dia tetap mengandalkan dua bahan utama, batu kapur (kaya akan kalsium karbonat) dan tanah lempung yang banyak mengandung silika (sejenis mineral berbentuk pasir), aluminium oksida (alumina) serta oksida besi. Bahan-bahan itu kemudian dihaluskan dan dipanaskan pada suhu tinggi sampai terbentuk campuran baru.

Selama proses pemanasan, terbentuklah campuran padat yang mengandung zat besi. Nah, agar tak mengeras seperti batu, ramuan diberi bubuk gips dan dihaluskan hingga berbentuk partikel-partikel kecil mirip bedak.

Pengaduk semen sederhana.

Lazimnya, untuk mencapai kekuatan tertentu, semen portland berkolaborasi dengan bahan lain. Jika bertemu air (minus bahan-bahan lain), misalnya, memunculkan reaksi kimia yang sanggup mengubah ramuan jadi sekeras batu. Jika ditambah pasir, terciptalah perekat tembok nan kokoh. Namun untuk membuat pondasi bangunan, campuran tadi biasanya masih ditambah dengan bongkahan batu atau kerikil, biasa disebut concrete atau beton.

Beton bisa disebut sebagai mahakarya semen yang tiada duanya di dunia. Nama asingnya, concrete - dicomot dari gabungan prefiks bahasa Latin com, yang artinya bersama-sama, dan crescere (tumbuh). Maksudnya kira-kira, kekuatan yang tumbuh karena adanya campuran zat tertentu. Dewasa ini, nyaris tak ada gedung pencakar langit berdiri tanpa bantuan beton.

Meski bahan bakunya sama, "dosis" semen sebenarnya bisa disesuaikan dengan beragam kebutuhan. Misalnya, jika kadar aluminanya diperbanyak, kolaborasi dengan bahan bangunan lainnya bisa menghasilkan bahan tahan api. Ini karena sifat alumina yang tahan terhadap suhu tinggi. Ada juga semen yang cocok buat mengecor karena campurannya bisa mengisi pori-pori bagian yang hendak diperkuat.

2.1 Pengertian Semen

            Semen (cement) adalah hasil industri dari paduan bahan baku : batu kapur/gamping sebagai bahan utama dan lempung / tanah liat atau bahan pengganti lainnya dengan hasil akhir berupa padatan berbentuk bubuk/bulk, tanpa memandang proses pembuatannya, yang mengeras atau membatu pada pencampuran dengan air. Semen adalah suatu jenis bahan yang memiliki sifat adhesif dan kohesif yang memungkinkan melekatnya fragmen-fragmen mineral menjadi satu massa yang padat. Meskipun definisi ini dapat diterapkan untuk banyak jenis bahan, semen yang dimaksudkan untuk konstruksi beton adalah bahan jadi dan mengeras dengan adanya air yang dinamakan semen hidraulis. Hidraulis berarti semen bereaksi dengan air dan membentuk suatu bahan massa. Batu kapur/gamping adalah bahan alam yang mengandung senyawa Calcium Oksida (CaO), sedangkan lempung/tanah liat adalah bahan alam  yang mengandung senyawa : Silika Oksida (SiO2), Alumunium Oksida (Al2O3), Besi Oksida (Fe2O3 ) dan Magnesium Oksida (MgO). Untuk menghasilkan semen, bahan baku tersebut dibakar sampai meleleh, sebagian untuk membentuk clinkernya, yang kemudian dihancurkan dan ditambah dengan gips (gypsum) dalam jumlah yang sesuai. Hasil akhir dari proses produksi dikemas dalam kantong/zak dengan berat rata-rata 40 kg atau 50 kg.

2.2 Jenis-Jenis Semen

Jenis-jenis semen menurut BPS adalah :

-         semen abu atau semen portland adalah bubuk/bulk berwarna abu kebiru-biruan, dibentuk dari bahan utama batu kapur/gamping berkadar kalsium tinggi yang diolah dalam tanur yang bersuhu dan bertekanan tinggi. Semen ini biasa digunakan sebagai perekat untuk memplester. Semen ini berdasarkan prosentase kandungan penyusunannya terdiri dari 5 (lima) tipe, yaitu tipe I sd. V.

-         semen putih (gray cement) adalah semen yang lebih murni dari semen abu dan digunakan untuk pekerjaan penyelesaian (finishing), seperti sebagai filler atau pengisi. Semen jenis ini dibuat dari bahan utama kalsit (calcite) limestone murni.

-         oil well cement atau semen sumur minyak adalah semen khusus yang digunakan dalam proses pengeboran minyak bumi atau gas alam, baik di darat maupun di lepas pantai.

-         mixed & fly ash cement adalah campuran semen abu dengan Pozzolan buatan (fly ash). Pozzolan buatan (fly ash) merupakan hasil sampingan dari pembakaran batubara yang mengandung amorphous silika, aluminium oksida, besi oksida dan oksida lainnya dalam berbagai variasi jumlah. Semen ini digunakan sebagai campuran untuk membuat beton, sehingga menjadi lebih keras.

            Semakin baik mutu semen maka semakin lama mengeras atau membatunya jika dicampur dengan air, dengan angka-angka hidrolitas yang dapat dihitung dengan rumus :

            (% SiO2 + % Al2O3 + Fe2O3) : (%CaO + %MgO)

Angka hidrolitas ini berkisar antara <1/1,5 (lemah) hingga >1/2 (keras sekali). Namun demikian dalam industri semen angka hidrolitas ini harus dijaga secara teliti untuk mendapatkan mutu yang baik dan tetap, yaitu antara 1/1,9 dan 1/2,15.

- Semen Portland Jenis I adalah semen hidrolis yang dibuat dengan menggiling klinker semen dan gypsum. Semen Portland Jenis I memenuhi persyaratan SNI No. 15-2049-2004 Jenis I dan ASTM C150-2004 tipe l. Semen jenis ini digunakan untuk bangunan umum dengan kekuatan tekanan yang tinggi (tidak memerlukan persyaratan khusus), seperti:

• Bangunan bertingkat tinggi• Perumahan• Jembatan dan jalan raya• Landasan bandar udara• Beton pratekan• Bendungan saluran irigasi• Elemen bangunan seperti genteng, hollow, brick/batako, paving block, buis beton, roster, dan lain-lain.

- Semen Portland Pozzolan (PPC)

Semen Portland Pozzolan adalah semen hidrolis yang terdiri dari campuran homogen antara semen Portland dan Pozzolan halus, yang diproduksi dengan menggiling klinker semen Portland dan Pozzolan bersama-sama atau mencampur secara rata bubuk semen Portland dan Pozzolan atau gabungan antara menggiling dan mencampur, dimana kadar pozzolan 15 s.d 40% massa Semen Portland Pozzolan. Semen Portland Pozzolan memenuhi persyaratan SNI 15-0302-2004 type IP-U. Kegunaan: • Bangunan bertingkat (2-3 lantai)• Konstruksi beton umum• Konstruksi beton massa seperti pondasi plat penuh dan bendungan/dam• Konstruksi bangunan di daerah pantai, tanah berair (rawa) • Bangunan di lingkungan garam sulfat yang agresif • Konstruksi bangunan yang memerlukan kekedapan tinggi seperti bangunan sanitasi, bangunan perairan, dan penampungan air.

- Semen Portland Komposit (PCC)

Semen Portland Komposit adalah bahan pengikat hidrolis hasil penggilingan bersama-sama terak Semen Portland dan gipsum dengan satu atau lebih bahan anorganik, atau hasil pencampuran bubuk Semen Portland dengan bubuk bahan anorganik lain. Semen Portland Komposit memenuhi persyaratan SNI 15-7064-2004. Kegunaan semen jenis ini adalah: • Konstruksi beton umum• Pasangan batu dan batu bata• Plesteran dan acian• Selokan• Jalan• Pagar dinding• Pembuatan elemen bangunan khusus seperti beton pracetak, beton pratekan, panel beton, bata beton (paving block) dan sebagainya.

- PORTLAND CEMENT TIPE II

Semen Portland Tipe II adalah semen yang mempunyai ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang. Misalnya untuk bangunan di pinggir laut, tanah rawa, dermaga, saluran irigasi, beton massa dan bendungan.

- ORDINARY PORTLAND CEMENT TIPE III

Semen jenis ini merupakan semen yang dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan bangunan yang memerlukan kekuatan tekan awal yang tinggi setelah proses pengecoran dilakukan dan memerlukan penyelesaian secepat mungkin. Misalnya digunakan untuk pembuatan jalan raya, bangunan tingkat tinggi dan bandar udara

- ORDINARY PORTLAND CEMENT TIPE V

Semen Portland Tipe V dipakai untuk konstruksi bangunan-bangunan pada tanah/air yang mengandung sulfat tinggi dan sangat cocok digunakan untuk bangunan di lingkungan air laut. Dikemas dalam bentuk curah.

- SUPER MASONARY CEMENT (SMC)

Adalah semen yang dapat digunakan untuk konstruksi perumahan dan irigasi yang struktur betonnya maksimal K225. Dapat juga digunakan untuk bahan baku pembuatan genteng beton hollow brick, paving block, dan tegel.

- OIL WELL CEMENT, CLASS G-HSR (HIGH SULFATE RESISTANCE)

Merupakan semen khusus yang digunakan untuk pembuatan sumur minyak bumi dan gas alam dengan kontruksi sumur minyak di bawah permukaan laut dan bumi. OWC yang telah diproduksi adalah Class G, High Sulfat Resistance (HSR) disebut juga sebagai (Basic OWC". Aditif dapat ditambahkan untuk pemakaian pada berbagai kedalaman dan temperatur tertentu.

- SPECIAL BLENDED CEMENT(SBC)

Adalah semen khusus yang diciptakan untuk pembangunan mega proyek jembatan Surabaya MAdura (Suramadu) dan cocok digunakan untuk bangunan di lingkungan air laut. Dikemas dalam bentuk curah.

2.3 Pembuatan Semen

Proses pembuatan semen dapat dibedakan menurut :

       Proses basah : semua bahan baku yang ada dicampur dengan air, dihancurkan dan diuapkan kemudian dibakar dengan menggunakan bahan bakar minyak, bakar (bunker crude oil). Proses ini jarang digunakan karena masalah keterbatasan energi BBM.

       Proses kering : menggunakan teknik penggilingan dan blending kemudian dibakar dengan bahan bakar batubara. Proses ini meliputi lima tahap pengelolaan yaitu :

-   proses pengeringan dan penggilingan bahan baku di rotary dryer dan roller meal.

-   proses pencampuran (homogenizing raw meal) untuk mendapatkan campuran yang homogen.

-   proses pembakaran raw meal untuk menghasilkan terak (clinker : bahan setengah jadi yang dibutuhkan untuk pembuatan semen).

-   proses pendinginan terak.

-   proses penggilingan akhir di mana clinker dan gypsum digiling dengan cement mill.

Dari proses pembuatan semen di atas akan terjadi penguapan karena pembakaran dengan suhu mencapai 900 derajat Celcius sehingga menghasilkan : residu (sisa) yang tak larut, sulfur trioksida, silika yang larut, besi dan alumunium oksida, oksida besi, kalsium, magnesium, alkali, fosfor, dan kapur bebas.

2.4 Dampak Lingkungan dan Sosial

Berdasarkan bahan baku dan bahan bakar yang digunakannya serta proses produksi yang dilaluinya, maka semen mempunyai dampak penting untuk komponen-komponen lingkungan seperti diuraikan di bawah ini :

a)      LAHAN; dampak yang bersifat merugikan adalah :

    Penurunan kualitas dari segi kesuburan tanah akibat penambangan tanah liat.

    Perubahan dari segi tata guna tanah akibat kegiatan penebangan dan penyerapan lahan serta pembangunan fasilitas lainnya. Perubahan ini

dari segi waktu akan meluas ke arah menurunnya kapasitas penampungan air yang pada akhirnya akan berpengaruh juga terhadap kuantitas air sungai. Sedangkan dari segi ruang akan mempengaruhi keseimbangan atau keselarasan lingkungan setempat.

b)      AIR; dampak yang bersifat merugikan adalah :

    Kualitas air bertambah buruk akibat limbah cair dari pabrik dalam bentuk minyak dan sisa air dari kegiatan penambangan, yang menimbulkan lahan kritis yang mudah terkena erosi, yang akan mengakibatkan pendangkalan dasar sungai, yang pada akhirnya akan menimbulkan masalah banjir pada musim hujan.

    Kuantitas air atau debit air menjadi berkurang karena hilangnya vegetasi pada suatu lahan akan mengakibatkan penyerapan air hujan oleh tanah di tempat itu menjadi berkurang, sehingga persediaan air tanah menjadi menipis, akibatnya persediaan ait tanah menjadi makin sedikit. Akibat lanjutan adalah sungai menjadi kering pada musim kemarau dan sebaliknya sungai akan banjir (debit air menjadi sangat tinggi) karena tanah tidak  mampu lagi menyerap air yang mengalir terlalu cepat.

3. UDARA; dampak yang bersifat merugikan adalah :

a)    Debu yang dihasilkan oleh kegiatan pabrik terdiri dari :

    Debu yang dihasilkan pada waktu pengadaan bahan baku dan selama proses    pembakaran,

    Debu yang dihasilkan selama pengangkutan bahan baku ke pabrik dan bahan jadi ke luar pabrik, termasuk pengantongannya.

b)   Debu yang secara visual terlihat di kawasan pabrik dalam bentuk kabut dan kepulan debu tersebut, dapat menimbulkan pencemaran udara yang sangat mengganggu, antara lain dapat mengakibatkan naiknya temperatur udara di sekitar pabrik, bahkan dapat menimbulkan penyakit.

c)    Gas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar minyak bumi dan batu bara, berupa gas CO, CO2 dan SO2 yang mengandung hidrokarbon dan belerang.

d)   Kebisingan yang terdiri dari tiga jenis sumber bunyi :

    Mesin-mesin yang digunakan dalam pabrik,

    Alat-alat besar seperti traktor yang dipakai pada waktu pengambilan bahan baku,

    Dentuman dinamit yang digunakan pada waktu pengambilan kapur.

e)    Berkurangnya keanekaragaman flora, berubahnya pola vegetasi dan jenis endemik, berubahnya pembentukkan klorofil dan proses fotosintesa.

f)     Berkurangnya keanekaragaman fauna (burung, hewan tanah dan hewan langka). Berubahnya habitat air dan habitat tanah tempat hidup hewan-hewan tersebut.

            Sedangkan dampak negatif yang diakibatkan semen terhadap lingkungan sosial atau kehidupan masyarakat adalah sebagai berikut :

     Status gizi kadar hemoglobin darah dimana semakin rendah status gizi seseorang, semakin rendah kadar hemoglobin darahnya.

     Dampak lingkungan terhadap pola penyakit, khususnya penyakit saluran pernafasan, seperti bronchitis, pharingtis dan tbc paru serta silicosis (pneumocosis), penyakit saluran pencernaan dan gangguan pada kulit.

     Morbidity rate (angka kesakitan) dari penyakit-penyakit tertentu untuk dapat menggambarkan besarnya dari dampak penyakit-penyakit tersebut di atas terhadap kesehatan. Beberapa penyakit yang diperkirakan    akan meningkat intensitasnya antara lain penyakit yang saluran nafas, penyakit yang berhubungan dengan gangguan kejiwaan (psycho-social) dan penyakit lainnya yang berhubungan dengan kondisi lingkungan yang kurang sehat.

     Penyakit gangguan kejiwaan (psiko-sosial) adalah penyakit yang bukan disebabkan oleh adanya sebab-sebab fisik, tetapi penyakit yang disebabkan oleh gangguan kejiwaan yang sulit diterangkan secara fisis maupun biologis, misalnya sakit kepala yang tidak jelas penyebabnya, nyeri ulu hati, gelisah, sulit tidur, berdebar-debar (yang dalam istilah kedokteran dinamakan gastritis, cephagia, neurosis anxiety).

     Penyakit akibat kecelakaan kerja.

     Penyakit-penyakit lain yang disebabkan oleh rendahnya mutu lingkungan, seperti penyakit perut (diarhea), demam berdarah, malaria kulit dan sebagainya.

Seperti telah dikemukakan di atas, ternyata semen memang menimbulkan dampak yang kurang menguntungkan bagi linkungan. Sayang sekali tidak ada informasi tentang berapa besarnya (magnitude) dampak-

dampak negatif ini (khususnya dalam kasus Indonesia), Padahal hal ini sangat penting untuk menjadi alasan bahwa semen memang harus dikenai cukai, karena dampak-dampak negatif tersebut seringkali “berada di atas nilai ambang batas yang wajar.”

2.5 Susunan Kimia Semen

Bahan dasar penyusun semen terdiri dari bahan-bahan yang terutama mengandung kapur, silika dan oksida besi, maka bahan-bahan itu menjadi unsur-unsur pokok semennya.

Tabel 1.1 Susunan Unsur semen biasa

Oksida Persen (%)Kapur (CaO)

Silika (SiO2)

Alumina (Al2O3)

Besi (Fe2O3)

Magnesia (MgO)

Sulfur (SO3)

Potash (Na2O + K2O)

60 – 65

17 – 25

3 – 8

0,5 – 6

0,5 – 4

1 – 2

0,5 – 1

Komposisi kimia semen portland pada umumnya terdiri dari CaO, SiO2, Al2O3

dan Fe2O3, yang merupakan oksida dominan. Sedangkan oksida lain yang jumlahnya hanya beberapa persen dari berat semen adalah MgO, SO3, Na2O dan K2O. Keempat oksida utam tersebut diatas didalam semen berupa senyawa C3S, C2S, C3A dan C4AF, dengan mempunyai perbandingan tertentu pada setiap produk semen, tergantung pada komposisi bahan bakunya.

Tabel 1.2 Senyawa utama semen portland

Nama senyawaRumus empiris

Rumus oksidaNotasi pende

k

Rata-rata (%)

Tricalsium silikat

Dicalsium silikat

Ca3SiO5

Ca2SiO4

3CaO.SiO2

2CaO.SiO2

C3S

C2S

50

25

Tricalsium aluminat

Tetracalcium

aluminoferrit

Calsium sulfat dihidrat

Ca3Al2O6

Ca2AlFeO3

3CaO.Al2O3

4CaO.Al2O3Fe2O3

CaSO4.2H2O

C3A

C4AF

CSH2

12

8

3,5

Sumber : Teknologi Beton; Kardiyono Tjokrodimulyoo. 1994

2.5.1 Hidrasi semen

Bila semen bersentuhan dengan air, maka proses hidrasi berlangsung dalam arah keluar dan arah ke dalam, maksudnya hasil hidrasi mengendap di bagian luar dan inti semen yang belum terhidrasi dibagian dalam secara bertahap akan terhidrasi, sehingga volume mengecil.

Mekanisme hidrasi silicate (C3S dan C2S)

2(3CaO.SiO2) + 6 H2O 3CaO.SiO2.3 H2O + 3Ca(OH)2

2(2CaO.SiO2) + 4 H2O 3CaO.SiO2.3 H2O + Ca(OH)2

Mekanisme hidrasi Aluminat (C3A)

Adanya gipsum di dalam semen menyebabkan reaksi calsium aluminat menghasilkan calsium sulfo aluminat hidrat.

3CaO.Al2O3 + CaSO4.2H2O + 10 H2O 3CaO.Al2O3.CaSO4 + 12 H2O

(gypsum)

3CaO.Al2O3 + Ca(OH)2 + 12 H2O 3CaO.Al2O3.Ca(OH)2.12 H2O

Mekanisme hidrasi tetracalsium aluminoferrit (C4AF)

4CaO.Al2O3.Fe2O3 + 2Ca(OH)2 + 10H2O 64CaO.Al2O3.Fe2O3.12 H2O

(tetracalsium aluminoferrat)

2.5.2 Kekuatan semen dan f.a.s

Semen bila terkena air akan berubah menjadi keras seperti batu. Oleh karena itu sangat perlu diperhatikan perbandingan antara air dan semen atau faktor air semennya, karena faktor f.a.s ini akan berpengaruh terhadap kekuatan beton. Bila kurang semen dan terlalu banyak air akan menyebabkan segregration dan bleeding, selain itu perbandingan yang tepat antara semen dan air akan berpengaruh dalam kemudahan pekerjaan.

2.5.3 Sifat fisik semen

Sifat fisik dari semen adalah bahan berbutir halus yang lolos ayakan 2 µm dan mempunyai berat jenis antara 3 sampai 3,15 gr/cm3.

2.5.4 Sifat kimia semen

Semen mengandung C3S dan C2S sebesar 70% sampai dengan 80%. Unsur- unsur ini merupakan unsur paling dominan dalam memberikan sifat semen. C3S segera mulai berhidrasi bila semen terkena air secara eksotermis. Berpengaruh besar terhadap pengerasan semen terutama sebelum mencapai umur 14 hari. Membutuhkan air 24 % dari beratnya. C2S bereaksi dengan air lebih lambat dan hanya berpengaruh terhadap pengerasan semen setelah 7 hari dan memberikan kekuatan akhir. Unsur ini membuat semen tahan terhadap serangan kimia dan mengurangi penyusutan karena pengeringan. Membutuhkan air 21% dari beratnya. C3A berhidrasi secara eksotermis, bereaksi secara cepat dan memberikan kekuatan sesudah 24 jam. Membutuhkan air 40% dari beratnya. Semen yang mengandung unsur ini lebih dari 10% kurang tahan terhadap serangan sulfat. C4AF kurang begitu besar pengaruhnya terhadap pengerasan beton.

2.6 Jenis-Jenis Semen

Dalam pedoman beto 1989 disyaratkan bahwa semen portland untuk pembuatan beton harus merupakan jenis-jenis yang memenuhi syarat-syarat SII 0013-81”Mutu dan uji semen” yang klasifikasinya tertera pada tabel dibawah ini.

Tabel 1.4 Jenis-jenis Semen Portland

Jenis Semen Karateristik UmumJenis I Semen portland yang digunakan untuk tujuan

umum.Jenis II Semen portland yang penggunaannya memerlukan

ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang.

Jenis III Semen portland yang penggunaannya memerlukan persyaratan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi.

Jenis IV Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut panas hidrasi yang rendah

Jenis V Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut ketahanan yang kuat terhadap sulfat.

Sumber : Teknologi Beton; Kardiyono Tjokrodimulyoo. 1994

Jenis semen

Jenis semen

No.SNI Nama

SNI 15-0129-2004 Semen portland putih

SNI 15-0302-2004Semen portland pozolan / Portland Pozzolan Cement (PPC)

SNI 15-2049-2004 Semen portland / Ordinary Portland Cement (OPC)

SNI 15-3500-2004 Semen portland campur

SNI 15-3758-2004 Semen masonry

SNI 15-7064-2004 Semen portland komposit

2.7 Pembuatan semen

Kandungan kimia

Trikalsium Silikat

Dikalsium Silikat

Trikalsium Aluminat

Tetrakalsium Aluminofe

Gipsum

Semen dibedakan dalam dua kelompok utama, yaitu:

a. Semen dari bahan klinker-semen-portland

1. Semen portland

2. Semen portland abu terbang

3. Semen tanur tinggi

4. Semen portland tras/puzzolan

5. Semen portland putih

b. Semen-semen lain:

1. Aluminium semen

2. Semen bersulfat

Reaksi-reaksi yang terjadi pada waktu proses pembuatan semen adalah sebagai berikut:

a. Batu kapur : CaO + CO2

kapur karbondioksida

Lempung : SiO22 + Al2O3 + Fe2O3 + H2O

silika alumina oksida besi air

b. 3CaO + SiO2 3CaO.SiO2

trikalsium silikat (C3S)

2CaO + SiO2 2CaO.SiO2

dikalsium silikat (C2S)

3CaO + Al2O3 3CaO.Al2O3

trikalsium aluminat (C3A)

3CaO + Al2O3 + Fe2O3 3CaO.Al2O3..Al2O3.Fe2O3

tetrakalsium aluminoferit (C4AF)

Produksi Semen

Langkah Utama Proses Produksi Semen adalah:

1. Penggalian/Quarrying:Terdapat dua jenis material yang penting bagi produksi semen: yang pertama adalah yang kaya akan kapur atau material yang mengandung kapur (calcareous materials) seperti batu gamping, kapur, dll., dan yang kedua adalah yang kaya akan silika atau material mengandung tanah liat (argillaceous materials) seperti tanah liat. Batu gamping dan tanah liat dikeruk atau diledakkan dari penggalian dan kemudian diangkut ke alat penghancur.

2. Penghancuran: Penghancur bertanggung jawab terhadap pengecilan ukuran primer bagi material yang digali.

3. Pencampuran Awal: Material yang dihancurkan melewati alat analisis on-line untuk menentukan komposisi tumpukan bahan.

4. Penghalusan dan Pencampuran Bahan Baku: Sebuah belt conveyor mengangkut tumpukan yang sudah dicampur pada tahap awal ke penampung, dimana perbandingan berat umpan disesuaikan dengan jenis klinker yang diproduksi. Material kemudian digiling sampai kehalusan yang diinginkan.

5. Pembakaran dan Pendinginan Klinker: Campuran bahan baku yang sudah tercampur rata diumpankan ke pre-heater, yang merupakan alat penukar panas yang terdiri dari serangkaian siklon dimana terjadi perpindahan panas antara umpan campuran bahan baku dengan gas panas dari kiln yang berlawanan arah. Kalsinasi parsial terjadi pada pre‐heater ini dan berlanjut dalam kiln, dimana bahan baku berubah menjadi agak cair dengan sifat seperti semen. Pada kiln yang bersuhu 1350-1400 °C, bahan berubah menjadi bongkahan padat berukuran kecil yang dikenal dengan sebutan klinker, kemudian dialirkan ke

pendingin klinker, dimana udara pendingin akan menurunkan suhu klinker hingga mencapai 100 °C.

6. Penghalusan Akhir: Dari silo klinker, klinker dipindahkan ke penampung klinker dengan dilewatkan timbangan pengumpan, yang akan mengatur perbandingan aliran bahan terhadap bahan-bahan aditif. Pada tahap ini, ditambahkan gipsum ke klinker dan diumpankan ke mesin penggiling akhir. Campuran klinker dan gipsum untuk semen jenis 1 dan campuran klinker, gipsum dan posolan untuk semen jenis P dihancurkan dalam sistim tertutup dalam penggiling akhir untuk mendapatkan kehalusan yang dikehendaki. Semen kemudian dialirkan dengan pipa menuju silo semen.

Pabrik semen di Indonesia

PT.Indocement Tunggal Prakarsa (Semen Tigaroda) PT.Semen Baturaja Persero (Semen Baturaja)

PT.Semen Padang (Semen Padang)

PT.Semen Gresik (Semen Gresik)

PT.Semen Bosowa (Semen Bosowa)

PT.Semen Andalas (Semen Andalas)

PT.Holcim Indonesia

PT.Semen Tonasa (Semen Tonasa)

PT.Semen Kupang (Semen Kupang

Gbr semen

gbr pengadukan semen

Sumber

http://www.kharianto.co.cc/2008/12/beton-concrete.html

http://id-id.facebook.com/note.php?note_id=148573985188961m

http://id.wikipedia.org/wiki/Beton

http://aguzher.wordpress.com/2008/12/15/beton-sifat-dan-karakteristiknya/

http://studistruktur.blogspot.com/2008/12/sifat-bahan-beton.html

http://duniatekniksipil.web.id/1152/dasar-dasar-beton-4-komposisi-dan-pemcampuran-beton/

http://id.wikipedia.org/wiki/Semen

http://www.beacukai.go.id/library/data/Semen.htm

http://id-id.facebook.com/note.php?note_id=109517032427990

http://tatangw.blogspot.com/2010/06/beton-1.html

1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan beton dan jenis-jenis nya!

Beton adalah sebuah bahan bangunan komposit yang terbuat dari kombinasi aggregat dan pengikat semen. Bentuk paling umum dari beton adalah beton semen Portland, yang terdiri dari agregat mineral (biasanya kerikil dan pasir), semen dan air.

Jenis-jenis beton

. Ferrosemen

Ferrosemen adalah suatu bahan gabungan yang diperoleh dengan cara memberikan suatu tulangan yang berupa anyaman kawat baja sebagai pemberi kekuatan tarik dan daktilitas pada mortar semen.

b. Beton Serat (Fibre Concrete)

Beton serat (Fibre Concrete) adalah bahan komposit yang terdiri dari beton biasa dan bahan lain yang berupa serat. Serat dalam beton ini berfungsi mencegah retak-retak sehingga menjadikan beton lebih daktail daripada beton biasa.

c. Beton Non Pasir (No-Fines Concrete)

Beton non pasir (No-Fines Concrete) adalah bentuk sederhana dari jenis beton ringan yang diperoleh dengan cara menghilangkan bagian halus agregat pada pembuatan beton. Tidak adanya agregat halus dalam

campuran menghasilkan suatu sistem berupa keseragaman rongga yang terdistribusi di dalam massa beton, serta berkurangnya berat jenis beton.

d. Beton Siklop

Beton siklop adalah beton normal / beton biasa, yang menggunakan ukuran agregat yang relatif besar. Ukuran agregat kasar mencapai 20 cm, namun proporsi agregat yang lebih besar ini sebaiknya tidak lebih dari 20 persen agregat seluruhnya.

e. Beton Hampa

Beton hampa adalah beton yang setelah diaduk dan dituang serta dipadatkan sebagaimana beton biasa, air sisa reaksi disedot dengan cara khusus, disebut cara vakum (vacuum method). Air yang tertinggal hanya air yang dipakai untuk reaksi dengan semen sehingga beton yang diperoleh sangat kuat.

f. Beton Mortar

Beton Mortar adalah adukan yang terdiri dari pasir, bahan perekat, dan air. Mortar dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu : mortar lumpur, mortar kapur, dan mortar semen.

2. Sebutkan dan jelaskan komposisi dan pencampuran beton, serta apa kelebihan dan kekurangan beton!

Pasta semen : 22% - 34% dari volume total beton

Volume absolute semen : 7% - 14% dari air yang sebanyak 15 - 20%

Agregat : 66% - 78%

PROPORSIONALReminder: Beton adalah campuran antara semen, agregat kasar dan halus, air, dan zat aditif.

Komposisi yang berbeda-beda di antara bahan baku beton mempengaruhi sifat beton yang dihasilkan pada akhirnya. Pembagian ini biasanya diukur dalam satuan berat. Pengukuran berdasarkan volume juga sebenarnya bisa,

dan lebih banyak dilakukan pada konstruksi skala kecil, misalnya rumah tinggal.

SEMENJika kadar semen dinaikkan, maka kekuatan dan durabilitas beton juga akan meningkat. Semen (bersama dengan air) akan membentuk pasta yang akan mengikat agregat mulai dari yang paling besar (kasar) sampai yang paling halus.

AIRSebaliknya, penambahan air justru akan mengurangi kekuatan beton. Air cukup digunakan untuk melarutkan semen. Air juga yang membuat adukan menjadi kohesif, dan mudah dikerjakan (workable).

RASIO AIR-SEMENBiasa disebut dengan w/c ratio alias water to cement ratio. Jika w/c ratio semakin besar, kekuatan dan daya tahan beton menjadi berkurang. Pada lingkungan tertentu, rasio air-semen ini dibatasi maksimal 0.40-0.50 tergantung sifat korosif atau kadar sulfat yang ada di lingkungan tersebut.

AGREGATJika agregat halus terlalu banyak, maka adukannya akan terlihat “sticky“, encer, “lunak”, seperti tidak punya kekuatan. Dan setelah pemadatan, bagian atas adukan akan cenderung “kosong” alias tidak ada agregat.Sebaliknya, jika agregat kasar terlalu banyak, adukannya akan terlihat kasar, berbatu, kelihatan getas (rapuh). Agregat ini akan muncul di permukaan setelah dipadatkan.

PENCAMPURANBeton harus dicampur dan diaduk dengan baik sehingga sement, air, agregat, dan zat tambahan bisa tersebar merata di dalam adukan.

Beton biasanya dicampur dengan menggunakan mesin. Ada yang dicampur di lapangan (site) ada juga yang sudah dicampur sebelum dibawa ke lapangan, atau istilahnya ready-mix.

- Kekurangan dan kelebihan beton

Kelebihan beton dibanding dengan bahan bangunan lain adalah:

1. Harga relatif murah karena menggunakan bahan-bahan dasar dari bahan lokal

2. Beton termasuk bahan aus dan tahan terhadap kebakaran, sehingga biaya perawatan termasuk rendah

3. Beton termasuk bahan yang berkekuatan tekan tinggi, serta mempunyai sifat tahan terhadap pengkaratan/pembusukan oleh kondisi alam.

4. Ukuran lebih kecil jika dibanding dengan pasangan batu

5. Beton segar dapat dengan mudah diangkut maupun dicetak dalam bentuk apapun dan ukuran seberapapun tergantung keinginan.

Kekurangan beton dibanding dengan bahan bangunan lain adalah:

- Beton mempunyai kuat tarik yang rendah sehingga mudah retak, oleh karena itu diperlukan baja tulangan untuk menahannya.

- Beton segar mengerut saat pengeringan dan beton keras mengembang jika basah sehingga dilatasi (construction joint) perlu diadakan pada beton yang berdimensi besar untuk memberi tempat bagi susut pengerasan dan pengembangan beton.

- Beton dapat mengembang dan menyusut bila terjadi perubahan suhu, sehingga perlu dibuat dilatasi untuk mencegah terjadinya retak-retak akibat perubahan suhu.

- Beton sulit untuk kedap air secara sempurna, sehingga selalu dapat dimasuki air, dan air yang membawa garam dapat merusak beton.

- Beton bersifat getas sehingga harus dihitung dan didetail secara seksama agar setelah dikombinasikan dengan baja tulangan menjadi bersifat daktail.

3. Jelaskan dan sebutkan jenis-jenis semen, serta pabrik semen yang ada di Indonesia!

Semen (cement) adalah hasil industri dari paduan bahan baku : batu kapur/gamping sebagai bahan utama dan lempung / tanah liat atau bahan pengganti lainnya dengan hasil akhir berupa padatan berbentuk bubuk/bulk, tanpa memandang proses pembuatannya, yang mengeras atau membatu pada pencampuran dengan air. Semen adalah suatu jenis bahan yang memiliki sifat adhesif dan kohesif yang memungkinkan melekatnya fragmen-fragmen mineral menjadi satu massa yang padat.

Jenis-jenis semen

-    semen abu atau semen portland adalah bubuk/bulk berwarna abu kebiru-biruan, dibentuk dari bahan utama batu kapur/gamping berkadar kalsium tinggi yang diolah dalam tanur yang bersuhu dan bertekanan tinggi.

-    semen putih (gray cement) adalah semen yang lebih murni dari semen abu dan digunakan untuk pekerjaan penyelesaian (finishing), seperti sebagai filler atau pengisi.

-    oil well cement atau semen sumur minyak adalah semen khusus yang digunakan dalam proses pengeboran minyak bumi atau gas alam, baik di darat maupun di lepas pantai.

-   mixed & fly ash cement adalah campuran semen abu dengan Pozzolan buatan (fly ash). Pozzolan buatan (fly ash) merupakan hasil sampingan dari pembakaran batubara yang mengandung amorphous silika, aluminium oksida, besi oksida dan oksida lainnya dalam berbagai variasi jumlah. Semen ini digunakan sebagai campuran untuk membuat beton, sehingga menjadi lebih keras.

- Semen Portland Jenis I adalah semen hidrolis yang dibuat dengan menggiling klinker semen dan gypsum. Semen Portland Jenis I memenuhi persyaratan SNI No. 15-2049-2004 Jenis I dan ASTM C150-2004 tipe l.

- Semen Portland Pozzolan (PPC)Semen Portland Pozzolan adalah semen hidrolis yang terdiri dari campuran homogen antara semen Portland dan Pozzolan halus, yang diproduksi dengan menggiling klinker semen Portland dan Pozzolan bersama-sama atau mencampur secara rata bubuk semen Portland dan Pozzolan atau gabungan antara menggiling dan mencampur, dimana kadar pozzolan 15 s.d 40% massa Semen Portland Pozzolan.

- Semen Portland Komposit (PCC)Semen Portland Komposit adalah bahan pengikat hidrolis hasil penggilingan bersama-sama terak Semen Portland dan gipsum dengan satu atau lebih bahan anorganik, atau hasil pencampuran bubuk Semen Portland dengan bubuk bahan anorganik lain.

- PORTLAND CEMENT TIPE II Semen Portland Tipe II adalah semen yang mempunyai ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang.

- ORDINARY PORTLAND CEMENT TIPE III Semen jenis ini merupakan semen yang dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan bangunan yang memerlukan kekuatan tekan awal yang tinggi setelah proses pengecoran dilakukan dan memerlukan penyelesaian secepat mungkin.

- ORDINARY PORTLAND CEMENT TIPE V Semen Portland Tipe V dipakai untuk konstruksi bangunan-bangunan pada tanah/air yang mengandung sulfat tinggi dan sangat cocok digunakan untuk bangunan di lingkungan air laut.

- SUPER MASONARY CEMENT (SMC) Adalah semen yang dapat digunakan untuk konstruksi perumahan dan irigasi yang struktur betonnya maksimal K225.

- OIL WELL CEMENT, CLASS G-HSR (HIGH SULFATE RESISTANCE) Merupakan semen khusus yang digunakan untuk pembuatan sumur minyak bumi dan gas alam dengan kontruksi sumur minyak di bawah permukaan laut dan bumi.

- SPECIAL BLENDED CEMENT(SBC) Adalah semen khusus yang diciptakan untuk pembangunan mega proyek jembatan Surabaya MAdura (Suramadu) dan cocok digunakan untuk bangunan di lingkungan air laut. Dikemas dalam bentuk curah.

Pabrik semen di Indonesia

PT.Indocement Tunggal Prakarsa (Semen Tigaroda) PT.Semen Baturaja Persero (Semen Baturaja)

PT.Semen Padang (Semen Padang)

PT.Semen Gresik (Semen Gresik)

PT.Semen Bosowa (Semen Bosowa)

PT.Semen Andalas (Semen Andalas)

PT.Holcim Indonesia

PT.Semen Tonasa (Semen Tonasa)

PT.Semen Kupang (Semen Kupang)

o Sebutkan dan jelaskan langkah utama produksi semen!

Langkah Utama Proses Produksi Semen adalah:

7. Penggalian/Quarrying:Terdapat dua jenis material yang penting bagi produksi semen: yang pertama adalah yang kaya akan kapur atau material yang mengandung kapur (calcareous materials) seperti batu gamping, kapur, dll., dan yang kedua adalah yang kaya akan silika atau material mengandung tanah liat (argillaceous materials) seperti tanah liat. Batu gamping dan tanah liat dikeruk atau diledakkan dari penggalian dan kemudian diangkut ke alat penghancur.

8. Penghancuran: Penghancur bertanggung jawab terhadap pengecilan ukuran primer bagi material yang digali.

9. Pencampuran Awal: Material yang dihancurkan melewati alat analisis on-line untuk menentukan komposisi tumpukan bahan.

10. Penghalusan dan Pencampuran Bahan Baku: Sebuah belt conveyor mengangkut tumpukan yang sudah dicampur pada tahap awal ke penampung, dimana perbandingan berat umpan disesuaikan dengan jenis klinker yang diproduksi. Material kemudian digiling sampai kehalusan yang diinginkan.

11. Pembakaran dan Pendinginan Klinker: Campuran bahan baku yang sudah tercampur rata diumpankan ke pre-heater, yang merupakan alat penukar panas yang terdiri dari serangkaian siklon dimana terjadi perpindahan panas antara umpan campuran bahan baku dengan gas panas dari kiln yang berlawanan arah. Kalsinasi parsial terjadi pada pre‐heater ini dan berlanjut dalam kiln, dimana bahan baku berubah menjadi agak cair dengan sifat seperti semen. Pada kiln yang bersuhu 1350-1400 °C, bahan berubah menjadi bongkahan padat berukuran kecil yang dikenal dengan sebutan klinker, kemudian dialirkan ke pendingin klinker, dimana udara pendingin akan menurunkan suhu klinker hingga mencapai 100 °C.

12. Penghalusan Akhir: Dari silo klinker, klinker dipindahkan ke penampung klinker dengan dilewatkan timbangan pengumpan, yang akan mengatur perbandingan aliran bahan terhadap bahan-bahan aditif. Pada tahap ini, ditambahkan gipsum ke klinker dan diumpankan ke mesin penggiling akhir. Campuran klinker dan gipsum untuk semen jenis 1 dan campuran klinker, gipsum dan posolan untuk semen jenis P dihancurkan dalam sistim tertutup dalam penggiling akhir untuk mendapatkan kehalusan yang dikehendaki. Semen kemudian dialirkan dengan pipa menuju silo semen