perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

5

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tinjauan Pustaka

Struktur beton harus mampu menghadapi kondisi dimana dia direncanakan, tanpa

mengalami kerusakan (deteriorate) selama jangka waktu yang direncanakan.

Beton yang demikian disebut mempunyai ketahanan yang tinggi (durable).

Kurangnya ketahanan disebabkan oleh pengaruh luar seperti pengaruh fisik, kimia

maupun mekanis, misalnya pelapukan oleh cuaca, perubahan temperatur yang

drastis, abrasi, aksi elektrolis, serangan oleh cairan atau gas alami ataupun

industri. Besarnya kerusakan yang timbul sangat tergantung pada kualitas beton,

meskipun pada kondisi yang ekstrim beton yang terlindung dengan baik pun akan

mengalami kehancuran (Paul Nugraha & Antoni, 2007 : 207).

Beberapa parameter kualitas kekuatan mortar yaitu dapat ditinjau dari kuat tekan,

kuat lekat dan kuat lentur. Kuat tekan beton adalah kemampuan luasan permukaan

beton dalam menahan gaya tekan yang dibebankan secara aksial sumbu

penampang. Pembebanan dilakukan hingga beton pecah/hancur (Wang dan

Salmon, 1990).

Pada perlindungan (perbaikan) konstruksi beton tersedia banyak bahan. Bahan

mana yang dipilih tergantung pada kerusakan yang diserang, kualitas bahan dasar

yang dilindungi dan lokasi lingkungan (kering, lembab, agresif) (R. Sagel, P.

Kole & Gideon Kusuma, 1997:225).

Unsaturated Polyester resin (UPR) memiliki kekuatan mekanis yang baik,

ketahanan terhadap zat kimia, mudah dalam pengerjaan, kuat lekat yang baik,

permeabilitas yang rendah,pengerasan awal yang cepat, kuat lentur yang optimal,

mengurangi susut, dan ketahanan abrasi yang baik dan sebagainya. (Kruger dan

Penhall: 2002)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

6

2.2. LANDASAN TEORI

2.2.1. Beton

Bahan penyusun beton dibagi menjadi dua kelompok, yaitu aktif dan pasif.

Kelompok bahan aktif yaitu semen dan air, sedangkan bahan yang pasif yaitu

pasir dan kerikil. Sifat – sifat dan karakteristik material penyusun beton akan

mempengaruhi kinerja dari beton yang dibuat.

Beton dapat didefinisikan sebagai suatu campuran yang tediri dari pasir, kerikil,

batu pecah, atau agregat-agregat lain yang dicampur menjadi satu dengan suatu

pasta yang terbuat dari semen dan air membentuk suatu massa mirip batuan.

Terkadang, satu atau lebih bahan aditif ditambahkan untuk menghasilkan beton

dengan karakteristik tertentu, seperti kemudahan pengerjaan (workability),

durabilitas, dan waktu pengerasan (McCormac, 2003).

2.2.2. Kerusakan Beton

Kerusakan beton pada umumnya dapat dikategorikan menjadi tiga kelompok,

yaitu:

a. Retak (Cracking)

Retak adalah timbulnya pecah dalam bentuk garis-garis memanjang dan

berukuran relatif sempit. Retak dapat ditimbulkan oleh beberapa sebab,

diantaranya pengaruh cuaca yang menyebabkan evaporasi air pada campuran

menjadi lebih cepat, proses curing yang tidak baik, reaksi kimia dan susut.

b. Spalling

Spalling adalah runtuhnya atau lepasnya sebagian beton yang berbentuk

butiran kecil atau bongkahan besar. Spalling dapat terjadi karena beberapa

sebab, diantaranya korosi tulangan, kebakaran, melekatnya material pada

permukaan bekisting, serangan kimia dan lain-lain.

c. Voids

Voids adalah lubang-lubang yang relatif dalam dan lebar pada beton. Voids

pada beton terjadi karena beberapa sebab, yaitu proses pemadatan beton yang

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

7

kurang baik sehingga masih terdapat rongga di dalam beton, jarak tulangan

yang relatif rapat dan bocornya bekisting yang berakibat keluarnya pasta

semen. Voids yang berbentuk lubang-lubang tidak teratur juga bisa disebut

honey combing.

2.2.3. Metode Patch Repair

Metode patch repair adalah salah satu metode perbaikan pada beton yang

kualitasnya telah menurun dengan cara penambalan. Metode perbaikan secara

penambalan (patching repair method) adalah metode perbaikan yang paling tepat

direkomendasikan untuk perbaikan beton akibat laju korosi yang menyebabkan

pengelupasan selimut beton (JSCE, 2007). Salah satu jenis material yang dapat

digunakan dalam metode ini adalah mortar. Metode ini dapat digunakan pada

struktur beton gedung maupun perkerasan kaku pada jalan raya. Adapun syarat-

syarat material patch repair, antara lain :

1) Daya lekat yang kuat

Kelekatan antara material patch repair dengan beton yang akan

diperbaiki harus menyatu dengan baik sehingga menjadi satu kesatuan

beton yang utuh.

2) Deformable pada beton

Material repair harus menyesuaikan bentuk beton yang akan diperbaiki.

3) Tidak mengurangi kekuatan beton

Material patch repair yang akan digunakan untuk memperbaiki beton

mampu menahan beban yang sama pada beton yang akan diperbaiki.

4) Ukuran bentuk stabil/tidak susut dan susut

Material patch repair harus stabil terhadap ukuran bentuk (tidak

mengembang dan susut) supaya tidak terjadi kerusakan pada beton induk.

5) Durability (daya tahan) baik

Material patch repair harus memiliki daya tahan (durability) yang lebih baik

dari beton induknya.

6) Rapid Set (waktu setting yang cepat)

Material patch repair harus memiliki waktu setting yang cepat atau harus

cepat dalam proses penegerasan.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

8

2.2.4. Material Patch Repair

Perkembangan teknologi mortar telah membagi mortar dalam 3 kelompok utama

seperti yang telah disebutkan oleh Emberson dan Mays, 1990; Cusson dan

Mailvaganam, 1996 yaitu :

2.2.4.1 Cementitious Mortar

Mortar semen (sering dikenal hanya sebagai mortar semen) dibuat dari semen

Portland dicampur dengan pasir dan air. Campuran semen dan air inilah yang

menjadi pasta sebagai bahan perekat/pengikat sekaligus pengisi pori-pori diantara

butiran-butiran agregat halus (pasir). Fungsi pasta inilah yang dapat menyebabkan

saling terekatnya butiran-butiran agregat dengan kuat sehingga terbentuklah suatu

massa yang kompak.

2.2.4.2 Polymer-modified Mortar

Polymer-modified mortar merupakan modifikasi mortar dengan tambahan polimer

dalam jumlah tertentu. Fungsi utama sebagai material pengikat masih dilakukan

oleh pasta semen dan air, sedang polimer ditambahkan untuk memodifikasi sifat

mortar. Penambahan polimer dapat meningkatkan sifat mortar, yaitu polimer

dapat mengurangi kecepatan penguapan air, meningkatkan workability, daya

lekat, kekuatan dan durability.

Modifikasi polimer dalam campuran mortar sebagai material perbaikan dapat

meningkatkan kekuatan tarik dan lentur pada komposit beton normal dengan

material perbaikan serta dapat mengurangi sifat rapuh. Penambahan polimer pada

material perbaikan akan memperkuat ikatan antara material perbaikan dengan

beton pada saat proses pelapisan atau penambalan.

2.2.4.3 Polymer Mortar

Polymer mortar (atau resin-based mortar) merupakan campuran antara binders,

agregat halus, dan bahan campur lainnya yang menggunakan polimer resin

sebagai pengikat. Pada awal reaksi, fungsi pengikat antara agregat halus dan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

9

bahan campur lainnya sepenuhnya dilakukan oleh polimer, sedang binders bekerja

setelah dilakukan curing pada mortar.

Polymer mortar biasa digunakan untuk komponen struktur pada join dan struktur

yang berbentuk unik. Polymer mortar memberikan ketahanan korosi lebih besar

daripada bahan bangunan konvensional seperti semen Portland. Sehingga polimer

mortar maupun beton mortar banyak digunakan dan diaplikasikan pada beberapa

produk seperti material tahan abrasi, tahan serangan kimia, konduktif, beton serat,

castable, sprayable, maupun tahan air (waterproof). Produk lain memberikan

perlindungan terhadap keausan, korosi, atau electrostatic discharge (ESD).

Beberapa produk digunakan untuk shotcrete untuk membentuk dinding maupun

terowongan. Polymer mortar juga diaplikasikan untuk komponen penambalan

(patching) dan finishing.

Polymer mortar memiliki sifat serta perilaku yang berbeda satu dengan yang

lainnya karena sangat bergantung terhadap bahan polimer yang digunakan, hal ini

mendorong dilakukannya banyak penelitian untuk mempelajari sifat dan perilaku

polymer mortar. Dalam penelitian ini dilakukan percobaan untuk mengetahui

formula yang akan digunakan sebagai desain campuran, dilakukan dengan

memberikan variasi terhadap persentase polimer serta membuat bahan penyusun

lainnya tetap. Lalu dilihat pengaruh water curing terhadap kuat tekan polimer.

Penelitian ini menggunakan Unsaturated Polyester Resin (UPR) yang dicampur

dengan semen OPC dan fly-ash sebagai binder serta agregat halus berupa pasir.

Bahan utama yang digunakan dalam ketiga jenis mortar yang telah disebutkan di

atas disajikan dalam Tabel 2.1 beserta dengan klasifikasinya.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

10

Tabel 2.1 Generic Systems for Concrete Patch Repair (setelah Emberson dan

Mays, 1990)

GENERIC SYSTEMS FOR CONCRETE PATCH REPAIR

Cementitious Mortars Polymer-Modified

Cementitious Mortars Resinous Mortars

Portland Cement (PC) Styrene Butadine Rubber Epoxy

High Alumina Cement (HAC) Vinyl Acetate Polyester

PC/HAC mixtures Magnesium Phospate Acrylic

Expansion Producing Grouts Acrylic Polyurethane

Dalam penelitian ini jenis mortar yang digunakan adalah resinous mortars dengan

jenis polimer resin yang digunakan adalah unsaturated polyester resin sehingga

mortar ini disebut dengan nama UPR-mortar. Adapun bahan penyusun UPR-

mortar yang digunakan dalam penelitian ini sebagai berikut:

a. Semen Portland

Semen Portland ialah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan

klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis

dengan gips sebagai bahan tambahan (PUBI 1982). Bahan utama semen adalah

batu kapur yang 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 (15500C) sampai terbentuk campuran baru. Selama proses pemanasan,

terbentuklah campuran padat yang mengandung zat besi. Agar tak mengeras

seperti batu, ramuan diberi bubuk gips dan dihaluskan hingga berbentuk partikel-

partikel kecil seperti bedak. Semen memiliki sifat adhesif maupun kohesif

sehingga mampu merekatkan butir-butir agregat agar terjadi suatu massa yang

padat dan mampu mengisi rongga-rongga diantara butiran agregat.

Bahan dasar pembentuk semen Portland terdiri dari kapur, silika, alumina dan

oksida besi. Oksida tersebut bereaksi membentuk suatu produk yang terbentuk

akibat peleburan. Unsur-unsur pembentuk semen dapat dilihat pada Tabel 2.2.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

11

Tabel 2.2 Susunan Unsur Semen Portland

Oksida Persen (%)

Kapur (CaO) 60-65

Silika (SiO2) 17-25

Alumina (Al2O3) 8-Mar

Besi (Fe2O3) 0,5-6

Magnesium(MgO) 0,5-4

Sulfur (SO3) 2-Jan

Soda/ (Na2O+K2O) 0,5-1

Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo, 1996

Berdasarkan tujuan pemakaiannya, semen Portland di Indonesia dibagi menjadi

lima jenis seperti tertera pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3 Jenis-jenis Semen Portland

Jenis Semen KarakteristikUmum

Jenis I Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak

memerlukan persyaratan khusus

Jenis II Semen portland yang penggunaannya memerlukan ketahanan

terhadap sulfat dan panashidrasi sedang

Jenis III Semen Portland yang penggunaannya memerlukan persyaratan

awalyangtinggi setelah terjadi pengikatan

Jenis IV Semen portland yang dalam penggunaannya menuntut panas

Hidrasiyangrendah

Jenis V Semen Portland yang dalam penggunaannya menuntut ketahanan

yangkuat terhadap sulfat

Sumber : Kardiyono Tjokrodimuljo, 1996

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

12

Pada penelitian ini digunakan semen tipe satu yang digunakan untuk tujuan

umum. Semen portland tipe satu atau Ordinary Portland Cement (OPC) adalah

semen hidrolis yang dibuat dengan menggiling klinker semen dan gypsum.

Semen portland tipe satu memenuhi persyaratan SNI No. 15-2049-2004 Jenis 1

dan ASTM C 150-2004 tipe 1. Semen jenis ini digunakan untuk bangunan

umumdengan kekuatan yang tinggi (tidak memerlukan persyaratan khusus).

b. Agregat Halus

Pada umumnya yang dimaksudkan dengan agregat halus adalah agregat dengan

besar butir kurang dari 4,75 mm. Agregat halus dalam campuran mortar sangat

menentukan kemudahan pengerjaan (workability), kekuatan (strength), dan

tingkat keawetan (durability) dari mortar yang dihasilkan. Oleh karena itu, pasir

sebagai agregat halus harus memenuhi gradasi dan persyaratan yang telah

ditentukan.

Syarat – syarat agregat halus (pasir) sebagai bahan material pembuatan beton

sesuai dengan ASTM C 33 adalah:

1. Material dari bahan alami dengan kekasaran permukaan yang optimal sehingga

kuat tekan beton besar.

2. Butiran tajam, keras, kekal (durable) dan tidak bereaksi dengan material beton

lainnya.

3. Berat jenis agregat tinggi yang berarti agregat padat sehingga beton yang

dihasilkan padat dan awet.

4. Gradasi sesuai spesifikasi dan hindari gap graded aggregate karena akan

membutuhkan semen lebih banyak untuk mengisi rongga.

5. Bentuk yang baik adalah bulat, karena akan saling mengisi rongga dan jika ada

bentuk yang pipih dan lonjong dibatasi maksimal 15% berat total agregat.

6. Kadar lumpur agregat tidak lebih dari 5 % terhadap berat kering karena akan

berpengaruh pada kuat tekan beton.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

13

c. Air

Air merupakan bahan dasar penyusun mortar yang paling penting dan paling

murah. Air diperlukan untuk bereaksi dengan semen dan menyebabkan terjadinya

pengikatan antara pasta semen dengan agregat, sedangkan fungsi lain sebagai

bahan pelumas antara butir-butir agregat agar mudah dikerjakan dan dipadatkan.

Proporsi air yang sedikit akan memberikan kekuatan pada beton, tetapi kelemasan

atau daya kerjanya akan berkurang. Sedang proporsi yang besar akan memberikan

kemudahan pengerjaan, tetapi kekuatan hancur mortar menjadi rendah. Secara

umum air yang dapat digunakan dalam campuran adukan mortar adalah air yang

apabila dipakai akan menghasilkan mortar dengan kekuatan lebih dari 90 % dari

mortar yang memakai air suling. Air yang memenuhi syarat sebagai air minum,

memenuhi syarat pula untuk bahan campuran mortar. Tetapi tidak berarti air harus

memenuhi persyaratan air minum. Jika diperoleh air dengan standar air minum,

maka dapat dilakukan pemeriksaan secara visual yang menyatakan bahwa air

tidak berwarna, tidak berbau, dan cukup jernih.

d. Bahan Tambah (Admixture)

Bahan tambah didefinisikan sebagai material selain air, agregat, dan semen yang

dicampurkan ke dalam beton atau mortar yang ditambahkan sebelum atau selama

pengadukan berlangsung. Bahan tambah digunakan untuk memodifikasi sifat dan

karakterisik dari beton atau mortar misalnya untuk dapat dengan mudah

dikerjakan, penghematan, atau untuk tujuan lain (ASTM C.125-1995). Dalam

penelitian ini digunakan fly ash dan UPR (Unsaturated Polyester Resin)

Unsaturated Polyester Resin yang digunakan dalam penelitian ini adalah seri

Yukalac 157® BQTN-EX Series. Spesifikasi sifat mekanis dari Unsaturated

Polyester Resin dapat dilihat pada Tabel 2.4 berikut ini.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

14

Tabel 2.4 Sifat mekanik unsaturated polyester resin Yukalac 157® BQTN 157-EX

Sifat Mekanis Satuan Nilai Catatan

Berat Jenis Kg/m3 1.215 pada suhu 25°C

Kekerasan - 40 Barcol/GYZJ 934-1

Suhu distorsi panas °C 70 -

Penyerapan air % 0,188 24 jam

% 0,466 7 hari

Kekuatan Flextural Kg/mm2 9,4 -

Modulus Elastisitas (E) Kg/mm2 300 -

Kekuatan Tarik statis Kg/mm2 5,5 -

Modulus Tarik Kg/mm2 300 -

Elongation % 2,1 -

Sumber: Justus Kimia Raya, 2001

UPR adalah jenis bahan tambahan baru yang dapat menghasilkan mortar dengan

kuat tekan yang tinggi. UPR mempunyai plastisitas yang baik, daya elastis yang

sempurna, daya tahan dan daya lekat yang baik.

UPR baik digunakan sebagai bahan tambahan (additive), hal ini karena beberapa

sifat karakteristik UPR yang menguntungkan. Sifat-sifat antara lain :

a. Mudah dalam pengerjaannya.

b. Tahan terhadap korosi.

c. Merupakan isolator panas yang baik.

d. Mempunyai sifat elastis dan plastis.

e. Meniliki viskositas yang rendah.

f. Bersifat keras namun tidak getas.

Dalam penelitian ini, jenis UPR yang digunakan adalah jenis produk resin dari

Justus Kimia Raya. UPR merupakan jenis polimer yang mempunyai daya rekat

sangat tinggi antara beton normal dengan material perbaikan serta memiliki sifat

permeabilitas yang rendah. Namun, sering kali material perbaikan tidak

kompatibel dengan beton normal, sehingga menghasilkan kegagalan di awal

perbaikan. Penggunaan agregat yang lebih besar dapat meningkatkan

kompatibilitas termal dengan beton dan mengurangi resiko debonding.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

15

2.2.5. Efek Polimer

Beberapa efek polimer yang terjadi sebagai bahan tambah antara lain:

2.2.5.1. Efek Polimer terhadap Proses Hidrasi Semen

Larbi dan Bijen (1990) dan Chandra dan Flodin (1987) melaporkan bahwa ada

dua pemahaman yang ada mengenai mekanisme aksi polymer pada beton, dimana

teori yang pertama mengungkapkan bahwa tidak ada interaksi antara

polimer dengan beton, selama hidrasi bagian hidrofilik dari polimer

diorientasikan terhadap fase air sedangkan bagian hidrofobik mengarah kepada

fase udara dan kepada pengeringan dimana air dikeluarkan, partikel hidrofobik

bergabung bersama dan membentuk film.

Penundaan hidrasi semen tersebut dapat disebutkan satu persatu sebagai berikut:

a. Polimer mungkin membatasi akses air terhadap butiran semen dengan

membentuk (kulit) di atasnya dan hal ini mungkin juga menghambat

hilangnya produk hidrasi dari permukaan inti semen yang unhydrous.

b. Penyerapan deterjen diatas permukaan partikel semen dapat

mempengaruhi hidrasi semen.

c. Interaksi antara polimer dengan ion-ion Ca2+.

Kekuatan semen merupakan hasil proses hidrasi. Proses kimiawi ini berupa

rekristalisasi dalam bentuk interlocking crystals sehingga membentuk gel semen

yang mempunyai kekuatan desak yang tinggi apabila mengeras. ( Nawy, 1990 ).

Nilai banding berat air dan semen untuk suatu adukan beton disebit faktor air

(water cement ratio) semen. Pada umumnya dipakai nilai antara 0,2 sampai 0,25

sesuai denagan mutu beton yang diinginkan. Semakin tinggi mutu beton yang

ingin dicapai maka digunakan nilai faktor air semen (water cement ratio) yang

rendah. Sebaliknya jika ingin menambah daya workabilty diperlukan nilai aktor

air (water cement ratio) yang tepat agar didapatkan beton dengan mutu yang baik

dan tingkat pengerjaan yang mudah ( Dipohusodo, 1994 : 4 ).

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

16

2.2.5.2. Efek Polimer terhadap Sifat-sifat Adukan pada Material Perbaikan

Selain variabel yang mempengaruhi sifat-sifat adukan dan beton biasa, sifat beton

dan adukan yang baru dan hasil modifikasi polimer yang diperkeras dipengaruhi

oleh berbagai macam faktor seperti jenis polimer, rasio antara polimer

dengan semen, rasio air dan semen, kandungan air dan kondisi perawatan.

Selain itu, Riley dan Razl [melaporkan] bahwa sifat-sifat campuran yang baru

akan sangat bervariasi tergantung pada urutan penambahan latex dan air. Mereka

menyatakan bahwa jika latex ditambahkan terlebih dahulu, maka campuran

tersebut akan kurang berfungsi daripada apabila air ditambahkan sebelum

latex. Mereka mengungkapkan bahwa efek ini disebabkan oleh fakta bahwa

latex mengembangkan karakteristik thiksotropik jika hal ini dikeringkan secara

tiba-tiba oleh penyerapan kedalam bahan-bahan kering. Maka dari itu,

mereka menganjurkan agar air campuran ditambahkan sebelum latex.

2.2.6. Kuat Tekan

Kuat tekan adalah besarnya beban persatuan luas, yang menyebabkan benda uji

hancur bila dibebani dengan gaya tekan tertentu, yang dihasilkan oleh mesin uji.

Kuat tekan beton ditentukan oleh perbandingan semen dan agregat halus,.

Perbandingan air terhadap semen merupakan faktor utama dalam penentuan kuat

tekan beton.

Beton relatif kuat menahan tekan pada beton normal. Keruntuhan beton sebagian

disebabkan karena rusaknya ikatan pasta dan agregat. Besarnya kuat tekan beton

dipengaruhi oleh sejumlah faktor antara lain:

a. Faktor air semen.

Hubungan faktor air semen dan kuat tekan secara umum adalah bahwa

semakin rendah nilai faktor air semen, semakin tinggi kuat tekan mortarnya.

Namun kenyataannya, pada suatu nilai faktor air semen semakin rendah,

maka beton semakin sulit dipadatkan. Dengan demikian, ada suatu nilai

faktor air semen yang optimal dan menghasilkan kuat tekan yang maksimal.

b. Jenis semen dan kualitasnya mempengaruhi kekuatan rata-rata dan kuat batas

mortar.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

17

c. Bahan tambah (adittive) yang dipakai pada mortar. Pada penelitian ini bahan

tambah yang dipakai yaitu UPR yang memiliki kekuatan awal yang tinggi.

d. Efisiensi dari perawatan (curing).

Kehilangan kekuatan sampai 40% dapat terjadi bila pengeringan terjadi

sebelum waktunya. Perawatan adalah hal yang sangat penting pada pekerjaan

di lapangan dan pada pembuatan benda uji.

e. Suhu.

Pada umumnya kecepatan pengerasan mortar bertambah dengan

bertambahnya suhu. Pada titik beku kuat tekan akan tetap rendah untuk waktu

yang lama.

f. Umur pada keadaan yang normal.

Kekuatan mortar bertambah dengan bertambahnya umur, tergantung pada

jenis semen. Misalnya semen dengan kadar alumina tinggi menghasilkan

beton yang kuat hancurnya pada 24 jam, sama dengan semen portland biasa

pada 28 hari. Pengerasan berlangsung terus secara lambat sampai beberapa

tahun.

Pencatatan yang dilakukan saat pengujian kuat tekan adalah besarnya beban P

pada saat mortar hancur. Untuk mendapatkan besarnya tegangan hancur pada

benda uji digunakan Persamaan 2.1.:

fc’ = A

P max ……………………………………………………..………… (2.1)

dengan :

fc’ = kuat tekan mortar yang didapat dari benda uji (MPa)

Pmax = beban tekan maksimum (N)

A = luas permukaan benda uji (mm2)

2.2.7. Modulus Elastisitas

Modulus elastisitas merupakan suatu ukuran nilai yang menunjukkan kekakuan

dan ketahanan beton untuk menahan deformasi (perubahan bentuk). Hal ini

membantu untuk menganalisa perkembangan tegangan regangan pada elemen

struktur yang sederhana dan untuk menentukan analisa tegangan regangan,

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

18

momen dan lendutan pada struktur yang lebih kompleks. Modulus elastisitas

merupakan perbandingan antara tegangan dan regangan dalam arah aksial.

Pada beton terjadi perubahan bentuk mengikuti regangan elastis dan sebagian

mengalami regangan plastis. Hal ini digambarkan pada Gambar 2.1. yang

memperlihatkan kurva tegangan-regangan tipikal yang diperoleh dari percobaan

benda uji silinder beton dan dibebani tekan uniaksial selama beberapa menit.

Gambar 2.1. Kurva tegangan regangan beton yang diberi tekanan

(Nawy, 1990: 44)

Bagian kurva ini (sampai sekitar 40% fc’) pada umumnya dapat dianggap linier

untuk tujuan praktis. Setelah mendekati 70% tegangan hancur, material banyak

kehilangan kekakuannya sehingga kurva tidak linier lagi.

Modulus elastisitas yang besar menunjukkan kemampuan menahan tegangan

yang cukup besar dalam kondisi regangan yang masih kecil, artinya bahwa

beton tersebut mempunyai kemampuan menahan tegangan yang cukup besar

akibat beban-beban yang terjadi pada suatu regangan yang kecil.

Faktor yang mempengaruhi modulus elastisitas :

a. Kelembaban

Beton dapat mengembang dan menyusut bila terjadi perubahan suhu.

Akibatnya beton akan mengalami keretakan. Retak mengurangi kekuatan

elemen struktur

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

19

b. Agregat

Nilai modulus dan proporsi volume agregat dalam campuran mempengaruhi

modulus elastisitas beton. Semakin tinggi modulus agregat dan semakin besar

proporsi agregat dalam beton, semakin tinggi pula modulus elastisitas beton

tersebut.

c. Umur beton

Modulus elastisitas semakin besar seiring dengan bertambahnya umur beton

seperti kuat tekannya, namun modulus elastisitas bertambah lebih cepat

daripada kekuatan.

Menurut Murdock dan Brook (1991), modulus elastisitas yang sebenarnya atau

modulus pada suatu waktu tetentu dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan

2.2-2.5.

Modulus elastisitas (E)

………………….………………………………….…………..……...… (2.2)

Dimana :

Tegangan (σ) A

P

………………………………………………….……………………………………..(2.3)

Regangan (ε)l

l

…………………………………………………………….......…………...….......…… (2.4)

Dengan P = beban yang diberikan (ton)

A = luas tampang melintang (mm2)

Δl = perubahan panjang akibat beban P (mm)

l = panjang semula (mm)

Berdasarkan rekomendasi ASTM C 469-94, perhitungan modulus elastisitas beton

yang digunakan adalah modulus chord, adapun perhitungan modulus elastisitas

chord (Ec) dapat dilihat pada persamaan 2.5.

Ec00005,0

2

12

SS …...........................................................…….………………………….…………..……(2.5)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

20

Dengan:

Ec = modulus elastisitas (MPa)

S2 = tegangan sebesar 40% x fc’ (MPa)

S1 = tegangan pada saat regangan arah longitudinal mencapai sebesar

0,00005, dalam MPa

2 = regangan longitudinal akibat tegangan S2

2.2.8. Scanning Electron Microscope SEM

Untuk melihat benda mikroskopis yang berukuran di bawah 200 nanometer,

diperlukan alat khusus yaitu mikroskop dengan panjang gelombang pendek. Alat

yang digunakan yaitu Scanning Electron Microscopy (SEM).

Scanning Electron Microscopy (SEM) adalah mikroskop elektron yang

menggambarkan sampel dengan memindai seberkas elektron dalam pola scan

raster. Elektron berinteraksi dengan atom yang menyusun sampel dan

menghasilkan sinyal yang berisi informasi tentang topografi permukaan sampel,

komposisi dan sifat-sifat lainnya seperti konduktivitas listrik. Alat ini digunakan

untuk mengamati detail permukaan sel atau struktur mikroskopik lainnya, dan

mampu menampilkan pengamatan obyek secara tiga dimensi (Ramadhania, 2012).

(http://kreasiumbiku.blogspot.com/2013/01/sem-scanning-electron-

microscopy.html)

Prinsip kerja Scanning Electron Microscopy (SEM) dapat dijabarkan sebagai

berikut :

1. Sebuah pistol elektron memproduksi sinar elektron dan dipercepat dengan

anoda.

2. Lensa magnetik memfokuskan elektron menuju ke sampel.

3. Sinar elektron yang terfokus memindai (scan) keseluruhan sampel dengan

diarahkan oleh koil pemindai.

4. Ketika elektron mengenai sampel maka sampel akan mengeluarkan elektron

baru yang akan diterima oleh detektor dan dikirim ke monitor (CRT).

Secara lengkap skema SEM dijelaskan oleh gambar dibawah ini:

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

21

Gambar 2.2. Prinsip kerja SEM

(Sumber: Lowa State University in Radiological & Enviromental Management ,

2012)

Aplikasi dari teknik Scanning Electron Microscopy (SEM) adalah sebagai

berikut:

1. Topografi

Menganalisa permukaan dan teksture (kekerasan, reflektivitas dsb)

2. Morfologi

Menganalisa bentuk dan ukuran dari benda sampel

3. Komposisi

Menganalisa komposisi dari permukaan benda secara kuantitatif

dan kualitatif.