BAHAN KONSTRUKSI

SEMEN

Semen adalah perekat hidrolis bahan bangunan. Semen merupakan bahan

campuran yang secara kimiawi aktif setelah berhubungan dengan air. Semen

berfungsi sebagai perekat agregat dan juga sebagai bahan pengisi. Pada

umumnya beton mengandung 25 - 40% pasta semen (semen+air).

SEJARAH SEMEN

Semen pada awalnya merupakan hasil pencampuran batu kapur dan abu vulkanis.

Pertama kali ditemukan di zaman Kerajaan Romawi, tepatnya di Pozzuoli,

dekat teluk Napoli, Italia. Bubuk itu lantas dinamai pozzuolana.

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 Eddystonedi

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.

BAHAN BAKU SEMEN (OPC TIPE I)

1. Batu kapur (Limestone) digunakan sebanyak ± 81 %.

Batu kapur merupakan sumber utama oksida yang mempumyai rumus CaCO3

(Calcium Carbonat),pada umumnya tercampur MgCO3 dan MgSO4. Batu kapur

yang baik dalam penggunaan pembuatan semen memiliki kadar air ± 5%.

2. Pasir silika digunakan sebanyak ± 9 %

Pasir silika memiliki rumus SiO2 (silikon dioksida). Pada umumnya pasir

silika terdapat bersama oksida logam lainnya, semakin murni kadar SiO2

semakin putih warna pasir silikanya, semakin berkurang kadar SiO2

semakin berwarna merah atau coklat, disamping itu semakin mudah

menggumpal karena kadar airnya yang tinggi. Berfungsi untuk menaikkan

kandungan SiO2 pada semen. Pasir silika yang baik untuk pembuatan semen

adalah dengan kadar SiO2 ± 90%.

3. Tanah liat (clay) digunakan sebanyak ± 9 %.

Rumus kimia tanah liat yang digunakan pada produksi semen

SiO2Al2O3.2H2O. Tanah liat yang baik untuk digunakan memiliki kadar air

± 20 %, kadar SiO2 tidak terlalu tinggi ± 46 %

4. Pasir besi digunakan sebanyak ± 1%.

Pasir besi memiliki rumus kimia Fe2O3 (Ferri Oksida) yang pada umumnya

selalu tercampur dengan SiO2 dan TiO2 sebagai impuritiesnya. Fe2O3

berfungsi sebagai penghantar panas dalam proses pembuatan terak semen.

Kadar yang baik dalam pembuatan semen yaitu Fe2O3 ±  75% – 80%.

5. Pada penggilingan akhir digunakan gipsum sebanyak 3-5% total pembuatan

semen. Berfungsi sebagai zat pelambat pengerasan.

Pada beberapa jenis semen ditambahkan bahan tambah berupa pozzolan yang

memiliki sifat-sifat khusus.

TAHAPAN PRODUKSI SEMEN

1. Raw Material Extraction & Preparation

Pertama-tama dilakukan persiapan bahan baku baik penambangan (quarry)

limestone maupun clay (tanah liat). Tahapan penambangan seperti pada

umumnya, ada drilling, blasting, haulage dan loading, selengkapnya bisa

di liat di referensi mengenai penambangan. Ukuran limestone (batu kapur)

hasil tambang umumnya masih besar, sehingga hasil tambang tadi dibawa ke

Crusher. Crusher berfungsi untuk mengecilkan ukuran limestone hasil

tambang. Maksimum ukuran limestone yang masuk ke crusher adalah 1500 mm

dan setelah keluar crusher menjadi sekitar 75 mm. Mungkin ada sebagian

yang bingung gimana persiapan dari bahan baku yang lain seperti clay,

pasir silika dan pasir besi. Ketiga bahan baku itu juga punya treatment

sendiri-sendiri.

Setelah limestone melewati crusher, limestone tersebut ditampung di

sebuah tempat (storage). Ditempat ini terjadi proses pre-homogenization.

Limestone hasil dari crushing tadi tentunya belum sepenuhnya memiliki

ukuran yang sama, sebagian ada yang terlalu kecil, artinya ukurannya

belum sama. Pada storage ini, limestone yang ukurannya berbeda tersebut

disebar merata (komposisinya) sehingga homogen. Ada beberapa alat yang

dipakai pada proses pre-homogenization ini, seperti stack dan reclamer.

2. Raw Meal Preparation

Dari storage tersebut limestone dibawa oleh belt conveyor menuju bin

silo, demikian pula dengan clay, pasir silika dan pasir besi masuk ke

bin silo masing-masing seperti gambar berikut.

Bin Silo

Keempat bahan baku tersebut mulai dicampurkan pada Bin Silo. Setelah

bahan baku tersebut dicampur,maka material tersebut yang disebut Raw

Material. Bahan baku tersebut kemudian masuk ke dalam unit operasi yang

disebut Raw Mill (RM), seperti pada gambar berikut.

Vertical Raw Mill

Tujuan utama Raw Mill adalah:

1. Grinding

Material campuran yang masuk dihaluskan lagi, yang semula 70 mm,

setelah keluar dari RM menjadi 9 Mikro.

2. Drying

Material campuran dikeringkan sampai kelembaban 1%. Media pengeringan

adalah hot gas yang berasal dari Kiln

3. Transport

Hot gas yang dipakai untuk mengeringkan material pada Raw Mill juga

berfungsi untuk mentransportasikan material campuran tersebut.

4. Separating

Selama proses di RM, material yang sudah halus kemudian menuju tahapan

proses berikutnya, sedangkan yang masih kasar akan terus mengalami

penggilingan (grinding) sampai halus.

Setelah keluar dari RM, bahan material ini disebut dengan istilah

Raw Mix atau Raw Meal. Raw meal ini kemudian masuk lagi ke sebuah

storage atau biasa disebut Blending Silo. Selain bertujuan untuk

penyimpanan sementara, Blending Silo berfungsi untuk tempat

homogenization. Proses Homogenization intinya sama Pre-homogenization,

cuma ukurannya aja yang beda dan bahan penyusunnya juga sudah tercampur.

Pre-homogenization materialnya hanya limestone saja, sedangkan

Homogenization terdiri dari empat bahan baku semen. Sehingga proses

homogenisasi yang dilakukan bertujuan untuk memaksimalkan pencampuran

dari keempat bahan tersebut.

3. Clincker Manufacture

Raw Meal kemudian masuk ke sebuah unit operasi yang disebut dengan Pre-

heater. Pre-heater ini terdiri dari beberapa siklon, umunya terdiri dari

4-5 siklon (4-5 stage) seperti gambar berikut.

Pre-heater

Fungsinya sebagai pemanasan awal sebelum masuk ke proses

selanjutnya. Media pemanasan sama di RM, yaitu berasal dari hot gas dari

Kiln. Namun, Inti utamanya dari proses pemanasan ini adalah untuk

terjadinya proses Pre-calcination. Dari proses kalsinasi ini mulai lah

terbentuk oksida-oksida pembentuk Klinker (hasil proses di Kiln). Proses

kalsinasi adalah sebagai berikut:

CaCO3 —-> CaO + CO2

Reaksi ini terjadi pada suhu sekitar 800°C. Dari reaksi di atas,

yang paling utama adalah CaO. Proses kalsinasi di Pre-heater hanya

sekitar 95% nya, sisanya dilakukan di Kiln. Setelah keluar dari Pre-

heater, material ini disebut dengan Kiln Feed. Kiln Feed ini masuk ke

unit operasi pembentuk klinker (terak) yang disebut dengan Rotary Kiln,

seperti gambar berikut.

Rotary Kiln

Di sini terjadi proses kalsinasi lanjutan. Suhunya mencapai sekitar

1400ºC. Suhu sebesar ini diperoleh dari pembakaran bahan bakar, biasanya

digunakan batu bara, IDO (Industrial Diesel Fuel Oil), Natural Gas,

Petroleum Coke, dan lain sebagainya. Pada suhu sebesar ini, di Kiln

terjadi reaksi-reaksi logam sehingga dihasilkan mineral-mineral baru,

yaitu:

1. C3S (3CaO.SiO2)

2. C2S (2CaO.SiO2)

3. C3A (3CaO.Al2O3)

4. C4AF (4CaO.Al2O3.Fe2O3)

Mineral-mineral di atas yang kemudian membentuk Clincker

(klinker/terak). Setelah melewati Kiln, klinker ini masuk ke dalam

Cooler untuk menurunkan suhu hingga 100 ºC. Tujuannya diantaranya:

1. Heat recuperation

2. Keamanan (safety) dalam melakukan transportasi dan storage

3. Kualitas Klinker itu sendiri

Clinker (klinker)

Klinker merupakan cikal bakal semen. Kualitas dari Klinker ini

sebetulnya bisa dikendalikan, yaitu semenjak proses pencampuran oleh Bin

Silo yang dilakukan sebelum masuk ke Raw Mill. Indikator-indikator

kuliatasnya adalah dengan menghitung nilai LSF (Lime Stone Factor), SM

(Silica Modulus) dan AM (Aluminate Modulus). Nilai ini juga dapat

memandu untuk membuat berbagi jenis atau tipe semen.

4. Cement Grinding

Setelah melewati Cooler, Klinker ini kemudian dilewatkan ke Finish

Mill. Pada equipment ini klinker berubah menjadi powder. Jadi di dalam

Cement Mill ini klinker tadi ditumbuk, digerus pakai bola-bola besi,

Cemen Mill berputar sehingga bola-bola tersebut menggerus klinker

menjadi powder lagi. Bentuk Cement Mill atau Finish Mill sebagai

berikut.

Finish Mill atau Cement Mill

Sebelum digiling, biasanya komposisi Klinker ditambah oleh bahan-

bahan tambahan seperti Gipsum, Pozzolan, Trash dan lain sebagainya.

Untuk membuat semen Tipe I cukup ditambah gipsum saja. Setelah halus,

klinker ini berubah namanya menjadi hasil akhir yaitu semen. Semen ini

kemudian ditampung di Cement Silo sebelum akhirnya dikirim ke Bin Cement

untuk proses Packing and Dispatch.

5. Packing and Dispatch

Langkah terakhir adalah pengepakan semen-semen. Setelah dari Cement

Silo, semen ditransport ke Bin Cement dan akhirnya ada yang di packing

dan ada yang dimasukan ke bulk (curah).

Bulk (curah)

Packing

Diagram Alir Tahapan Produksi Semen

JENIS SEMEN

a. SEMENT PORTLAND (OPC)

Semen portland diklasifikasikan dalam lima tipe yaitu :

1. Tipe I (Ordinary Portland Cement)

Semen Portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratn

khusus seperti yang dipersyaratkan pada tipe-tipe lain. Tipe semen ini

paling banyak diproduksi dan banyak di pasaran.

2. Tipe II (Moderate sulfat resistance)

Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap

sulfat atau panas hidrasi sedang. Tipe II ini mempunyai panas hidrasi

yang lebih rendah dibanding semen Portland Tipe I. Pada daerah–daerah

tertentu dimana suhu agak tinggi, maka untuk mengurangi penggunaan air

selama pengeringan agar tidak terjadi srinkage (penyusutan) yang besar

perlu ditambahkan sifat moderat “Heat of Hydration” 

3. Tipe III (High Early Strength)

Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan kekuatan yang tinggi

pada tahap permulaan setelah pengikatan terjadi.Semen tipe III ini dibuat

dengan kehalusan yang tinggi blaine biasa mencapai 5000 cm2/gr dengan

nilai C3S nya juga tinggi. Beton yang dibuat dengan menggunakan semen

Portland tipe III ini dalam waktu 24 jam dapat mencapai kekuatan yang

sama dengan kekuatan yang dicapai semen Portland tipe I pada umur 3 hari,

dan dalam umur 7 hari semen Portland tipe III ini kekuatannya menyamai

beton dengan menggunakan semen portland tipe I pada umur 28 hari

4. Tipe IV (Low heat Of Hydration)

Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan panas hidrasi rendah.

Penggunaan semen ini banyak ditujukan untuk struktur Concrette (beton)

yang massive dan dengan volume yang besar, seprti bendungan, dam,

lapangan udara. Di mana kenaikan temperatur dari panas yang dihasilkan

selama periode pengerasan diusahakan seminimal mungkin sehingga tidak

terjadi pengembangan volume beton yang bisa menimbulkan cracking (retak).

Pengembangan kuat tekan (strength) dari semen jenis ini juga sangat

lambat jika dibanding semen portland tipe I.

5. Tipe V (Sulfat Resistance Cement)

Semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan tinggi

terhadap sulfat. Semen jenis ini cocok digunakan untuk pembuatan beton

pada daerah yang tanah dan airnya mempunyai kandungan garam sulfat tinggi

seperti: air laut, daerah tambang, air payau. Sangat cocok untuk

instalasi pengolahan limbah pabrik, konstruksi dalam air, jembatan,

terowongan, pelabuhan, dan pembangkit tenaga nuklir.

b. WATER PROOFED CEMENT

Water proofed cement adalah campuran yang homogen antara semen Portland

dengan “Water Proofing Agent”, dalam jumlah yang kecil seperti: Calcium,

Aluminium, atau logam stearat lainnya. Semen ini banyak dipakai untuk

konstruksi beton yang berfungsi menahan tekanan hidrostatis, misalnya

tangki penyimpanan cairan kimia.

c. WHITE CEMENT (SEMEN PUTIH)

Semen putih dibuat umtuk tujuan dekoratif, bukan untuk tujuan

konstruktif. Pembuatan semen ini membutuhkan persyaratan bahan baku dan

proses pembuatan yang khusus, seperti misalnya bahan mentahnya

mengandung oksida besi dan oksida manganese yang sangat rendah (dibawah

1 %).

d. HIGH ALUMINA CEMENT

High Alumina cement dapat menghasilkan beton dengan kecepatan pengersan

yang cepat dan tahan terhadap serangan sulfat, asam akan tetapi tidak

tahan terhadap serangan alkali.

e. SEMEN ANTI BAKTERI

Semen anti bakteri adalah campuran yang homogen antara semen Portland

dengan “anti bacterial agent” seperti germicide. Bahan tersebut

ditambahkan pada semen Portland untuk “Self Desinfectant” beton terhadap

serangan bakteri dan jamur yang tumbuh. Sedangkan sifat-sifat kimia dan

fisiknya hampir sama dengan semen Portland tipe I. Penggunaan semen anti

bakteri antara lain:

Kamar mandi

Kolam-kolam

Lantai industri makanan

Keramik

Bangunan dimana terdapat jamur pathogenic dan bakteri

f. OIL WELL CEMENT

Oil well cement adalah semen Portland semen yang dicampur dengan bahan

retarder khusus seperti asam borat, casein, lignin, gula atau organic

hidroxid acid. Fungsi dari retarder disini adalah untuk mengurangi

kecepatan pengerasan semen, sehingga adukan dapat dipompakan kedalam

sumur minyak atau gas.

g. BLENDED CEMENT (SEMEN CAMPUR)

Semen campur dibuat karena dibutuhkannya sifat-sifat khusus yang tidak

dimiliki oleh semen portland. Untuk mendapatkan sifat khusus tersebut

diperlukan material lain sebagai pencampur. Jenis semen campur:

1. Semen Portland Pozzolan (SPP) atau Portland Pozzolan Cement (PPC)

Semen Portland pozzolan (SPP) atau dikenal juga sebagai Portland

Pozzolan Cement (PPC) adalah merupakan semen hidrolisis yang terdiri

dari campuran yang homogen antara semen Portland dengan bahan pozzolan

(Trass atau Fly Ash) halus, yang diproduksi dengan menggiling klinker

semen Portland dan bahan pozzolan bersama-sama atau mencampur secara

merata semen Portland dan bahan pozzolon atau gabungan antara

menggiling dan mencampur.

2. Portland Blast Furnace Slag Cement

Portland Blast Furnace Slag Cement adalah semen Portland yang dicampur

dengan kerak dapur tinggi secara homogen dengan cara mencampur bubuk

halus semen Portland dengan bubuk halus slag atau menggiling bersama

antara klinker porland dengan butiran slag.  Activitas slag (Slag

Activity) bertambah dengan bertambahnya ratio CaO + MgO/SiO2 + Al2O3

dan glass content. Tetapi biasanyan keberadaan ratio oksida dan glass

Content tersebut saling berkebalikan. Beberapa sifat slag semen adalah

sabagai berikut :

Jika kehalusannya cukup, mempunyai kekuatan tekan yang sama dengan

semen portland.

Betonnya lebih stabil dari pada beton semen portland

Mempunyai permebility yang rendah

3. Semen Mosonry

Semen masonry pertama kali diperkenalkan di USA, kemudian berkembang

kebeberapa negara.Secara tradisional plesteran untuk bangunan umumnya

menggunakan kapur padam, kemudian meningkat dengan dipakainya semen

portland yang dicampur dengan kapur padam. Namun karena dianggap

kurang praktis maka diperkanalkan Semen Masonry .

4. Semen Portland Campur (SPC) atau Portland Composite Cement (PCC)

Menurut SNI 17064-2004, Semen Portland Campur adalah Bahan pengikat

hidrolisis hasil penggilingan bersama sama terak (clinker) semen

portland dan gibs dengan satu atau lebih bahan anorganik, atau hasil

pencampuran antara bubuk semen portland dengan bubuk bahan bahan

anorganik lain. Bahan anorganik tersebut antara lain terak tanur

tinggi (blastfurnace slag), pozzoland, senyawa silika, batu kapur,

dengan kadar total bahan anorganik 6 – 35 % dari massa semen portland

composite. Menurut Standard Eropa EN 197-1 Portland Composite Cement

atau Semen Portland Campur dibagi menjadi 2 Type berdasarkan jumlah

Aditive material aktif

Type II/A-M mengandung 6 – 20 % aditif

Type II/B-M mengandung 21 – 35 % aditif

Jika pada Portland Pozzolan Cement (Semen Portland Pozzolan) aditif

yang digunakan hanya 1 jenis maka pada Portland Composite Cement ini

aditif yang digunakan lebih dari 1 jenis atau 2 jenis maka semen ini

dikelompokkan pada TERNARY CEMENT.

SELF COMPACTING CONCRETE

Seringkali pula diperlukan beton dengan mutu dan slump sangat tinggi, dua

hal yang pada dasarnya saling bertolak belakang pada beton campuran normal.

Beton dengan spesifikasi slump sangat tinggi (encer) lebih dikenal dengan

sebutan beton dengan pemadatan mandiri (self compacting concrete – SCC) atau sering

juga disebut beton alir (flowing concrete). Self Compacting Concrete adalah beton

segar yang sangat plastis dan mudah mengalir karena berat sendirinya

mengisi keseluruh cetakan yang dikarenakan beton tersebut memiliki sifat-

sifat untuk memadatkan sendiri, tanpa adanya bantuan alat penggetar untuk

pemadatan. Beton jenis ini semakin banyak dipakai karena selain dapat

memiliki kekuatan yang sangat tinggi, tetapi tetap lecak dalam pelaksanaan.

Sedemikian lecaknya sehingga dalam pengetesannya dikenal juga istilah slump

flow test untuk mengetahui daya sebar dari campuran beton segar. Beton SCC

yang baik harus tetap homogen, kohesif, tidak segregasi, tidak terjadi

blocking dan tidak bleeding.

Pemakaian beton SCC dapat  meningkatkan kualitas beton oleh  karena

dapat menghindari sebagian dari potensi kesalahan manusia akibat

manual compaction. Pemadatan yang kurang sempurna pada saat proses

pengecoran dapat mengakibatkan berkurangnya durabilitas beton. Sebaliknya

dengan beton SCC, struktur beton menjadi lebih padat terutama pada daerah

pembesian yang sangat rapat, dan waktu pelaksanaan pengecoran juga lebih

cepat. Kinerja kelecakan ini tercapai berkat bahan tambah superplasticizer

yang dimasukkan ke dalam beton seperti jenis polymer. Aditif ini seolah-

olah akan menyelimuti partikel-partikel semen sehingga dalam interval waktu

tertentu, antar partikel semen tidak terjadi reaksi ”tarik-menarik”.

Tambahan super platicizer, aditif  mineral dan aditif lain ini selain

membuat beton tetap lecak/encer, tetapi juga akan menghasilkan beton dengan

kuat tekan tinggi bahkan berkinerja tinggi (high performance concrete).

SCC cocok untuk struktur-struktur yang sangat sulit untuk dilakukan

pemadatan manual misalnya karena tulangan yang sangat rapat ataupun karena

bentuk bekisting tidak memungkinkan, sehingga dikhawatirkan akan terjadi

keropos apabila dipadatkan secara manual. Selain itu bisa juga

diaplikasikan untuk lantai, dinding, tunel, beton precast dan lain-lain.

Di Indonesia sendiri, saat ini relatif tidak menemukan kesulitan untuk

membuat SCC, namun untuk beton dengan tujuan pencapaian kekuatan awal

tinggi, SCC masih memerlukan bahan tambahan lain sehingga menghasilkan SCC

dengan kekuatan awal tinggi yang biasa disebut High Early Strength Self Compacting

Concrete (HESSCC). Penggunaan Silica Fume sebesar 2 % dan Glenium Ace-80 sebesar 2.5

% sudah mampu mencapai kriteria self compactible sekaligus kuat tekan awal (High

Early Strength) yang baik pula, karena nilai water-binder ratio tetap dijaga pada

nilai yang rendah.

Untuk mendapatkan campuran beton SCC dengan tingkat workability yang

tinggi perlu juga diperhatikan hal-hal sebagai berikut :

Agregat kasar dibatasi jumlahnya sampai kurang lebih 50% dari volume

padatnya.

Pembatasan jumlah aggregat halus kurang lebih 40% dari volume mortar.

Water Binder Ratio dijaga pada level kurang lebih 0.3

Saat ini terdapat beberapa produsen yang menyediakan aditif super

plasticizer dan aditif lain untuk keperluan SCC. Aditif mineral tertentu

juga relatif mudah didapat dengan harga yang ekonomis. Meskipun demikian,

pemahaman memadai mengenai material, perilaku dan metode pelaksanaannya

tetap harus diperhatikan sebelum menggunakan SCC.

Beberapa pakar meramalkan SCC akan merupakan salah satu beton masa

depan karena keunggulannya, tentunya dengan kinerja yang lebih baik lagi.

KELEBIHAN SELF COMPACTING CONCRETE (SCC)

Kelebihan dari SCC diantaranya :

- Sangat encer, bahkan dengan bahan aditif tertentu bisa menahan slump

tinggi dalam jangka waktu lama (slump keeping admixture).

- Tidak memerlukan pemadatan manual.

- Lebih homogen dan stabil.

- Kuat tekan beton bisa dibuat untuk mutu tinggi atau sangat tinggi.

- Lebih kedap, porositas lebih kecil.

- Susut lebih rendah.

- Dalam jangka panjang struktur lebih awet (durable).

- Tampilan permukaan beton lebih baik dan halus karena agregatnya biasanya

berukuran kecil sehingga nilai estetis bangunan menjadi lebih tinggi.

- Karena tidak menggunakan penggetaran manual, lebih rendah polusi suara

saat pelaksanaan pengecoran.

- Tenaga kerja yang dibutuhkan juga lebih sedikit karena beton dapat

mengalir dengan sendirinya sehingga dapat menghemat biaya sekitar 50 %

dari upah buruh.

SUPERPLASTIZER

Penggunaan superplasticizer mulai dkembangkan di Jepang dan Jerman pada

tahun 1960-an dan menyusul kemudian di Amerika Serikat pada 1970-an.

Superplasticizer adalah polimer linear yang mengandung sulfonic acid (asam

sulfonat), yang secara umum terbagi menjadi 4 jenis/kelompok :

Sulfonated melamine-formaldehyde condensates (SMF)

Sulfonated naphthalene-formaldehyde condensates (SNF)

Modified lignosulfonates (MLS)

Polycarboxylate derivatives, misal jenis polycarbonix ether (PCE)

SIFAT SUPERPLASTICIZER

Superplasticizer tersusun atas asam sulfonat yang berfungsi menghilangkan

gaya permukaan pada partikel semen sehingga lebih menyebar, melepaskan air

yang terikat pada kelompok partikel semen, untuk menghasilkan

viskositas/kekentalan adukan pasta semen atau beton segar yang lebih

rendah.

PEMANFAATAN SUPERPLASTICIZER

Efek superpasticizer pada beton segar yang dimanfaatkan adalah kemampuannya

untuk :

meningkatkan slump dan workability (slump hingga 23 cm)

mengurangi pemakaian air

mengurangi pemakaian semen

Secara umum tujuan yang ingin dicapai dengan penggunaan superplasticizer

adalah untuk  :

mencapai posisi pengecoran yang sulit melakukan pemadatan

dengan vibrator -- karena dapat menghasilkan beton segar yang dapat

mengalir dengan lebih baik dengan slump hingga 23 cm

menghasilkan beton mutu tinggi -- dengan mengurangi air sehingga

faktor air semen yang merupakan faktor utama penentu mutu beton dapat

diminimalkan sekecil mungkin, sehingga hanya air yang diperlukan

untuk reaksi hidrasi semen saja yang digunakan

menghasilkan beton dengan permeabilitas yang lebih rendah (lebih

kedap air) -- dengan pengurangan pemakaian air dankemampuan

menyebarkan partikel semen dalam adukan beton segar, dapat

menghasilkan kepadatan beton yang lebih baik sehingga lebih kedap air

menghasilkan beton yang setara mutunya dengan faktor air semen yang

lebih kecil, sehingga pemakaian semen menjadi lebih sedikit -- namun

pemakaian untuk tujuan ini tidak terlalu sering digunakan, karena

jumlah semen minimum yang disyaratkan untuk beton tertentu harus

dipenuhi

Kemampuan superplasticizer untuk meningkatkan slump beton segar tergantung

pada :

jenis, takaran dan waktu penambahan superpasticizer

faktor air semen dan jumlah semen yang digunakan dalam adukan beton

segar

Superplasticizer dapat digunakan untuk hampir semua jenis semen. Takaran

penggunaan superplasticizer harus mengikuti rekomendasi dari produsen, yang

dapat dilihat pada brosur teknis atau panduan pemakaian -- secara umum

penggunaannya pada beton normal adalah 1-3 liter per m³ beton segar untuk

tujuan meningkatkan workability (dapat dicampurkan di lokasi proyek sebelum

penuangan beton segar)

Penggunaan untuk mengurangi pemakaian air dapat dilakukan dengan

takaran 5-20 liter per m³ beton segar namun hal ini harus dilakukan

di batching plant dengan pengawasan engineer sehubungan dengan

penggabungannya dengan bahan tambah yang bersifat retarding -- yang tujuan

utamanya adalah menghasilkan beton mutu tinggi dengan pemakaian semen yang

tetap.

KEKURANGAN SUPERPLASTICIZER

Efek negatif dari penggunaan superplasitcizer adalah kehilangan slump yang

relatif cepat, sehingga walaupun workability meningkat cukup besar, waktu

pengerjaannya menjadi lebih singkat  -- dalam waktu sekitar satu jam

setelah penambahan superplasticizer, workability-nya akan relatif hilang

karena slump loss (kehilangan slump) yang sangat cepat.

Slump loss atau kehilangan slump berbeda dengan setting beton,

walaupun dalam bahasa praktis di lapangan sering dikatakan bahwa jika

ditambah superplasticizer maka waktu setting menjadi lebih cepat --

sebenarnya waktu settingnya tidak menjadi lebih cepat namun karena

penurunan nilai slump (kehilangan slump) yang relatif cepat, secara visual

dan pengerjaannya menimbulkan kesan bahwa beton sudah mengeras dalam arti

memasuki masa setting.

Untuk mengakali efek negatif ini, penambahan superplasticizer dapat

dicampurkan sesaat sebelum beton segar dituang di lapangan -- namun perlu

sangat diperhatikan takaran/dosis penggunaannya terutama jika penambahan

superplasticizer dilakukan setelah beton segar dituang sebagian yang

mengakibatkan kesulitan mengetahui sisa beton segar yang masih ada di dalam

mobil mixer.

SERAT FIBER

Penambahan serat kedalam beton akan meningkatkan kuat tarik beton yang

umumnya sangat rendah. Pertambahan kuat tarik akan memperbaiki kinerja

komposit beton serat dengan kualitas yang lebih bagus dibandingkan dengan

beton konvensional.

Lebih rinci, keuntungan penambahan serat pada beton adalah: pertama,

serat terdistribusi secara acak di dalam beton pada jarak yang relatif

sangat dekat satu dengan yang lainnya. Hal ini akan memberi tahanan

terhadap tegangan berimbang ke segala arah dan memberi keuntungan material

struktur yang disiapkan untuk menahan beban dari berbagai arah. Kedua,

perbaikan perilaku deformasi seperti ketahanan terhadap impak, daktilitas

yang lebih besar, kuat lentur dan kapasitas torsi yang lebih baik. Ketiga,

serat meningkatkan ketahanan beton terhadap formasi dan pembentukan retak.

Keempat, peningkatan ketahanan pengelupasan {spalling} dan retak pada selimut

beton akan membantu pada penghambatan korosi besi tulangan dari serangan

kondisi lingkungan yang berpotensi korosi. Penggunaan serat sintetik akan

meningkatkan ketahanan material beton terhadap bahan api. Secara umum semua

keuntungan tersebut akan berarti peningkatan ketahanan struktur bangunan.

Imam,M {1997}.

JENIS SERAT

Serat yang digunakan pada konstruksi beton fiber terdiri atas serat alami

dan serat buatan.

1. Serat alami (Natural Fiber)

Umumnya terbuat dari bermacam-macam tumbuhan Sifatnya umumnya mudah

menyerap dan melepaskan air, serat alam mudah lapuk sehingga tidak

dianjurkan digunakan pada beton bermutu tinggi atau untuk penggunaan

khusus.

Contohnya :

Jerami

Serabut kelapa

Ijuk

serat pelepah pisang

serat daun nanas

Serat bambu/kayu

Sisal (rumput)

dll

2. Serat buatan

Umumnya dibuat dari senyawa-senyawa polimer. Mempunyai ketahanan tinggi

terhadap perubahan cuaca. Mempunyai titik leleh, kuat tarik, dan kuat

lentur tinggi. Digunakan untuk beton bermutu tinggi dan yang akan

digunakan secara khusus Berikut jenis-jenis serat buatan:

a. Serat Baja (Steel Fiber)

Sejumlah laporan riset dan penggunan praktis beton serat menunjukkan

bahwa untuk peningkatan kemampuan kontruksi umumnya digunakan serat

baja berukuran makro dengan panjang sekitar 2 cm atau lebih.

Penggunaan serat baja modern dengan berbagai bentuk; permukaan kasar

ujung berangkuar, bergelombang dan beberapa bentuk lain terbukti

sangat efektif meningkatkan kemampuan lentur, duktilitas ketahanan

menahan retak, ketahanan torsi dan ketahanan lelah (fatigue resistance),

Maidl,R B(1995) dan Ding,Y (2003). Dosis penggunaan yang umum adalah

0,25-2% takaran volume atau sekitar 20-50 kg serat baja per meter

kubik produksi beton.

Steel Fiber

Kelebihan serat baja:

1. Serat baja mempunyai kekuatan dan modulus elastisitas yang tinggi

2. Bahan ini tidak memberikan reaksi terhadap kandungan alkali semen

dan air

3. sifat mekanik serat baja adalah tahan lama, jadi kekuatan maupun

sifat mekaniknya tidak akan rusak dalam waktu yang singkat

Kekurangan serat baja:

1. Dapat menimbulkan karat jika tidak dilindungi dan hal ini menambah

berat konstruksi

2. Serat baja juga akan mengakibatkan terjadi penggumpalan (balling)

selama proses pengadukan.

b. Serat Kaca (Glass Fiber)

Serat kaca (glass fiber) banyak juga digunakan pada pekerjaan beton pada

pencampuran biasa atau beton semprot (shotcrete). Serat kaca banyak

dimanfaatkan untuk pembuatan pipa ,lembaran asbes dan sejumlah produk

beton pracetak. Keunggulan serat gelas adalah sifat alkali resistent

yang terksdang menjadi persoalan pada serat baja. Dosis penggunaan

serat kaca adalah sekitar maksimum 5 % takaran volume atau sekitar 1-

1,5 kg serat kaca per meter kubik beton.

Serat Kaca

Kekurangan serat kaca:

1. sangat mudah bereaksi dengan alkali semen.

2. Masalah lain serat kaca adalah harganya yang relatif mahal.

c. Serat sintetis (Synthetic Fiber)

Serat sintetik adalah serat buatan yang diperoleh dari pengembangan

produk petrokimia dan industri tekstil. Material ini di kenal dalam

banyak jenis seperti acrylic, aramid, carbon, nylon, polyethilene, polypropylene.

Serat sintetik umumnya cocok digunakan untuk ketahaan terhadap retak,

khususnya di umur dini, Braunch,J et.al{2002}. Dosis penggunaan serat

sintetik beragam dari 0.1% hingga 0,8% takaran volume.

Klasifikasi serat dalam plastik diperkuat jatuh ke dalam dua

kelas: (i) serat pendek, juga dikenal sebagai serat terputus, dengan

rasio aspek umum (didefinisikan sebagai rasio dari panjang serat

diameter) antara 20 sampai 60, dan (ii) serat panjang, juga dikenal

sebagai serat kontinu, rasio aspek umum adalah antara 200 sampai 500.

Serat Sintetis