Matrikulasi Beton

Rekayasa Beton

Produk Rekayasa Beton

Sejarah Beton

Kata concrete (beton) berasal dari bahasa Latin "concretus" (berarti padat atau sangat rapat) . Concrescere", dari komponen "con-" (bersama) dan "crescere" (bertumbuh).

Beton digunakan sebagai material konstruksi sejumlah struktur kuno

Semasa kerajaan Romawi, beton Romawi (Roman concrete or opus caementicium) dibuat dari kapur, pozzolan dan agregat karang dan pumice. Material ini digunakan di sejumlah bangunan struktur Romawi, sebagai kunci dalam sejarah Arsitektur yang menandai Revolusi Arsitektur Romawi yang membebaskan konstruksi Romawi dari pelarangan/pembatasan penggunaan batuan dan bata dan memungkinkan perancangan baru yang bersifat revolusioner dalam hal kompleksi-tas struktur dan dimensi struktur

Sejarah Beton

Concrete, as the Romans knew it, was a new and revolutionary material. Laid in the shape of arches, vaults and domes, it quickly hardened into a rigid mass, free from many of the internal thrusts and strains that troubled the builders of similar structures in stone or brick.

Komponen Beton

Pasta

Semen

/grout

Mortal

Beton

Matriks komposisi

Semen

+

Air

+

Agregat halus, misalnya pasir

+

Agregat kasar, misalnya kerikil

Komponen Beton

semen

agregat kasar

(kerikil)

agregat halus(pasir)

air

Proporsi Komponen Beton

Reaksi Semen dan Air pada Beton

Ca(OH)2 + H4SiO4 Ca2+ + H2SiO42 + 2 H2O CaH2SiO4 2 H2O

Produk Beton
Cetak di tempat (cast in situ)

Produk Beton
Beton Pracetak

Ketersediaannya (availability) meterial dasar. Biaya Relatif Murah, Agregat & air biasanya didapat dari lokal setempat kecual semen merupakan bahan termahal Kemudahan untuk digunakan (versatility). Pengangkutan mudah karena masing-masing bisa diangkut secara terpisah. Kemampuan beradaptasi (adaptability). Beton bersifat monolit sehingga tidak memerlukan sambungan seperti baja. Beton dapat dicetak dengan bentul dan ukuran berapapun, misalnya pada struktur cangkang (shell) maupun bentuk-bentuk khusus 3 dimensi. Beton dapat diproduksi dengan berbagai cara yang disesuaikan dengan situasi sekitarnya, Dari cara sederhana yang tidak memerlukan ahli khusus (kecuali beberapa pengawas yang sudah mempelajari teknologi beton), sampai alat modern di pabrik yang serba otomatis dan terkomputerisasi (industri beton yang profesional).
4. Kebutuhan pemeliharaan yang Minimal.

Secara umum ke tahanan (durability) beton cukup tinggi, lebih tahan karat, sehingga tidak perlu dicat seperti baja, dan lebih tahan terhadap bahaya kebakaran

*

Keunggulan Beton

Kelemahan Beton dan Cara Mengatasinya

Berat sendiri beton besar, sekitar 2.400 kg/m3.

Kekuatan tariknya rendah meskipun kekuatan tekannya besar.

Beton cenderung untuk retak karena semen hidraulis. Baja tulangan bisa berkarat, meskipun tidak terekspose separah struktur baja.

Kualitas sangat tergantung cara pelaksanaan di lapangan. Beton yang baik maupun yang buruk dapat terbentuk dari rumus dan campuran yang sama.

Struktur beton sulit untuk dipindahkan. Pemakaian kembali atau daur ulang sulit dan tidak ekonomis. Dalam hal ini struktur baja lebih unggul, misalnya tinggal melepas sambungannya saja.

Untuk elemen struktur: membuat beton mutu tinggi, beton pratekan, atau keduanya, sedangkan untuk elemen non-struktur dapat memakai beton ringan.

Memakai beton bertulang atau pratekan.

Melakukan perawatan (curing) yang baik untuk mencegah terjadinya retak, memakai beton pratekan, atau memakai bahan tambahan yang mengembang (expansive admixture)

Mempelajari teknologi beton dan melakukan pengawasan dan kontrol kualitas yang baik. Bila perlu bisa memakai beton jadi (ready mix) atau beton pracetak.

Beberapa elemen struktur dibuat pracetak (precast) sehingga dapat dilepas per elemen seperti baja. Kemungkinan untuk melakukan beton recycle sedang dioptimasikan.

*

Agregat Kasar dan Agregat Halus Beton

Kasar

(kerikil)

Halus

(pasir)

Material Pembentuk Beton

Uji Gradasi Butiran


Gradasi Butitan

Agregat bergradasi baik


Kendali Mutu Agregat Kasar
Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir keras dan tidak berpori. butir-butir pipih hanya dapat dipakai apabila jumlah butir-butir pipih tersebut tidak melebihi 20 % dari berat agregat seluruhnya. Butir-butir agregat kasar harus bersifat kekal, artinya tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca, seperti terik matahari dan hujan.Agregat kasar tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1 % yang ditentukan terhadap berat kering. Apabila kadar lumpur melampaui 1 % maka agregat kasar harus dicuci.Agergat kasar tidak boleh mengandung zat-zat yang dapat merusak beton, seperti zat-zat yang reaktif alkali.

Kendali Mutu Agregat Kasar (2)
Kekerasan butir-butir agregat kasar yang diperiksa dengan bejana penguji dari Rudelof dengan beton penguji 20 ton, yang harus memenuhi syarat-syarat : Tidak terjadi pembubukan sampai fraksi 9,5-19 mm lebih dari 24 % berat. Tidak terjadi pembubukan sampai 19-30 mm lebih dari 22 % berat.
Kekerasan ini dapat juga diperiksa dengan mesin Los Angeles. Dalam hal ini tidak boleh terjadi kehilangan berat lebih dari 50 %.
Agregat kasar harus terdiri dari butir-butir yang beranekaragam besarnya dan apabila diayak dengan susunan ayakan yang ditentukan dalam pasal 3.5 ayat 1 PBI 1971, harus memenuhi syarat sebagai berikut :Sisa diatas ayakan 31,5 mm harus 0 % berat .Sisa diatas ayakan 4 mm harus berkisar antara 90 % dan 98 % berat.Selisih antara sisa-sisa kumulatif diatas dua ayakan yang berurutan, maksimum 60 % dan minimum 10 % berat.

Agregat


Contoh Gradasi Agregat Kasar

Diameter Ayakan(mm)Berat TertahanBerat LolosKumulatif (%)ASTM C-33Gram%Kumulatif (%)25000100100192127,087,0892,9290 10012,51422,747,554,5845,42-9,5657,521,9576,5323,4720 554,7565321,898,331,670 102,36501,6710000 51,18001000-0,85001000-0,3001000-0,15001000-0001000-Jumlah2995,2100836,52--

Gradasi Agregat Kasar


Uji Kekerasan Agregat Kasar dengan
Los Angeles Abbration Test


Uji Specific Gravity Agregat


Kendali Mutu Agregat Halus (1)
Agregat halus terdiri dari butiran-butiran tajam dan keras, bersifat kekal dalam arti tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca, seperti panas matahari dan hujan.Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5 % terhadap jumlah berat agregat kering. Apabila kandungan lumpur lebih dari 5 %, agregat halus harus dicuci terlebih dahulu.Agregat halus tidak boleh mengandung bahan bahan organik terlalu banyak. Hal demikian dapat dibuktikan dengan percobaan warna dari Abrams Header dengan menggunakan larutan NaOH.

Kendali Mutu Agregat Halus (2)
Agregat halus terdiri dari butiran-butiran yang beranekaragam besarnya dan apabila diayak dengan susunan ayakan yang ditentukan dalam pasal 3.5 ayat 1 (PBI 1971), harus memenuhi syarat sebagai berikut :Sisa di atas ayakan 4 mm , harus minimum 2 % berat.Sisa di atas ayakan 1 mm , harus minimum 10 % berat.Sisa di atas ayakan 0,25 mm , harus berkisar antara 80 %-90 % berat.

Gradasi Agregat Halus

Ukuran saringan (mm)Persentase lolos saringanDaerah 1Daerah 2Daerah 3Daerah 410,004,802,401,200,600,300,1510090-10060-9530-7015-345-200-1010090-10075-10055-9035-598-300-1010090-10085-10075-10060-7912-400-1010095-10095-10090-10080-10015-500-15

Gradasi Agregat Halus


Pembuatan Agregat


Semen


Jenis Semen
Semen Portland (Ordinary Portland Cement / OPC)Semen Modifikasi (Khusus)
- Semen Campur (blended cement)

Semen PCC dan Semen PPC

- Semen Putih

- Semen Waterproof

- Semen Alumina Tinggi

dll


Semen portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis (mengeras bila bersentuhan dengan air) dengan gips sebagai bahan tambah.


Semen Portland

Semen Portland (Ordinary Portland Cement )

JenisPenggunaanIKonstruksi biasa dimana persyaratan yang khusus tidak diperlukanIIKonstruksi dimana diperlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedangIIIKonstruksi dimana dituntut memiliki kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadiIVKonstruksi dimana dituntut menghasilkan panas hidrasi yang rendahVKonstruksi dimana dituntut memiliki ketahanan yang tinggi terhadap sulfat

Semen Campur (Blended Cement)
Portland Composite Cement (PCC)
Indonesian Standard : SNI 15-7064-2004
European Standard : EN 197-1:2000 (42.5 N & 42.5 R)
untuk bangunan-bangunan pada umumnya, sama dengan penggunaan Semen Portland Tipe I dengan kuat tekan yang sama. PCC mempunyai panas hidrasi yang lebih rendah selama proses pendinginan dibandingkan dengan Semen Portland Tipe I, sehingga pengerjaannya akan lebih mudah dan menghasilkan permukaan beton/plester yang lebih rapat dan lebih halus.


Portland Composite Cement



Semen Portland Pozzolan (SPP)/(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 pozzolan atau gabungan antara menggiling dan mencampur.


Semen yang memenuhi persyaratan mutu semen Portland Pozzoland SNI 15-0302-2004 dan ASTM C 595 M-05 s. Dapat digunakan :

o konstruksi beton massa (bendungan, dam dan irigasi)

o Konstruksi Beton yang memerlukan ketahanan terhadap serangan sulfat (Bangunan tepi pantai, tanah rawa).

o Bangunan / instalasi yang memerlukan kekedapan yang lebih tinggi.

o Pekerjaan pasangan dan plesteran.

Semen Portland Pozzolan (SPP)/(PPC)


Semen Kedap Air (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.


Semen Putih (White Cement)

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 %).


Semen Alumina Tinggi (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. Semen tahan api juga dibuat dari High Alumina Cement, semen ini juga mempunyai kecepatan pengerasan awal yang lebih baik dari semen Portland tipe III. Bahan baku semen ini terbuat dari batu kapur dan bauxite, sedangkan penggunaannya adalah antara lain :

Rafractory Concrette

Heat resistance concrete

Corrosion resistance concrete


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


Semen untuk Sumur Minyak (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. Pada kedalaman 1800 sampai dengan 4900 meter tekanan dan suhu didasar sumur minyak atau adalah tinggi. Karena pengentalan dan pengerasan semen itu dipercepat oleh kenaikan temperature dan tekanan, maka semen yang mengental dan mengeras secara normal tidak dapat digunakan pada pengeboran sumur yang dalam


Semen untuk Sumur Minyak (Oil Well Cement)

Semen ini masih dibedakan lagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan

API Spesification 10 1986, yaitu :

KELAS ADigunakan untuk sumur sampai dengan kedalaman 1830 meter, apabila sifat-sifat khusus tidak dipersyaratkanKELAS BDigunakan untuk sumur sampai dengan kedalaman 1830 meter, apabila kondisi membutuhkan tahan terhadap sulfat sedangKELAS CDigunakan untuk sumur sampai dengan kedalaman 1830 meter, apabila kondisi membutuhkan sifat kekuatan tekan awal yang tinggiKELAS DDigunakan untuk sumur sampai dengan kedalaman 1830 sampai 3050 meter, dengan kondisi suhu dan tekanan yang sedangKELAS EDigunakan untuk sumur sampai dengan kedalaman 3050 sampai 4270 meter, dengan kondisi suhu dan tekanan yang tinggiKELAS FDigunakan untuk sumur sampai dengan kedalaman 3050 sampai 4880 meter, dengan kondisi suhu dan tekanan yang tinggiKELAS GDigunakan untuk cementing mulai surface casing sampai dengan kedalaman 2440 meter, akan tetapi dengan penambahan accelerator atau retarder. Dapat digunakan untuk semua range pemakaian, mulai dari kelas A sampai kelas E

Proses Pembuatan Semen


Komponen-Komponen Semen

KomponenPersen BeratTricalcium silicate50 %Ca3SiO5 or 3CaO.SiO2Dicalcium silicate25 %Ca2SiO4 or 2CaO.SiO2Tricalcium aluminate10 %Ca3Al2O6 or 3CaO .Al2O3Tetracalcium aluminoferrite10 % Ca4Al2Fe2O10 or 4CaO.Al2O3.Fe2O3 Gypsum5 %CaSO4.2H2O

Proses Reaksi Semen Agregat dan Air Pada Beton


Rancang Campur Beton (mix design concrete)

Rancang Campur Beton (Concrete Mix Design)

*

1. Tentukan Kuat Tekan Target

2. Tentukan standard deviasi kuat tekan menurut kualitas

kendali mutu
Tetapkan jenis semen yang akan digunakanPerkirakan faktor air semen yang akan digunakanTentukan berat air yang akan digunakanTentukan berat semen yang akan digunakanTentukan persentase pasir terhadap agregat totalTentukan berat jenis gabunganTentukan berat volume betonHitung berat agregat kasar dan agregat halus
Tahap Pelaksanaan Rancang Campur Beton


*

Nilai Deviasi Standar untuk Berbagai Tingkat Pengendalian Mutu Pekerjaan

Tingkat pengendalian mutu pekerjaanSd (MPa)Memuaskan2,8Sangat baik3,5Baik4,2Cukup5,6Jelek7,0Tanpa kendali8,4
*

Persyaratan faktor air semen maksimum

untuk berbagai pembetonan

Jenis pembetonanf.a.s. maksimumBeton di dalam ruang bangunan:keadaan keliling non-korosifkeadaan keliling korosif disebabkan oleh kondensasi atau uap korosi0,600,52Beton di luar ruang bangunan:tidak terlindung dari hujan dan terik matahari langsungterlindung dari hujan dan terik matahari langsung0,550,60
*

Penetapan Nilai slump (cm)

Pemakaian betonMaks.Min.Dinding, plat pondasi dan pondasi telapak bertulang12,55,0Pondasi telapak tidak bertulang, kaison, dan struktur di bawah tanah9,02,5Pelat, balok, kolom, dan dinding15,07,5Pengerasan jalan7,55,0Pembetonan masal7,52,5
*

Kebutuhan Semen Minimum untuk Berbagai Pembetonan

Jenis pembetonanSemen minimum (kg/m3 beton)Beton di dalam ruang bangunan:keadaan keliling non-korosifkeadaan keliling korosif disebabkan oleh kondensasi atau uap korosi275325Beton di luar ruang bangunan:tidak terlindung dari hujan dan terik matahari langsungterlindung dari hujan dan terik matahari langsung325275
*

Perkiraan Kebutuhan Air per m3 Beton (liter)

Besar ukuran maks. kerikil (mm)Jenis batuanSlump (mm)0 - 1010 - 3030 - 6060 - 18010Alami150180205225Batu pecah18020523025020Alami135160180195Batu pecah17019021022540Alami115140160175Batu pecah155175190205
*

Kurva Hubungan Faktor Air Semen (Fas)

Terhadap Kuat Tekan

Silinder Beton


*

ukuran butir maksimum 20 mm


Penentuan Proporsi Pasir Terhadap Berat Total Agregat

*

Penentuan Berat Volume Beton


*

Kuat tekan beton yang disyaratkan 28 hari = 30 MPaStandar deviasi (Sd) = 7 MPa (Tabel)Niai tambah (margin = M ) = 1,64.Sd = 1,64.7 = 12 MPafcr = fc + M = 30 + 12 = 42 MPaJenis semen = biasa ( OPC1)Jenis kerikil = batu pecah
Contoh Perhitungan

Tingkat pengendalian mutu pekerjaanSd (MPa)Memuaskan2,8Sangat baik3,5Baik4,2Cukup5,6Jelek7,0Tanpa kendali8,4
*

FAS = 0,40 (Gambar) FAS maksimal = 0,60Dipakai FAS rendah = 0,40Nilai Slump = 100 mm ( Tabel)Ukuran maksimal kerikil = 20 mmKebutuhan air = 225 liter (Tabel)
Kebutuhan semen =

= 562,5 kg/m3

Contoh Perhitungan

ukuran maks. kerikil (mm)Jenis batuanSlump (mm)0 - 1010 - 3030 - 6060 - 18010Alami150180205225Batu pecah18020523025020Alami135160180195Batu pecah17019021022540Alami115140160175Batu pecah155175190205
*

Kebutuhan semen minimum = 275 kg/m (Tabel) Dipakai semen = 562,5 kg/m3Penyesuaian FAS = tetap ( 225 liter air; FAS 0,40 )Golongan pasir = 2Persentase pasir terhadap campuran= 37% (Gambar)
Contoh Perhitungan

Jenis pembetonanSemen minimum (kg/m3 beton)Beton di dalam ruang bangunan:keadaan keliling non-korosifkeadaan keliling korosif disebabkan oleh kondensasi atau uap korosi275325Beton di luar ruang bangunan:tidak terlindung dari hujan dan terik matahari langsungterlindung dari hujan dan terik matahari langsung325275
*

BJcampuran = (37% x Bjag. halus) + (63% x Bjag. kasar)
= (37% x 2,47) + (63% x 2,66)

= 2,59
Wbeton = 2320 kg/m3

Contoh Perhitungan

*

Wpasir + kerikil = Wbeton A S
= 2320 225 562,5

= 1532,5 kg/m3

. Wpasir= (P / 100) x Wpasir + kerikil

= (37/100) x 1532,5

= 567,025 kg/m3

Wkerikil = Wpasir + kerikil Wpasir

= 1532,5 567,025

= 965,475 kg/m3


Contoh Perhitungan

*

Rencana campuran 1 m3 beton ( berat beton 2320 kg )
Semen Portland= 562,5kgPasir= 567,025 kgKerikil SSD= 965,475 kgAir = 225 liter (kg)

Contoh Perhitungan

*

Bahan Tambah Pada Campuran Beton (Additives)

Bahan Tambah (Additives)

Pengertian Bahan Tambah pada Beton

Bahan tambah merupakan bahan selain air, agregat, semendan perkuatan dengan menggunakan serat yang digunakan sebagai bahan campuran semen untuk memodifikasi sifat beton segar, waktu pengerasan, dan kinerja beton saat keras dan ditambahkan ke dalam adukan sebelum atau selama proses pencampuran (mixing)

(ASTM C 125, 2003)


Jenis Bahan Tambah

Admixture adalah bahan tambah yang digunakan dan ditambahkan saat pencampuran beton

Contoh : plasticizer, superplaticizer, accelerator, retarder dll

Beberapa bahan tambah yang di tambahkan sebelum proses pencampuran (mixing) :

Fly ash, mikro silika, slag, serat dll.


Jenis Admixture

1. Plasticizer dan Superplasticizer

digunakan untuk menghasilkan beton dengan tingkat workabilitas

yang tinggi. Biasanya digunakan pada beton mutu tinggi (High

Performance Concrete), beton memadat mandiri (Self

Compacting Concrete ).

Admixture ini disebut juga HRWR ( High Range Water Reducer)

Contoh produk : Viscocrete, Adiment, Aditon dll.
Retarder
Material retarder untuk memperlambat pengikatan semen,

misalnya karena jarak angkutan yang jauh dan antrian pengecoran


Contoh penggunaan Superplasticizer

Plasticizer dan superplasticizer meningkatkan kemampuan pengerjaan

(workability) dan kemampuan alir (flowability) dari beton

Jenis Admixture


Jenis Admixture

3. Accelerator

Accelerator digunakan untuk mempercepat pengikatan dan pengerasan Semen. Biasanya digunakan untuk pekerjaan beton pracetak di pabrik, pekerjaanJalan yang hanya tersedia waktu yang sedikit untuk menutup jalan. Penutupan lubang agar menghentikan aliran dengan tekanan tinggi dll

4. Pembuat pori

Biasanya digunakan pada pembuatan beton dengan pori yang banyak. Aplikasi seperti ini umumnya pada negara dengan empat musim


Jenis Admixture

ASTM mengelompokkan bahan admixture ke dalam golongan :

Tipe A : Water Reducing Admixture

Mengurangi penggunaan air (plasticizer)

Tipe B : Retarding Admixture

Memperlambat pengerasan /pengikatan beton

Tipe C : Accelerating Admixture

Mempercepat pengerasan beton

Tipe D : Water Reducing and Retarding Admixture

Kombinasi penguran air dan memperlambat pengerasan beton

Tipe E : Water Reducing and Accelerating Admixture

Kombinasi pengurangan air dan mempercepat pengerasan beton

Tipe F : Water Reducing , High Range Admixture

Kombinasi pengunrang air dan meningkatkan kestabilan adukan

beton segar (superplasticiser)


Jenis Bahan Tambah (additive) Lain

Material Pozzolanic

Fly ash (abu terbang), Micro silica (silica fume), metakaolin dll

Material serat

Serat logam, serat karbon, serat sintetik, serat kaca, serat alam dll


Fly ash (abu terbang)

Fly ash dapat digunakan sebagai bahan pengganti semen dalam pembuatan beton, fly ash bersifat sebagai pozzolan dan sebagai bahan pengisi (filler). Semen dengan fly ash akan terjadi reaksi pengikatan yaitu fly ash bereaksi dengan Ca(OH)2 hasil proses hidrasi semen yang kemudian membentuk kalsium silikat hidrat. Pemakaian sebagai filler pada beton karena fly ash sangat halus (kurang dari 1 m) sehingga dapat mengisi celah-celah pada beton.



Fly Ash (Abu Terbang)

Menurut ASTM C 618, fly ash dibagi menjadi 3 kelas yaitu :
Fly ash Kelas F
Didapat dari pembakaran batu bara anthraciteatau bitumen batu bara,

memiliki sifat pozzolanic.

Fly ash yang mengandung CaO lebih kecil 10%.

Kadar(SiO2 + Al2O3 + Fe2O3)>70%. Kadar CaO mencapai 50%.

Campuran beton menggunakan sebanyak 15% - 25% dari total berat binder.

.



Fly ash Kelas C
Didapat dari pembakaran batu bara lignite, selain memiliki sifat pozzolanic juga seidikit bersifat cementitious.

Kandungan kapur (lime) yang dimiliki dapat mencapai lebih 10%

Fly ash yang mengandung CaO di atas 10% yang dihasilkan dari pembakaran lignite atau subbitumen batu bara (batu bara muda). Kadar (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3) > 50%.

Campuran beton menggunakan sebanyak 15% - 35% dari

total berat binder.



Fly ash Kelas N
Material yang memenuhi kriteria kelas ini antara lain abu vulkanik dan batuan apung (pumicities).

Pozzolan alam atau hasil pembakaran yang dapat digolongkan antara lain tanah diatomic,opaline chertz dan shales, tuff dan abu vulkanik, dimana biasa diproses melalui pembakaran atau tidak melalui proses pembakaran.

Fly ash ini juga mempunyai sifat pozzolan yang baik.




Fly ash adalah produk sisa pembakaran batu bara




Manfaat Penggunaan Flyash
Meningkatkan workabilitas campuran beton (efek ball bearing)_ Beton lebih awet atau durabilitas meningkat Meningkatkan kuat tekan pada waktu jangka panjang Menurunkan serangan sulfat Menurunkan panas hidrasi Memperbaiki finishing beton Mengurangi susut



Perbandingan Mikrostruktur fly ash dengan mikrostruktur semen

Mikrostruktur fly ash




Reaksi Fly ash pada Beton




*

Deicing salt induced damage to the underside of a bridge.

conc224

*

Concrete in marine structures is also susceptible to chloride-induced corrosion.

conc211

conc212

Micro Silica atau Silicafume

Silicafume merupakan bahan tambah untuk beton yang berbentuk debu halus dan memiliki ukuran partikel sangat kecil (sekitar 1/100 ukuran rata- rata partikel semen) dan merupakan hasil sampingan abu pembakaran dari proses pembuatan silicon metal atau silicon alloy dalam tungku pembakaran listrik.

Fungsi dari silicafume adalah untuk mengurangi porositas beton, sehingga memiliki pengaruh pada kekuatan beton dan sering digunakan untuk menghasilkan beton dengan mutu tinggi.



Kadar campuran yang diberikan berkisar 5% - 10 % dari berat semen

Silica Fume ...

Very fine noncrystalline silica produced in electric arc furnaces as a byproduct of the production of elemental silicon or alloys containing silicon; also known as condensed silica fume or microsilica.

-- ACI 116R

Micro silica atau Silica Fume



*

ACI 116R-90, Cement and Concrete Terminology.

PerbandinganPartikel Silica Fume terhadap Komponen Halus Lainnya




Meningkatkan workability dengan waktu pengerjaan yang lebih lama.Meningkatkan cohesiveness dan stability.Meningkatkan durabilitas beton.Permeabilitas beton sangat berkurang.Meningkatkan ketahanan beton terhadap reaksi karbonasi.Mengurangi infiltrasi klorida atau garam.Meningkatkan kekuatan beton pada umur awal.

Manfaat Penggunaan Silica Fume pada Beton



Manfaat Penggunaan Silica Fume pada Beton




*

This slide summarizes the effects of adding silica fume to concrete.

conc705.2

Material komposit berupa campuran beton konvensional dengan bahan serat yang terdistribusi acak

Beton konvensional :

agregat (kerikil + pasir) + semen + air

Beton serat :

agregat (kerikil + pasir) + semen + air + serat



Serat

*

Manfaat Serat Pada Beton

Meningkatkan kinerja beton dalam kapasitas tarik, kuat lentur, toughness, ketahanan terhadap formasi retak, kuat geser.

Komposit beton serat sintetik banyak digunakan untuk peningkatan kinerja fire resistace.

Kontribusi serat yang berfungsi sebagai ankur dalam beton yang menambah kapasitas kuat tarik beton dan setelah beton retak, beton masih diikat oleh angkur serat baja hingga proses pull-out dari beton.


Serat


*

Serat

Serat kaca

Serat sintetik

Serat baja



end-hooked

end-capped

crimped

*

Pencampuran Beton, Pengujian Beton Segar, Penuangan Beton Segar dan Pemadatan Beton Segar

Pencampuran Tradisional

Kualitas beton yang tidak terjamin

Homogenitas beton rendah

Pencampuran volume kecil dengan mesin pengaduk (mollen)

Penggunaan mollen cenderung menghasilkan campuran yang lebih homogen

Pencampuran Beton Di Batching Plant

Diperoleh campuran yang homogen

Kualitas campuran lebih baik karena semua bahan diukur dengan cermat dan ditangani lebih baik.

Pengujian Beton Segar dan Pengambilan Benda Uji

Setiap kali pembuatan beton segar dan suplai beton segar perlu dilakukan uji beton segar dan pengambilan benda uji beton segar untuk pengujian beton keras umur 28 hari

Pengujian Slump Beton Segar


25 tusukan pada 1/3 cone



Ukur nilai slump


Jika sampelnya gagal atau berada di luar toleransi, maka harus diambil sampel lain, kemudian dilakukan slump test lagi. Jika masih gagal juga, maka beton tersebut boleh ditolak.

Umumnya penerimaan slump berkisar antara 7 13 cm

Untuk beton yang pengerjaannya menggunakan alat getar (pemadat) nilai slump masih memadai pada rentang 5 cm 13 cm

Pengambilan Benda Uji

Ukuran kubus 15 cm x 15 cm x 15 cm

Ukuran silinder tinggi 30 cm diameter 15 cm

Kubus

Silinder

Peralatan Pembuatan Sampel

Tabung/silinder cetakan (diameter 100mm x 200mm H, atau diameter 150 mm x 300 mm H)

Sekup kecil.

Batang besi silinder (diameter 16 mm, panjang 600 mm)


Isi 1/2 dari isi cetakan dengan sampel dan lakukan pemadatan dengan cara rodding sebanyak 25 kali. Pemadatan juga dapat dilakukan di atas meja getar.

Isi lagi cetakan silinder hingga sampel beton sedikit meluap. Lakukan rodding 25 kali sampai ke atas lapisan pertama.

Ratakan beton yang meluap, dan bersihkan tumpahan-tumpahan beton yang menempel di sekitar cetakan


Beri label. Letakkan di tempat yang teduh dan kering dan biarkan beton setting sekurang-kurangnya selama 24 jam

Buka cetakan dan bawa beton silinder ke laboratorium untuk dilakukan uji kuat tekan


Penuangan dan Pemadatan Beton Segar


Pemadatan untuk mengurangi rongga pada beton


Pemadatan beton, hal yang perlu diperhatikan adalah :

Harus menggunakan alat penggetar mekanis

Alat penggetar tidak boleh digunakan untuk memindahkan campuran beton dari satu titik ke titik yang lain.

Pemadatan pada daerah tulangan harus hati hati sehingga tulangan tidak bergeser.

Waktu penggetaran harus dibatasi untuk menghindari segregasi.

Putaran alat penggetar minimum 5000/menit dengan berat efektif 0,25 kg

Jarak antar alat pengetar 45 cm dan waktu penggetaran maksimum 15 detik atau sampai permukaan beton mengkilap

Alat penggetar harus vertikal hingga dapat penetrasi sampai 10 cm dari dasar beton

Pemadatan harus selesai sebelum terjadi pengikatan awal (initial setting).

Pengerjaan Beton

Kendali Mutu Beton Keras
Kuat Tekan Beton (Compressive Strength)Modulus Elastisitas Beton (Modulus of Elasticity, MoE)Kuat Lentur Beton (Modulus of Rupture, MoR)Kuat Tarik Belah Beton (Splitting Tensile Strength )Kuat Geser (Shear Strength)

Uji Kuat Tekan Beton (Compressive Strength Test)

Persyaratan untuk kuat tekan fc harus didasarkan pada hasil pengujian benda uji silinder (diameter 15 cm tinggi 30 cm) di laboratorium.Apabila didasarkan pada nilai yang didapat dari hasil uji tekan benda uji kubus dengan ukuran sisi 15 cm maka harus dilakukan konversi untuk mendapatkan fc dengan rumus sebagai berikut:
fc = 0,83 fck

(dimana fck adalah kuat tekan beton, MPa, didapat dari benda uji kubus dengan ukuran sisi 15 cm).

Kendali Mutu Beton
Uji Beton Keras

ASTM C39/C39M

Kubus 150 mm x 150 mm x 150 mm

Kubus 200 mm x 200 mm x 200 mm

Silinder : diameter 3 inch (75 mm), 4 inch (100 mm) and 6 inch (150 mm)

Kendali Mutu Beton
Uji Beton Keras

Kuat tekan beton dihitung dari beban tekan maksimum yang dapat ditahan dibagi dengan luas penampang benda uji.

fc = P/A (MPa)

dimana :

fc :kuat tekan, (MPa)

P :Beban tekan maksimum yang dapat ditahan, (N)

A :Luas penampang silinder diameter 15 cm, tinggi 30 cm, (mm2)

Keterangan : MPa = N/mm2

Kendali Mutu Beton
Uji Beton Keras

Nilai kuat tekan fc harus didasarkan pada hasil pengujian benda uji pada umur 28 hari. Apabila didapat data kuat tekan pada umur sebelum 28 hari, maka untuk menentukan harga kuat tekan fc pada umur 28 hari, harus digunakan faktor konversi sebagai berikut.
Kendali Mutu Beton
Uji Beton Keras
Umur beton (hari)37142128Perbandingan kuat tekan 0,46 0,70 0,88 0,96 1,00

Kuat tekan beton yang disyaratkan fc yang didapat dari nilai-nilai pemeriksaan harus dihitung dengan rumus :
fc = fcr 1,64 s

dimana :

fc: kuat tekan, MPa

fcr : ( fcu)/(n), kuat tekan rata-rata, MPa

deviasi standar, MPa dinyatakan

s: [{ (fcu - fcr )2 }/{n-1}]0,5

Kendali Mutu Beton
Uji Beton Keras

Uji beton keras dapat juga dilakukan terhadap beton yang sudah terbangun dengan cara mengambil benda uji dari inti (core) dari beton yang sudah terpadang (ASTM C42)

Kendali Mutu Beton
Uji Beton Keras

Pengaruh ukuran benda uji terhadap kekuatan benda uji

Kendali Mutu Beton
Uji Beton Keras
Cylinder SizeRelative strengthCylinder SizeRelative strength2/4109%12/2491%3/6106%18/3686%6/12100%24/4884%8/1696%36/7282%

Modulus Elastisitas Beton

S2 = stress at 40% of ultimate load with a strain of 2

S1 = stress at 1 equal to 0.00005

Strain

Kendali Mutu Beton
Uji Beton Keras

fc

fc

Modulus elastisitas beton diambil berdasarkan kuat tekan beton yaitu :
Ec = 4700 fc MPa

dimana : Ec:Modulus elastisitas, MPa

fc:Kuat tekan, MPa
Modulus elastisitas ini merupakan kemiringan garis singgung dari diagram tegangan-regangan. Biasanya modulus sekan pada 0,4 fc diambil sebagai modulus elastisitas.
Kendali Mutu Beton
Uji Beton Keras

Modulus Elastisitas Beton

Untuk menurunkan persamaan analisis dan perencanaan, hubungan tegangan regangan beton perlu diketahui. memperlihatkan diagram tegangan regangan tipikal yang diperoleh dari percobaan dengan menggunakan benda uji silinder.Regangan beton pada saat hancur berkisar antara 0,003 sampai 0,004, dan di dalam SNI 1991 ditetapkan 0,003 sebagai dasar analisis tampang.
Diagram tegangan regangan beton

fc

0,85 fc

fc

Kuat Lentur (Modulus of Rupture, MOR) diuji menggunakan benda uji prisma dengan ukuran penapang 15 cm x 15 cm x 50 cm atau 10 cmx 10 cm x 40 cm.

Uji Kuat Lentur (Modulus of Rupture , MOR)

Kendali Mutu Beton
Uji Beton Keras

F adalah gaya (beban) saat prisma runtuh (N) L adalah panjang bentang prisma(mm) b adalah lebar penampang prisma(mm) d adalah tebal prisma (mm)
Nilai modulus of rupture (MOR)

A Three-point Bending Test

ASTM C 78 (third-point loading) atau ASTM C 293 (center-point loading).

Kendali Mutu Beton
Uji Beton Keras

A Four-point Bending Test

Nilai modulus of rupture (MOR) adalah
F adalah gaya (beban) saat prisma runtuh (N) L adalah panjang bentang prisma(mm) b adalah lebar penampang prisma(mm) d adalah tebal prisma (mm)
Kendali Mutu Beton
Uji Beton Keras

Hubungan modulus of rupture (MOR) terhadap kuat tekan beton (fc)

(ACI )

(psi)

Kendali Mutu Beton
Uji Beton Keras

T= kuat tarik belah, psi (MPa)

P= beban maksimum saat beton runtuh, lbf (N)

l = panjang benda uji, mm

d = diameter benda uji, mm

Uji Kuat Tarik Belah

Splitting Tensile Strength atau Indirect Tensile Strength)

T = 2P/pld

Kendali Mutu Beton : Uji Beton Keras

Perbandingan hasil uji kuat tarik belah terhadap uji kuat tekan beton

0,10 to 0,11 untuk beton mutu rendah(< 3000 psi)

0,08 to 0,09 untuk beton mutu sedang (3000 6000 psi)

0,07 untuk beton mutu tinggi(> 6000 psi)



Kuat geser beton ditentukan berdasarkan kuat tekan yaitu:
vc = 1/6 fc MPa (0,1-0,2 kuat tekan)

dimana :

vc:Kuat geser, MPa

fc:Kuat tekan, MPa

Kuat Geser Beton

Faktor yang Mempengaruhi Kekuatan Beton
Komposisi agregat (kandungan kerikil dan kandungan pasir)Kualitas agregat (kualitas pasir dan kerikil)Kandungan semenFaktor air semen (Perbandingan berat air terhadap berat semen)Kualitas airPemberian bahan tambah (additive) misalnya pemberian fly ash, mikro silika, serat dll.Umur betonCuring (Proses perawatan beton)Ukuran benda uji

Faktor Air-Semen(Water-to-Cement Ratio)

Air entrained

Non-air entrained

Pengaruh faktor air semen (FAS) pada kualitas beton

Curing pada Beton

Curing (perawatan) beton mmpengaruhi kekuatan beton

Curing pada Beton

Permasalahan Keawetan Beton
(Rincian Materi akan Disampaikan Dalam Matakuliah Durabilitas Material)

3

0,40

225

0.00005

S

S

E

2

1

2

-

-

=

'

5

,

7

fc

MOR

=

Matrikulasi Beton

Documents

Transcript of Matrikulasi Beton