Teknologi Bahan

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Mercu Buana

TEKNOLOGI BAHAN KONSTRUKSI/TEKNIK SIPIL/PKSM/UNIVERSITAS MERCU BUANA/MODUL KE-11

OLEH: IR. ALIZAR, M.T 1

MODUL PERTEMUAN KE – 11

MATA KULIAH :

TEKNOLOGI BAHAN & KONSTRUKSI

MATERI KULIAH:

Terminologi, Umur Beton, Kekuatan Tekan Beton (f’c), Faktor – Faktor Yang

Mempengaruhi Kekuatan Tekan Beton, Campuran Pasca Semen Segar dan

Beton, Sifat dan Karakteristik Campuran Beton.

POKOK BAHASAN:

BETON

1-1 TERMINOLOGI

Menurut Pedoman Beton 1989, Draft Konsesus ( SKBI.1.4.53, 1989 : 4-5

) beton didefinisikan sebagai campuran semen Portland atau sembarang semen

hidrolik yang lain, agregat halus, agregat kasar dan air denagn atau tanpa

menggunakan bahan tambahan. Macam dan jenis beton menurut bahan

pembentuknya adalah beton normal, bertulang, pra-cetak, pra-tekan, beton

ringan, beton tanpa tulangan, beton fiber dan lainnya.

Proses awal terjadinya beton adalah pasta semen yaitu proses hidrasi

antara air dengan semen, selanjutnya jika ditambahkan dengan agregat halus

menjadi mortar dan jika ditambahkan dengan agregat kasar menjadi beton.

Penambahan material lain akan membedakan jenis beton, misalnya yang

ditambahkan adalah tulangan baja akan terbentuk beton bertulang. Proses

terbentuknya beton dapat dilihat pada

Gambar 6.1




SEMEN PORTLAND

DENGAN ATAU

PASTA SEMEN

TIDAK

AIR

MENGUNAKAN

BAHAN TAMBAH

AGREGAT HALUS

MORTAR

AGREGAT KASAR

BETON

DITAMBAHKAN

TULANGAN, SERAT, AGREGAT RINGAN,

JENIS BETON

PRESTRESS, PRECAST, DAN LAINNYA

BETON BERTULANG, BETON SERAT, BETON RINGAN, BETON PRESTRESS, BETON PRACETAK, DAN LAINNYA

Gambar 6.1 Proses Terjadinya Beton

Beberapa pengertian dan definisi menurut Pedoman Beton 1989 Draft

Konsesus dan terminologi ASTM-C.125 adalah sebagai berikut :




Tabel 6.1 Definisi dan Pengertian

Pasta semen campuran antara air dengan semen. Mortar pasta semen ditambah dengan agregat halus. Beton campuran semen portland atau sembarang semen hidrolik yang lain, agregat halus, agregat kasar dan air dengan atau tanpa menggunakan bahan tambahan. Beton normal beton yang menggunakan agregat normal. Beton beton yang menggunakan tulangan dengan jumlah dan luas tulangan bertulangan tidak kurang dari nilai minimum yang disyaratkan, dengan atau tanpa pratekan dan direncanakan berdasarkan asumsi bahwa kedua material bekerja bersama-sama dalam menahan gaya yang bekerja. Beton pracetak elemen beton tanpa atau dengan tulangan yang dicetak ditempat yang berbeda dari posisi akhir elemen dalam struktur. Beton prestress beton bertulang dimana telah diberikan tegangan dalam untuk mengurangi ( pratekan ) tegangan tarik potensial dalam beton akibat pemberian beban yang bekerja. Beton ringan beton yang mengandung agregat ringan yang memenuhi ketentuan dan struktural persyaratan ASTM-C.330 dan mempunyai unit massa kering udara seperti yang ditentukan oleh ASTM-C.567 tidak lebih dari 1900 kg/cm³. Beton ringan total beton yang seluruh agregat terdiri dari agregat halus dengan berat normal. atau beton ringan berpasir




1-2 UMUR BETON

Kekuatan tekan beton akan bertambah dengan naiknya umur beton.

Kekuatan beton akan naiknya secara cepat ( linier ) sampai umur 28 hari, tetapi

setelah itu kenaikannya akan kecil. Kekuatan tekan beton pada kasus-kasus

tertentu terus akan bertambah sampai beberapa tahun dimuka. Biasanya

kekuatan tekan rencana beton dihitung pada umur 28 hari.

Untuk struktur yang menghendaki kekuatan awal tinggi, maka campuran

dikombinasikan dengan semen khusus atau ditambah dengan bahan tambahan

kimia dengan tetap menggunakan jenis semen tipe I ( OPC-I ).

Laju kenaikan umur beton sangat tergantung dari penggunaan bahan

semen karena semen cenderung secara langsung memperbaiki kinerja tekannya.

1-3 KEKUATAN TEKAN BETON (f’c)

Kuat tekan beton mengidentifikasikan mutu dari sebuah struktur. Semakin

tinggi tingkat kekuatan struktur yang dikehendaki, semakin tinggi pula mutu beton

yang dihasilkan. Kekuatan tekan beton dinotasikan sebagai berikut ( PB.1989:16

).

f’ c = Kekuatan tekan beton yang disyaratkan ( MPa ).

fck = Kekuatan tekan beton yang didapatkan dari hasil uji kubus 150

mm atau dari silinder

dengan diameter 150 mm dan tinggi 300 mm ( MPa ).

fc = Kekuatan tarik dari hasil uji belah silinder beton ( MPa ).

f’cr = Kekuatan tekan beton rata-rata yang dibutuhkan, sebagai dasar

pemilihan perancangan

campuran beton ( MPa ).

S = Deviasi standar ( s ) ( MPa ).

Beton harus dirancang proporsi campurannya agar menghasilkan suatu

kuat tekan rata-rata yang disyaratkan. Pada tahap pelaksanaan konstruksi, beton

yang telah dirancang campurannya harus diproduksi sedemikian rupa sehingga

memperkecil frekuensi terjadinya beton dengan kuat tekan yang lebih rendah dari

f’c seperti yang telah disyaratkan.

Kriteria penerimaan beton tersebut harus pula sesuai dengan standar

yang berlaku. Menurut Srandar Nasional Indonesia kuat tekan harus memenuhi




0.85 f’c untuk kuat tekan rata-rata dua silinder dan memenuhi f’c + 0.82 s untuk

rata-rata empat buah benda uji yang berpasangan. Jika tidak memenuhi, maka

diuji mengikuti ketentuan selanjutnya.

1-4 FAKTOR – FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KEKUATAN TEKA N

BETON

Bebarapa faktor yang mempengaruhi kekuatan tekan beton dapat dilihat

pada Gambar 6.2

Ada empat bagian utama yang mempengaruhi mutu dari kekuatan beton

tersebut, yaitu

(1). Proporsi bahan-bahan penyusunnya,

(2). Metode perancangan,

(3). Perawatan dan,

(4). Keadaan pada saat pengecoran dilaksanakan, yang terutama

dipengaruhi oleh lingkungan setempat.

Gambar 6.2 Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan beton




1-5 CAMPURAN PASTA SEMEN SEGAR DAN BETON

Proses hidrasi adalah proses yang paling membutuhkan air. Air yang ada

dalam campuran semuanya akan digunakan untuk proses hidrasi. Gabungan

antara semen dengan air merupakan pasta semen. Seperti yang dijelaskan di

bagian bahan-bahan penyusun beton, air yang dapat diminum dapat digunakan

untuk campuran beton.

Namun demikian air yang tak dapat diminum pun dapat digunakan

sebagai campuran beton, asalkan memenuhi syarat mutu yang disyaratkan.

Untuk kasus ini di Indonesia, air yang digunakan sebagai campuran beton harus

memenuhi syarat baku mutu sesuai dengan BS 3148, 1980 (Ulasan PB, 1989 :

31) dan pasal 3.4 PB. 1989 Draft Konsensus.

Kontribusi yang diberikan oleh semen terhadap peningkatan kekuatan

beton terutama terdapat dalam tiga fakor, yaitu

(1). Fakor air semen,

(2). Kehalusan butir dari semen dan,

(3). Komposisi dari bahan-bahan kimia semen.

a) Faktor Air Semen (FAS)

Secara umum diketahui bahwa semakin tinggi nilai FAS, semakin

rendah mutu kekuatan beton. Namun demikian, nilai FAS yang semakin

rendah tidak selalu berarti bahwa kekuatan beton semakin tinggi. Ada

batas-batas dalam hal ini.

Nilai FAS yang rendah akan menyebabkan kesulitan dalam

pengerjaan, yaitu kesulitan dalam pelaksanaan pemadatan yang pada

akhirnya akan menyebabkan mutu beton menurun. Umumnya nilai FAS

minimum yang diberikan sekitar 0.4 dan maksimum 0.65. Rata-rata

ketebalan lapisan yang memisahkan antar partikel dalam beton sangat

bergantung pada faktor air semen yang digunakan dan kehalusan butir

semennya.

Hubungan antara FAS dengan kuat tekan beton ( Duff Abrams,

1920 : 220) dinyatakan dalam persamaan f’c = A/(B1.5X), dimana A, dan B

adalah nilai konstanta, dan X adalah FAS (semula dalam proporsi

volume). Pada praktiknya,untuk mengatasi kesulitan pengerjaan karena

rendahnya nilai FAS ini, ditambahkan bahan tambah “Admixture




Concrete” yang bersifat menambah keenceran “Plasticity or Plasticilizer

Admixture”. Menurut Talbot dan Richard (Ilsley, 1942 : 248) pada rasio air

semen 0,2 sampai 0,5, kekuatan beton akan naik seperti yang terlihat

pada Gambar 6.3. Akan tetapi, hasil penelitian (Abrams, 1920)

menunjukkan bahwa bertambahnya WCR/FAS hingga lebih dari 0.6 akan

menurunkan kekuatan beton sampai mendekati nol pada FAS 4.0 untuk

beton yang berumur 28 hari (Gambar 6.4).

Gambar 6.3 Hubungan antara kekuatan tekan dengan FAS (Talbot & Richart)

Gambar 6.4 Hubungan antara kekuatan tejan dengan FAS (Abram, 1920)




b) Kehalusan Butir Semen

Kehalusan butir semen merupakan sifat fisika dari semen ;

semakin halus butiran semen, proses hidrasi semen akan semakin cepat

sehingga kekuatan beton akan lebih cepat tercapai. Semakin halus butir

semen, waktu yang dibutuhkan semen untuk mengeras semakin cepat.

c) Komposisi Kimia

Komposisi kimia semen akan menyebabkan perbedaan dari sifat-

sifat semen, secara tidak langsung akan menyebabkan perbedaan naiknya

kekuatan dari beton yang akan dibuat. Jika beton menggunakan bahan

kimia yang dapat mempercepat waktu pengikatan maka kadar kimia

senyawa kimia C3S dalam semen harus diperbanyak, jika sebaliknya maka

harus dikurangi.

1-6 SIFAT DAN KARAKTERISTIK CAMPURAN BETON

Sifat dan karakteristik campuran beton segar secara tidak langsung akan

mempengaruhi beton yang telah mengeras. Pasta semen tidak bersifat elastis

sempurna, tetapi merupakan viscoelastic-solid. Gaya gesek dalam, susut dan

tegangan yang terjadi biasanya tergantung dari energi pemadatan dan tindakan

preventif terhadap perhatiannya pada tegangan dalam beton. Hal ini tergantung

dari jumlah dan distribusi air, kekentalan aliran gel (pasta semen) dan

penanganan pada saat sebelum terjadi tegangan serta kristalin yang terjadi untuk

pembentukan porinya.

Beberapa sifat dan karakteristik beton yang perlu diperhatikan antara lain

adalah modulus elastisitas beton, kekuatan tekan, permeabilitas dan sifat panas

yang akan dijelaskan pada bab berikutnya.

a) Sifat dan Karakteristik Bahan Penyusun

Selain kekuatan pasta semen, hal lain yang perlu menjadi

perhatian adalah agregat. Seperti yang telah dijelaskan, proporsi

campuran agregat dalam beton adalah sekitar 70-80%, sehingga

pengaruh agregat akan menjadi besar, baik dari sisi ekonomi maupun

dari sisi tekniknya. Semakin baik mutu agregat yang digunakan, secara

linear dan tidak langsung akan menyebabkan mutu beton menjadi baik,

begitu juga sebaliknya. Jika melihat fungsi agregat dalam campuran

beton hanya sebagai pengisi maka diperlukan suatu sifat yang saling




mengikat dan saling mengisi (interlocking) yang baik, hal ini dapat

tercapai jika bentuk permukaan dan bentuk agregatnya memenuhi syarat

yang diberikan baik itu syarat ASTM, ACI maupun SII.

Agregat yang digunakan dalam beton yang berfungsi sebagai

bahan pengisi, namun karena prosentase agregat yang besar dalam

volume campuran, maka agregat memberikan kontribusi terhadap

kekuatan beton. Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan beton

terhadap agregat : (1). Perbandingan agregat dan semen campuran, (2).

Kekuatan agregat, (3). Bentuk dan ukuran, (4). Tekstur permukaan, (5).

Gradasi, (6). Reaksi kimia, dan (7). Ketahanan terhadap panas. Detail

mengenai sifat agregat ini dapat dilihat di buku Seri Bahan-Bahan

Penyusun Beton.

Bahan tambah biasanya hanya digunakan untuk memperbaiki

sifat-sifat beton, baik saat beton dalam keadaan segar ataupun saat

beton mengeras nantinya. Banyaknya dan komposisi kimia dari bahan

tambah akan menyebabkan karakteristik yang berbeda terhadap kinerja

beton yang diharapkan.

b) Metode Pencampuran

� Penentuan Proporsi Bahan ( Mix Design)

Proporsi campuran dari bahan-bahan penyusun beton ini

ditentukan melalui perancangan beton (mix design). Hal ini

dimaksudkan agar proporsi dari campuran dapat memenuhi syarat

kekuatan serta dapat memenuhi aspek ekonomis. Metode

perancangan ini pada dasarnya menentukan komposisi dari bahan-

bahan penyusun beton untuk kinerja tertentu yang diharapkan.

Penentuan proporsi campuran dapat digunakan dengan beberapa

metode yang dikenal, antara lain : (1). Metode American Concrete

Institute, (2). Portland Cement Association, (3). Road Note NO. 4, (4).

British Standard, Department of Engineering, (5). Departemen

Pekerjaan Umum (SK.SNI.T-15-1990-03) dan (6). Cara coba-coba.

� Metode Pencampuran ( mixing)

Metode pencampuran dari beton diperlukan untuk

mendapatkan kelecakan yang baik sehingga beton dapat dengan

mudah dikerjakan. Kemudahan pengerjaan atau workability pada

pekerjaan beton didefinisikan sebagai kemudahan untuk dikerjakan,




dituangkan dan dipadatkan serta dibentuk dalam acuan (Ilsley,

1942:224). Kemudahan pekerjaan ini diindikasikan melalui slump test

; semakin tinggi nilai slump, semakin mudah untuk dikerjakan. Namun

demikian nilai dari slump ini harus dibatasi. Nilai slump yang terlalu

tinggi akan membuat beton kropos setelah mengeras karena air yang

terjebak dalamnya menguap.

Metode pengadukan atau pencampuran beton akan

menetukan sifat kekuatan dari beton, walaupun rencana campuran

baik dan syarat mutu bahan telah terpenuhi. Pengadukan yang tidak

baik akan menyebabkan terjadinya bleeding, dan hal-hal lain yang

tidak dikehendaki.

� Pengecoran ( Plancing)

Metode pengecoran akan mempengaruhi kekuatan beton. Jika

syarat-syarat pengecoran tidak terpenuhi, kemungkinan besar

kekuatan tekan yang direncanakan tidak akan tercapai.

� Pemadatan

Pemadatan yang tidak baik akan menyebabkan menurunnya

kekuatan beton, karena tidak terjadinya pencampuran bahan yang

homogen. Pemadatan yang berlebih pun akan menyebabkan

terjadinya bleeding. Pemadatan harus dilakukan sesuai dengan syarat

mutu. Hal lain yang dapat dilakukan adalah melihat manual pemadat

yang digunakan sehingga pemadatan pada campuran beton dapat

dilakukan secara efisien dan efektif.

c) Perawatan

Perawatan terutama dimaksudkan untuk menghindari panas

hidrasi yang tidak diinginkan, yang terutama disebabkan oleh suhu. Cara

dan bahan serta alat yang digunakan untuk perawatan akan menentukan

sifat dari beton keras yang dibuat, terutama dari sisi kekuatannya. Waktu-

waktu yang dibutuhkan untuk merawat beton pun harus terjadwal dengan

baik.

d) Kondisi Pada Saat Pengerjaan Pengecoran

Kondisi pada saat pekerjaan pengecoran akan mempengaruhi

kualitas beton yang dibuat. Faktor-faktor tersebut antara lain : (1). Bentuk

dan ukuran contoh, (2). Kadar air, (3). Suhu contoh, (4). Keadaan

permukaan landasan dan (5). Cara pembebanan. Bahan-bahan penyusun




beton serta metode perancangan, pengolahan dan perawatan akan

dibahas pada bab selanjutnya.

Latihan

1. Gambarkan dan jelaskan proses terjadinya beton!

2. Mengapa uji kekuatan tekan beton umumnya dilakukan pada umur 28 hari?

3. Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan tekan beton!

4. Gambarkan hubungan antara faktor air semen dengan kuat tekan beton!

Teknologi Bahan

Documents

Transcript of Teknologi Bahan