3

BAB II

STUDI KEPUSTAKAAN

2.1 Umum

Materi yang akan dibahas berdasarkan referensi yang digunakan dan

peraturan mengenai teknologi beton, yaitu:

Teori beton

Beton mutu tinggi

Bahan penyusun beton

Material subtitusi agregat kasar (inovasi)

Bahan tambahan (admixture)

Mix design

2.2 Teori Beton

Menurut Mulyono (2003), beton merupakan fungsi dari bahan penyusunnya

yang terdiri dari bahan semen hidrolik (portland cement), agregat kasar, agregat

halus, air dan bahan tambah (admixture atau additivie). Kekuatan konstruksi beton

sangat berpengeruh terhadap jenis material yang digunakan. Beton memiliki

kelebihan dan kekurangannya masing-masing, yaitu:

Kelebihan

Dapat dengan mudah dibentuk sesuai dengan keperluan konstruksi.

Mampu memikul beban yang berat.

Tahan terhadap temperature yang tinggi dan biayai pemilaharaan yang kecil.

Kekurangan

Bentuk yang sudah dibentuk sulit diubah.

Pelaksanaan pekerjaannya membutuhkan ketelitian yang tinggi dan berat.

Daya pantul surve yang besar.

4

2.3 Beton Mutu Tinggi

Beton mutu tinggi adalah suatu bahan yang dibuat dari campuran beton

(semen, agregat, air) dan penambahan zat aditif sesuai dengan perbandingan

sedemikian rupa sehingga bahan itu merupakan satu kesatuan yang dapat membentuk

kekuatan beton yang lebih tinggi. Upaya untuk mendapatkan beton mutu tinggi yaitu

dengan meningkatkan mutu material pembentuknya, misalnya kekerasan agregat,

kehalusan butir semen, dan dengan pemberian bahan tambah. Menurut SNI 03-6468-

2000 beton mutu tinggi merupakan beton yang memiliki kekuatan tekan di atas 40 -

80 Mpa.

2.4 Bahan Penyusun Beton Mutu Tinggi

Beton adalah suatu elemen struktur yang memiliki karakteristik yang terdiri

dari beberapa bahan penyusun seperti berikut :

2.4.1 Semen Portland

Semen portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara

menggiling terak semen portland terutama yang terdiri atas kalsium silikat yang

bersifat hidrolis dan digiling bersama-sama dengan bahan tambahan berupa satu atau

lebih bentuk kristal senyawa kalsium sulfat dan boleh ditambah dengan bahan

tambahan lainnya (SNI-15-2049-2004).

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

Al2O3 dan FeO3, yang merupakan oksida dominan. Sedangkan oksida lain yang

jumlahnya hanya beberapa persen dari berat semen adalah MgO, SO3, Na2O dan

K2O. Keempat oksida utama tersebut diatas didalam semen berupa senyawa C3S,

C2S, C3A dan C4AF, dengan mempunyai perbandingan tertentu pada setiap produk

semen, tergantung pada komposisi bahan bakunya.

Menurut SNI 15-2049-2004, semen portland dapat dibedakan atas beberapa

jenis yaitu :

5

a. Jenis I yaitu, semen portland untuk penggunaan umum yang tidak

memerlukan persyaratan-persyaratan khusus seperti yang disyaratkan pada

jenis-jenis lain.

b. Jenis II yaitu, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan

ketahanan terhadap sulfat atau kalor hidrasi sedang.

c. Jenis III yaitu, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan

kekuatan tinggi pada tahap permulaan setelah pengikatan terjadi.

d. Jenis IV yaitu, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan kalor

hidrasi rendah.

e. Jenis V yaitu, semen portland yang dalam penggunaanya memerlukan

ketahanan tinggi terhadap sulfat.

Persyaratan kimia dan fisika semen portland harus memenuhi persyaratan

seperti yang tertera pada tabel 2.3 di bawah ini.

Tabel 2.1 Syarat kimia utama

No

Uraian

Jenis sement porland

I II III IV V

1 SiO2, minimum - 20,0 b,c) - - -

2 Al2O3, maksimum - 6,0 - - -

3 3 Fe2O3, maksimum - 6,0 b,c) - 6,5 -

4 MgO, maksimum 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0

5 SO3, maksimum

Jika C3A 8,0

Jika C3A > 8,0

3,0

3,5

3,0

d)

3,5

4,5

2,3

d)

2,3

d)

6 Hilang pijar, maksimum 5,0 3,0 3,0 2,5 3,0

7 Bagian tak larut,

maksimum

3,0 1,5 1,5 1,5 1,5

8 C3S, maksimum - - - 35 b) -

9 C2S, minimum - - - 40 b) -

10 C3A , maksimum - 8,0 1,5 7 b) 5 b)

11 C4AF + 2 C3A atau - - - - 25 c)

6

C4AF + C2F, maksimum

Sumber: SNI 15-2049-2004

Tabel 2.2 Syarat fisika semen Portland

No Uraian Jenis Semen Portland

1 Kehalusan: Uji permeabilitas udara, m2/kg Dengan alat : Turbidimeter, min Blaine, min

160 280

160 280

160 280

160 280

160 280

2 Kekekalan : Pemuaian dengan autoclave, maks %

0,80

0,80

0,80

0,80

0,80

3 Kuat tekan: Umur 1 hari, kg/cm2, minimum Umur 3 hari, kg/cm2, minimum Umur 7 hari, kg/cm2, minimum Umur 28 hari, kg/cm2, minimum

-

125

200 280

-

100 70 a) 175 120a) -

120 240

- -

- -

70

170

-

80

150

210 4 Waktu pengikatan (metode

alternatif) dengan alat: Gillmore - Awal, menit, minimal - Akhir, menit, maksimum Vicat - Awal, menit, minimal - Akhir, menit, maksimum

60 600

45 375

60 600

45 375

60 600

45

375

60 600

45 375

60 600

45 375

Sumber: SNI 15-2049-2004

1. Pengujian kehalusan semen

Untuk kehalusan semen dapat dihitung dengan menggunakan persamaan di

bawah ini:

F100

% ..(1)

F200

% ..(2)

7

Keterangan:

W1 = Berat Saringan No 100

W2= Berat saringan No 200

W3= Berat sampel semen

W4= Berat saringan No 100 + Berat semen

W5= Berat saringan No 200 + Berat semen

2. Pengujian berat jenis semen

Berat jenis semen dapat dihitung dengan menggunakan persamaan di bawah ini:

Berat Jenis Semen

(). (3)

Keterangan:

V1 = Pembacaan Skala Awal

V2 = Pembacaan Skala Akhir

( d) = Berat isi air pada suhu 40C

2.4.2 Agregat Kasar

Agregat kasar dapat diartikan sebagai kerikil yang utuh, kerikil pecah atau

sebagian terdiri dari kerikil pecah dengan kombinasi kerikil utuh dengan kerikil

pecah yang berukuran >4,75-70 mm.

Agregat kasar yang digunakan berdasarkan ketentuan SNI 03-2834-1993

tentang Mutu dan Cara Uji Agregat Beton Mutu Tinggi, jika untuk membuat beton

berkekuatan sampai 75 MPa, ukuran nominal yang dipakai adalah 10 mm sampai 15

mm, jika digunakan untuk beton berkekuatan lebih besar dari pada 75 MPa. Secara

umum, untuk rasio air bahan bersifat semen W/(c+p) agregat yang ukuran

maksimumnya lebih kecil akan menghasilkan kekuatan beton yang lebih tinggi.

Tabel 2.3 Persyaratan batas-batas susunan besar butir agregat kasar (Batu pecah)

Ukuran Mata Ayakan (mm)

Persentase berat bagian yang lewat ayakan

Ukuran nominal agregat (mm)

38-4,76 19,0-4,76 9,6-4,76

8

38,1 95-100 100 - 19,0 37-70 95-100 100 9,52 10-40 30-60 50-85 4,76 0-5 0-10 0-10

Sumber: SNI 03-2834-1993

2.4.3 Agregat Halus

Agregat halus yaitu berupa batu-batuan kecil yang berdiameter 4,75. Agregat

halus merupakan pengisi berupa pasir yang mempunyai BJ 1400 kg/m. Agregat halus

yang baik harus bebas bahan organik, lempung, partikel yang lebih kecil, atau bahan-

bahan lain yang dapat merusak campuran. Variasi ukuran dalam suatu campuran

harus mempunyai gradasi yang baik.

SK.SNI T-15-1991-03 memberikan syarat-syarat untuk agregat halus yang

diadopsi dari Bristish Standar di ingris. Agregat halus dikelompokkan dalam empat

zona (daerah) seperti pada tabel 2.4 dibawah ini.

Tabel 2.4 Pengelompokkan agregat halus dalam empat zona (daerah)

Ukuran Saringan (mm)

Prosentase lolos saringan

Daerah 1 Daerah 2 Daerah 3 Daerah 4 10,00

4,80 2,40 1,20

0,60 0,30 0,15

100 90-100 60-95 30-70 15-34 5-20 0-10

100 90-100 75-100 55-90 35-59 8-30 0-10

100 90-100 85-100 75-100 60-79 12-40 0-10

100 95-100 95-100 90-100 80-100 15-50 0-15

Sumber: SK. SNI T-5-1990-03 Keterangan:

Daerah I : Pasir Kasar

Daerah II : Pasir agak kasar

Daerah III : Pasir agak halus

Daerah IV : Pasir halus

9

Menurut Orchard (1979), agregat halus (pasir) yang baik mempunyai berat

jenis lebih besar dari pada 2,6. Menurut Troxell yang dikutip oleh Rahman (1993),

menyatakan bahwa pasir yang baik mempunyai berat jenis 2,0 2,6. dan besarnya

absorbsi untuk pasir 0% 2%.

Berat jenis pasir dalam keadaan jenuh kering permukaan dihtung dengan

persamaan:

Bj. SSD =

() (9)

Keterangan:

1. Berat (B) piknometer + kaca yang berisi air (gr)

2. Berat (C) piknometer + pelat kaca + benda uji dan air (gr)

3. Berat (D) benda uji kondisi jenuh kering permukaan(gr)

4. Berat () isi air pada suhu 40C(gr)

Berat jenis pasir dala keadaan kering oven dapat dihitung dengan persamaan:

Bj. OD =

() (10)

Keterangan:

1. Berat (A) benda uji kering oven (gr)

2. Berat (B) piknometer + kaca yang berisi air (gr)

3. Berat (C) piknometer + pelat kaca + benda uji dan air (gr)

4. Berat (D) benda uji kondisi jenuh kering permukaan (gr)

5. Berat () isi air pada suhu 40C

Untuk penyerapan air pada pasir dapat dihitung dengan persamaan:

Wa =

%100xA

AD

(11)

Keterangan:

1. Berat (A) benda uji kering oven (gr)

2. Berat (D) benda uji kondisi jenuh kering permukaan (gr)

3. Wa adalah penyerapan air.

10

2.5 Material Subtitusi Sebagian Agragat Kasar (Inovasi)

Anonim (2013), batu bata klingker merupakan batu bata yang mengalami

kelebihan suhu dalam proses pembakaran dan akan terdistorsi sehingga membuatnya

menjadi tidak menarik untuk digunakan dalam pekerjaan konstruksi. Batu bata

klingker dibuat dari bahan dasar yang sama seperti batu bata merah, antara lain

terdiri dari : lempung, sekam padi dan air, dibakar cukup tinggi sampai berwarna

merah kehitaman hingga tidak dapat hancur lagi apabila direndam dalam air. Sifat

batu bata tergantung pada lingkungan geologi dimana bahan diperoleh.

Pada umumnya batu bata di Indonesia memiliki ukuran yang bervariasi,

menurut Persyaratan Umum Bahan Bangunan di Indonesia ukuran standard batu bata

merah yaitu : panjang 240 mm, lebar 115 mm, tebal 52 mm. Namun beda halnya

dengan batu bata klingker, batu bata klingker tidak memiliki ukuran yang sama

dengan batu bata merah. Karena terdistorsi, bentuk dan ukurannya mengalami

perubahan, seperti : sisinya tidak bersudut, banyak retakan dan permukaanya tidak

rata seperti diperlihatkan pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Batu bata klingker dan pecahan batu bata klingker.

2.6 Bahan Tambahan (admixture)

Bahan tambah (admixture) adalah suatu bahan berupa bubuk atau cairan yang

ditambahkan kedalam campuran adukan beton selama pengadukan, dengan tujuan

untuk mengubah sifat adukan atau betonnya. Pemberian bahan tambah pada adukan

beton bertujuan untuk memperlambat waktu pengikatan, mempercepat pengerasan,

menambah encer adukan, menambah daktilitas (mengurangi sifat getas), mengurangi

11

retak-retak pengerasan, mengurangi panas hidrasi, menambah kekedapan, menambah

keawetan (Tjokrodimuljo, 2007).

Dalam penambahan pada beton ini menggunakan superplastizer jenis

Sikament NN produk PT. Sika Indonesia, diharapkan dapat mengurangi jumlah air

pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu,

sebanyak 1%-2% atau lebih. Pengurangan kadar air dalam bahan ini lebih tinggi,

bertujuan agar kekuatan beton yang dihasilkan lebih tinggi dengan air yang sedikit

tetapi tingkat kemudahan pengerjaannya lebih tinggi. Dosis yang disarankan adalah

sekitar 1%-2% dari berat semen penggunaannya disesuaikan dengan standart

ASTM.C.494 type F (Water Reducing High Range Admixtures)

Silica Fume (SF). ASTM.C.1240, 1995. 637-642, untuk jenis silica fume

mengunakan jenis Sica Fume produk PT. Sika Indonesia. Disini pengaruh SF adalah

untuk memperbaiki struktur pori yang mengakibatkan pengurangan permeabilitas

berpengaruh pada sifat mekanis dan ketahanan penggunanya disesuaikan dengan

standart.

Penggunaan silca fume selalu bersamaan dengan High Range Water Reducer

(Superplasticizer). Karena adanya penggunaan air pada bahan beton dan adanya

bahan silika fume yang mengisi pori-pori serta berfifat pozzolan ini, maka

mengakibatkan beton menjadi kedap, awet, dan berkekutan tinggi. Bila beton

dianggap terdiri dari batu pecah sebagai frame atau rangka dan pasta semen sebagi

matriks pengisinya.

Mengenai pasta semen dibagi menjadi dua daerah yaitu daerah tengah dan

daerah transisi (transition zone), yaitu batas antara agregat dengan pasta. Daerah

tengah biasanya cukup kuat, tetapi daerah transisi sering terjadi bleeding atau

kebanyakan air sehingga kadang-kadang lemah dibanding dengan daerah tengah.

Dengan adanya silica fume daerah agregat matriks transisi lebih padat dan kuat

sehingga hubungan antara semen pasta dan agregat menjadi lebih kompak, agregat

dan pasta merupakan kesatuan struktur komposit yang cukup solid dan kuat

(Rosemberg dan Gaidis).

12

2.7 Mix Design

Metode yang digunakan dalam perancangan beton adalah metode ACI

(American Concrete Institute) Method, yang mensyaratkan suatu campuran

perancangan beton dengan mempertimbangkan sisi ekonomisnya dengan

memperhatikan ketersediaan bahan-bahan dilapangan, kemudahan pekerjaan, serta

keawetan dan kekuatan pekerjaan beton. Cara ACI melihat bahwa dengan ukuran

agregat tertentu, jumlah air perkubik akan menentukan tingkat konsistensi dari

campuran beton yang pada akhirnya akan mempengaruhi peleksanaan pekerjaan

(workability).