AULIA RINALDY BLOG

Pengertian Beton

Beton adalah pencampuran antara semen portland, air dan agregat dengan atau tanpa bahan tambahan (admixture) tertentu. Material pembentuk beton tersebut dicampur merata dengan komposisi tertentu menghasilkan suatu campuran yang homogen sehingga dapat dituang dalam cetakan untuk dibentuk sesuai keinginan. Campuran tersebut bila dibiarkan akan mengalami pengerasan sebagai akibat reaksi kimia antara semen dan air yang berlangsung selama jangka waktu panjang atau dengan kata lain campuran beton akan bertambah keras sejalan dengan umurnya.

Material Penyusun Beton

Semen Portland

Semen Portland adalah bahan berupa bubuk halus yang mengandung kapur (CaO), Silika (SiO₂), Alumina (Al₂O₃) dan oksida besi (Fe₂O₃). Komponen terbesar penyusun semen adalah kapur (60%-65%). Semen portland dibuat dengan cara membakar bahan dasar semen menjadi klinker yang kemudian digiling halus menjadi semen dan ditambahkan gypsum.

Semen merupakan unsur terpenting dalam pembuatan beton, karena semen berfungsi sebagai bahan pengikat untuk mempersatukan bahan agregat kasar dan agregat halus menjadi satu massa yang kompak dan padat. Semen akan berfungsi sebagai pengikat apabila diberi air, sehingga semen tergolong bahan pengikat hidrolis.

Hampir dua pertiga bagian semen terbentuk dari zat kapur yang proporsinya berperan penting terhadap sifat semen. Zat kapur yang berlebihan kurang baik untuk semen, serta menyebabkan disintegrasi (perpecahan) semen setelah timbul ikatan

Kadar kapur yang tinggi tapi tidak berlebihan cenderung memperlahan perkerasan tetapi menghasilkan kekuatan awal yang tinggi. Kekurangan kapur menghasilkan semen yang lemah dan bilamana kurang sempurna pembakarannya, menyebabkan ikatan yang cepat.

Reaksi kimia antara semen Portland dengan air menghasilkan senyawa yang disertai dengan pelepasan panas. Kondisi ini mengandung resiko besar terhadap penyusutan beton yang berakibat pada keretakan beton. Reaksi semen dengan air dibedakan menjadi dua, yaitu periode pengikatan dan periode pengerasan. Pengikatan merupakan peralihan dari keadaan plastis menuju keadaan keras. Sedangkan pengerasan adalah penambahan kekuatan setelah pengikatan selesai. (Kardiyono Tjoekrodimuljo, 1995)

Ketika semen dicampur dengan air, timbul reaksi kimia antar unsur-unsur penyusun semen dengan air. Reaksi ini menghasilkan bermacam-macam senyawa kimia yang menyebabkan ikatan dan pengerasan. Unsur utama semen tersebut adalah seperti tercantum dalam tabel 3.1 berikut ini:

Tabel 3.1 Unsur-unsur penyusun utama semen Nama unsur	Simbol	Komposisi Kimia
Trikalsium Silikat Dikalsium Silikat Trikalsium Aluminat Tetrakalsium Aluminoferrite	C3S C2S C3A C4AF	3 CaO SiO2 2 CaO SiO2 3 CaO Al2O3 4 CaO Al2O3 Fe3O3

1. Tipe I :Semen Portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus.

2. 2. Tipe II :Semen Portland yang penggunaannya memerlukan ketahanan sulfat dan panas hidrasi sedang.

3. 3. Tipe III :Semen Portland yang penggunaanya menuntut persyaratan kekuatan awal yang tinggi.

4. Tipe IV : Semen Portland dengan panas hidrasi rendah.

5. Tipe V : Semen Portland dengan ketahanan sulfat tinggi.

Jika semen Portland dicampur dengan air, maka komponen kapur dilepaskan dari senyawa, yang banyaknya mencapai sekitar 20% dari berat semen. Kondisi tersebut yang bisa terjadi adalah lepasnya kapur dari semen yang dapat menyebabkan terjadinya pemisahan struktur. Situasi ini harus dicegah dengan menambahkan pada semen suatu mineral silika. Mineral yang ditambahkan ini akan bereaksi dengan kapur bila ada uap air membentuk bahan yang kuat yaitu kalsium silikat.

Agregat

Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran mortar atau beton. Agregat ini menempati sebanyak 60%-80% dari volume mortar atau beton. Meskipun hanya sebagai bahan pengisi, tetapi agregat sangat berpengaruh terhadap sifat mortar atau beton. Bentuk, tekstur, dan gradasi agregat mempengaruhi sifat pengikatan dan pengerasan beton segar. Sedangkan sifat fisik, kimia, dan mineral mempengaruhi kekuatan, kekerasan dan ketahanan dari beton, sehingga pemilihan agregat merupakan suatu bagian yang penting dalam pembuatan mortar atau beton.

Maksud penggunaan agregat di dalam campuran beton ialah:

1. Menghemat penggunaan semen portland

2. Menghasilkan beton dengan kekuatan besar

3. Mengurangi penyusutan pada pengerasan beton

4. Dengan gradasi agregat yang baik dapat tercapai beton padat

5. Sifat mudah dikerjakan (wokabilitas) dapat diperiksa pada adukan beton dengan gradasi yang

baik.

Sifat yang paling penting dari suatu agregat adalah kekuatan hancur dan ketahanan terhadap benturan, yang dapat mempengaruhi ikatan dengan pasta semen, porositas, dan karakteristik penyerapan air yang mempengaruhi daya tahan terhadap proses pembekuan pada musim dingin, dan ketahanan terhadap penyusutan. Berdasarkan ukuran butiran, agregat dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu agregat halus dan agregat kasar.

a. Agregat Halus

Agregat halus untuk beton dapat berupa pasir alam hasil disintegrasi alami dari batu-batuan (natural sand) atau berupa pasir buatan yang dihasilkan dari alat-alat pemecah batuan (artificial sand) dengan ukuran kecil (0,15-5 mm). Agregat halus harus memenuhi persyaratan gradasi agregat halus yang telah ditentukan.

Persyaratan gradasi agregat halus dapat dilihat dalam tabel 3.2 berikut ini:

Tabel 3.2 Prasyaratan gradasi agregat halus ASTM C 33-74a Ukuran saringan (mm)	Persentase lolos (%)
9,50 4,75 2,36 1,18 0,60 0,30 0,15	100 95-100 80-100 55-85 25-60 10-30 2-10

b. Agregat Kasar

Agregat kasar didefinisikan sebagai butiran yang tertahan saringan 4,75 mm (No.4 standart ASMT). Agregat kasar sebagai bahan campuran untuk membentuk beton dapat berupa kerikil atau batu pecah. Kerikil ialah bahan yang terjadi sebagai hasil disintegrasi alami dari batu-batuan, sedangkan batu pecah ialah bahan yang diperoleh dari hasil pemecahan batu yang paling besar. Agregat kasar juga harus memenuhi persyaratan gradasi agregat kasar yang telah ditentukan.

Persyaratan gradasi untuk agregat kasar dapat dilihat pada tabel 3.3 berikut ini:

Tabel 3.3 Persyaratan gradasi agregat kasar ASTM C 33-74a Ukuran saringan (mm)	Persentase lolos (%)
25 19 12,5 9,5 4,75 2,36	95-100 - 25-60 - 0-10 0-5

Air

Air merupakan bahan yang penting dalam pembuatan beton, karena air diperlukan untuk bereaksi dengan semen. Air juga diperlukan untuk menjadi pelumas antara butir-butir agregat agar mudah dikerjakan. Menurut Kole dan Kusuma (1993), semen dapat mengikat air sekitar 40% dari beratnya. Dengan kata lain, air sebanyak 0,4 dari berat semen sudah cukup untuk membuat seluruh semen berhidrasi. Campuran air yang berlebihan dapat menurunkan kualitas beton. Pada beton, semen dan air yang berupa pasta akan mengikat agregat . Ruang yang tidak ditempati butiran semen maupun agregat akan berupa rongga yang berisi air dan udara. Rongga-rongga yang terbentuk akan tetap tinggal ketika beton telah mengeras, yang berakibat pada penurunan kualitas beton.

Air diperlukan pada pembuatan beton agar terjadi reaksi kimia dengan semen untuk membasahi agregat dan untuk melumas campuran agar mudah pengerjaannya, umumnya air minum dapat dipakai untuk campuran beton (Nawy,1998).

Selain air dibutuhkan untuk reaksi pengikat, dipakai pula sebagai perawatan sesudah beton dituang, dan keasaman tidak boleh pHnya > 6, juga tidak boleh terlalu sedikir mengandung kapur (Gideon, Kole&Sagel, 1993)

Air yang digunakan harus memenuhi persyaratan kualitas air sebagai berikut (Kardiyono, 1992):

1. Tidak mengandung lumpur (benda melayang lainnya) lebih dari 2 gram/liter.

2. Tidak mengandung garam-garam yang dapat merusak beton (asam, zat organik, dan sebagainya) lebih dari 15 gram/liter.

3. Tidak mengandung kolorida (Cl) lebih dari 0,5 gram/liter.

4. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter.

MODULUS ELASTISITAS BETON ( E )

Jika suatu panjang L luas penampang = A, Ditarik oleh sepasang gaya tarik P maka akan terjadi perpanjangan ∆ L.

∆ L = P .L

A E

E disebut modulus elastisitas

Harga E untuk beton tidak konstan dan berlainan harganya untuk tekan dan tarik.

Kita lihat grafik hubungan δ ‘ b - ε ‘ b :

δ‘ b = tegangan tekan beton

ε ‘ b = strain beton = ∆ L

L

Jadi modulus elastisitas pada suatu keadaan yang ditinjau sama dengan tangens sudut Ǿ yang terbentuk antara garis singgung pada kurva δ ‘ b - ε ‘ b dengan garis mendatar ( sumbu δ ‘ b).

Beton adalah bahan yang elasto plastis, dimana δ ‘ b terdiri atas ε ‘ b dan dalam keadaan elastis (nilainya tetap untuk suatu mutu tertentu ) dan ε ‘ bp (rangkak, yang nilainya tak tetap untuk suatu mutu beton tertentu, tergantung pada besar dan waktu berkerjanya tegangan).

ε ‘ b = ε ‘ be + ε ‘ bp

hubungan antara δ ‘ b dan ε ‘ b tergantung pada mutu beton dan waktu pembebanan. Pada pembebanan cepat sekali maka beton bersifat elastisitas sempurna (ε ‘ bp = o ).

E­_bo = δ ‘ b

ε ‘ be

E­_bo = modulus elastisitas beton.

Besarnya E­_bo = 19000 δ ‘bm, h ( kg / cm² … 10.9 PBI’ ).

δ ‘bm, h = kekuatan tekan beton rata – rata sesudah beton berumur h hari.

Pada perhitungan kekuatan penampang dengan cara elastic (= cara n) hubungan δ ‘ b dan ε ‘ b pada suatu tertentu, dianggap linier

Baja Tulangan

Besi beton untuk baja tulangan yang beredar di pasaran ada 2 jenis yaitu besi polos dan besi ulir ( deformed bar ) berpenampang bulat. Diameter besi beton yang ada dipasaran Ǿ adalah 6mm, 8mm, 10mm, 12mm, 14mm, 16mm, 19mm, 22mm, 25mm, 28mm, 30mm. dan nilai modulus elastisitas baja = 2,1 . 10⁶ kg / cm²

Beton tidak dapat menahan gaya tarik melebihi nilai tertentu tanpa mengalami retak-retak. Untuk itu, agar beton dapat bekerja dengan baik dalam suatu sistem struktur, perlu dibantu dengan memberinya perkuatan penulangan yang terutama akan mengemban tugas menahan gaya tarik yang bakal timbul didalam sistem. Untuk keperluan penulangan tersebut digunakan bahan baja yang memiliki sifat teknis menguntungkan, dan baja tulangan yang digunakan dapat berupa batang baja lonjoran ataupun kawat rangkaian las (wire mesh) yang berupa batang kawat baja yang dirangkai dengan teknik pengelasan.

Di dalam setiap struktur beton bertulang, harus diusahakan supaya tulangan baja dan beton dapat mengalami deformasi secara bersamaan, dengan maksud agar terdapat ikatan yang kuat di antara keduanya. Agar dapat berlangsung lekatan erat antara baja tulangan dengan beton, selain baja polos berpenampang bulat (BJTP) juga digunakan batang deformasian (BJTD), yaitu batang tulangan baja yang permukaannya dikasarkan secara khusus, diberi sirip teratur dengan pola tertentu atau batang tulangan yang dipilin pada proses produksinya.

Gambar 3.1 Diagram tegangan regangan hasil uji tarik (Paulay, 1975)

Garis O-A menunjukkan fase elastis, dimana pada fase ini hubungan tegangan regangan adalah linier. Titik A disebut batas proporsional, tegangan dititik A disedut tegangan proporsional yang nilainya sangat dekat dengan tegangan leleh (fy) dengan regangan sebesar 0,002. Kemiringan (sloop) garis O-A menunjukkan modulus elastisitas (E) yang dikenal juga sebagai young modulus. Diatas batas elastis, tegangan yang terjadi relatif konstan, sedangkan regangan terus bertambah hingga mencapai titik B. Garis A-B menunjukkan keadaan plastis. Setelah melampaui titik B tegangan dan regangan meningkat kembali dan mencapai tegangan maksimum dititik C, dimana di C disebut tegangan ultimit (kuat tarik baja) dengan nilai regangan berbeda tergantung mutu bajanya. Fase B-C disebut pergeseran regangan (strain hardening). Setelah melampaui titik C, penampang baja mengalami penyempitan (necking) yang mengakibatkan tegangan menurun dan akhirnya baja putus di D dengan nilai regangan yang berbeda tergantung mutu bajanya. Fase C-D disebut pelunakan regangan (strain softening).