MATERIAL BETON
KELEBIHAN DARI BETON
Hal ini disebabkan antara lain oleh kemudahan untuk dibuat menjadi berbagai bentuk, relatif tidak memerlukan tenaga yang sangat ahli dalam pembangunan, relatif tidak memerlukan perawatan pasca pembangunan yang berarti, dan dari segi ekonomis bahan beton adalah paling murah bila dibanding konstruksi baja atau kayu, lebih tahan terhadap bahaya kebakaran, serta relatif kaku.
KEKURANGAN DARI BETON
kekuatan tarik yang rendah, memerlukan bekisting dan penumpu saat konstruksi, perbandingan kekuatan terhadap berat yang relatif lebih rendah dan stabilitas volumenya relatif rendah.
BETON KEKUATAN BESAR
Perkembangan lebih lanjut dari teknologi beton adalah diperkenalkannya beton mutu tinggi dengan kuat tekan dapat mencapai 135 MPa, dan kuat tarik sebesar 12,5 MPa
JENIS2 BETON
Selain itu dikenal pula jenis-jenis beton lainnya seperti beton berserat (fiber concrete), beton ringan (light weight concrete), beton polimer (polymer concrete), latex modified concrete, gap-graded concrete, no-fines concrete, dan lain-lain.
ASOSISSI STANTAR RELEVAN
Selain itu ad beberapa standar yang relevan, seperti : BS (Inggris), DIN (Jerman), CEB-FIP (negara-negara Eropa), NZS (New Zealand), dan JIS (Jepang).
BETON DIDIFINISIKAN suatu bahan komposit yang terdiri atas semen, air, agregat halus, agregat kasar dan bahan tambahan bila ada, yang saling terikat satu dengan lainnya secara kimiawi oleh hasil hidrasi semen portland, membentuk suatu massa yang kaku dan keras.
dengan demikian dapat disimpulkan bahwa kualitas beton bertulang sangat tergantung pada :
1. Kualitas semen2.Kualitas air pencampur3.Kekuatan, kebersihan, bentuk, tekstur permukaan, komposisi kimia agregat4.Kualitas bahan tambahan bila ada5.Proporsi masing-masing bahan6.Cara pencampuran, pengecoran, pemadatan7.Cara perawatan (suhu dan kelembaban)9Interaksi lekatan (adhesi) antara mortar dan agregat kasar10.Umur beton11.Kecepatan pembebanan
Fungsi semen adalah mengikat butir-butir agregat hingga membentuk suatu massa padat dan mengisi rongga-rongga udara di antara butir-butir agregat
Bahan mineral utama untuk semen adalah:
1. Lime (CaO) dari batu kapur (limestone) ,2 Silica (SiO2) dari clay,3 Alumina (Al2O3) dari clay
Jenis semen:
1. Semen non hidrolik
Semen non hidrolik tidak dapat mengikat dan mengeras di dalam air, tetapi dapat mengeras di udaran. Contoh: kapur.
2. Semen hidrolik
Semen hidrolik mempunyai kemampuan untuk mengikat dan mengeras di dalam air. Contoh
A.Semen pozzolan
Pozzolan adalah sejenis bahan yang mengandung silisium atau aluminium, yang tidak mempunyai sifat penyemenan serta merupakan
bahan ikat yang mengandung silika amorf, yang apabila icampur dengan kapur akan membentuk benda padat yang keras
B.Semen terak
Semen terak adalah semen hidrolik yang sebagian besar terdiri dari suatu campuran seragam serta kuat dari terak tanur kapur tinggi dan kapur tohor. Sekitar 60% beratnya berasal dari terak tanur tinggi
C.Semen alam
Semen alam dihasilkan melalui pembakaran batu kapur yang mengandung lempung pada suhu lebih rendah dari suhu pengerasan
D,Semen portland
Semen portland didefinisikan sebagai semen hidrolik yang dihasilkan dengan menggiling klinker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik,
Proses pembuatan semen portland dapat dibedakan menjadi dua, yaitu:
Pada proses basah, sebelum dibakar bahan dicampur dengan air (slurry) dan digiling hingga berupa bubur halus. Proses basah umumnya dilakukan jika yang diolah merupakan bahan-bahan lunak seperti kapur dan lempung. Bubur halus yang dihasilkan selanjutnya dimasukkan dalam oven berbentuk silinder yang dipasang miring (ciln). Suhu ciln ini sedikit demi sedikit dinaikkan dan diputar dengan kecepatan tertentu. Bahan akan mengalai perubahan sedikit demi sedikit akibat naiknya suhu dan akibatnya terjadi sliding di dalam ciln. Pada suhu 100°C air mulai menguap, pada suhu 850°C karbondioksida dilepaskan. Pada suhu sekitar 1400°C, berlangsung permulaan perpaduan di daerah pembakaran, di mana akan terbentuk klinker yang terdiri dari senyawa kalsium silikat dan kalsium aluminat. Klinker tersebut selanjutnya didinginkan, kemudian dihaluskan menjadi butir halus dan ditambah dengan bahan gipsum.
Proses kering biasanya digunakan untuk jenis batuan yang lebih keras misalnya untuk batu kapur jenis shale. Pada proses ini bahan dicampur dan digiling dalam keadaan kering menjadi bubuk kasar. Selanjutnya, bahan tersebut dimasukkan ke dalam ciln dan proses selanjutnya sama dengan proses basah.
Berkaitan dengan masalah keawetan (durability) beton, maka dibedakan atas lima tipe semen, yaitu:
| Tipe I | : | Semen biasa (normal) digunakan untuk beton yang tidak dipengaruhi oleh lingkungan, seperti sulfat, perbedaan suhu yang ekstrim. |
| Tipe II | : | Digunakan untuk pencegahan terhadap serangan sulfat dari lingkungan, seperti untuk struktur bawah tanah. |
| Tipe III | : | Beton yang dihasilkan mempunyai waktu perkerasan yang cepat (high early strength). |
| Tipe IV | : | Beton yang dibuat akan memberikan panas hidrasi rendah, cocok untuk pekerjaan beton massa. |
| Tipe V | : | Semen ini cocok untuk beton yang menahan serangan sulfat dengan kadar tinggi. |
Sifat fisika semen portland:
Kehalusan butiran
Kehalusan butiran semen mempengaruhi proses hidrasi. Waktu pengikatan (setting time) menjadi semakin lama jika butir semen lebih kasar.
Kehalusan butir semen yang tinggi dapat mengurangi terjadinya bleeding atau naiknya air ke permukaan, tetapi menambah kecenderungan beton untuk menyusut lebih banyak dan mempermudah terjadinya retak susut.
Kepadatan atau berat jenis (density)
Berat jenis semen yang disyaratkan oleh ASTM adalah 3,15 Mg/m3. kepadatan akan berpengaruh pada proporsi semen dalam campuran.
Konsistensi
Konsistensi semen portland berpengaruh pada saat pencampuran awal, yaitu pada saat terjadi pengikatan sampai pada saat beton mengeras.
Waktu pengikatan (setting time)
Waktu ikat adalah waktu yang diperlukan semen untuk mengeras, terhitung mulai bereaksi dengan air dan menjadi pasta semen hingga pasta semen cukup kaku untuk menahan tekanan.
Panas hidrasi
Panas hidrasi adalah panas yang terjadi pada saat semen bereaksi dengan air, yang dipengaruhi oleh jenis semen yang dipakai dan kehalusan butir semen.
Keutuhan atau kekalan
pada pasta semen yang telah mengeras merupakan suatu ukuran yang menyatakan kemampuan pengembangan bahan-bahan campurannya dan kemampuan untuk mempertahankan volume setelah pengikatan terjadi.
Kekuatan
Pengujian kekuatan semen dilakukan dengan cara membuat mortar semen pasir. Pengujian kekuatan dapat berupa uji tekan, tarik dan lentur.
Air
Air diperlukan untuk pembuatan beton bertulang agar terjadi reaksi hidrasi dan digunakan untuk membasahi agregat. Normalnya, air minum dapat digunakan untuk bahan campuran beton. Air yang digunakan untuk campuran beton harus bersih, tidak boleh mengandung minyak, asam, alkali, zat organis
Agregat
Agregat untuk beton terdiri atas agregat halus (pasir) dan agregat kasar. Volume agregat hampir mencapai 60-80% dari volume total beton. Agregat harus bergradasi sedemikian rupa sehingga seluruh massa beton dapat berfungsi sebagai benda yang utuh, homogen dan rapat, di mana agregat yang berukuran kecil berfungsi sebagai pengisi celah yang ada di antara agregat berukuran besar. Dengan gradasi yang baik dan kompak akan menghasilkan beton yang lebih ekonomis dan memberikan kekuatan yang lebih tinggi
Agregat yang dapat dipakai untuk beton harus memenuhi syarat antara lain:
1.Bersih dari zat organik.2Tidak bercampur dengan tanah / lumpur.3Bebas dari sifat penyerapan secara kimia.4Mempunyai ikatan yang baik dengan pasta.distribusi / gradasi ukuran agregat memenuhi ketentuan yang berlaku
Beberapa jenis agregat kasar adalah:
Batu pecah alami ,Batu kerikil (natural gravel),Agregat kasar buatan (artificial coarse aggreg,Heavy weight and nuclear shielding aggregate
Agregat halus (pasir) dapat dibedakan atas:
Pasir sungai,Pasir gunung,Pasir laut,Pasir dari batu pecah,Pasir kwarsa
Klasifikasi agregat berdasarkan bentuknya:
Agregat bulat,Agregat tidak teratur,Agregat bersudut,Agregat panjang,Agregat pipih dan panjang
Klasifikasi agregat berdasarkan tekstur permukaannya:
halus (glassy),Berbutir (granular),Kasar,Cristalline,Berbentuk sarang lebah
Sifat mekanik agregat:
Gaya lekat (bond)
Bentuk dan tekstur permukaan agregat mempengaruhi kekuatan beton, terutama untuk beton berkekuatan tinggi, kekuatan lentur lebih dipengaruhi daripada kekuatan tekan
Kekuatan
Kekuatan agregat yang dibutuhkan pada beton umumnya lebih tinggi dari kekuatan betonnya sendiri
Toughness
Toughness didefinisikan sebagai daya tahan agregat terhadap kehancuran akibat beban impak.
Hardness
Hardness adalah daya tahan terhadap keausan agregat, merupakan sifat yang penting bagi beton yang digunakan untuk jalan atau permukaan lantai yang harus memikul lalu lintas berat.
Sifat-sifat agregat dalam campuran beton
Serapan air,Kadar air ,Berat jenis dan daya serap agregat,Gradasi agregat,Hubungan antara pori dalam mortar dan beton dengan kekuatan,Modulus kehalusan butir, Ketahanan kimia
Fungsi dari bahan tambahan adalah memodifikasi perilaku beton.
Beberapa alasan penggunaan bahan tambah:
Memodifikasi beton segar, mortar dan grouting
a. Menambah sifat kemudahan pekerjaan tanpa menambah kandungan atau mengurangi kandungan air dengan sifat pengerjaan yang sama.
b. Menghambat atau mempercepat waktu pengikatan awal dari campuran beton.
c. Mengurangi atau mencegah secara preventif penurunan atau perubahan volume beton.
d. Mengurangi segregasi
e. Mengembangkan dan meningkatkan sifat penetrasi dan beton segar.
f. Mengurangi kehilangan nilai slump.
Memodifikasi beton keras, mortar dan grouting
a. Menghambat atau mengurangi ekolusi panas selama pengerasan awal
b. Mempercepat laju pengembangan kekuatan beton pada umur awal.
c. Menambah kekuatan beton
d. Menambah sifat keawetan beton atau ketahanan dari serangan sulfat
e. Mengurangi kapilaritas air
f. Mengurangi sifat permeabilitas
g. Mengontrol pengembangan yang disebabkan oleh reaksi dari alkali termasuk alkali dalam agregat.
h. Menghasilkan struktur beton yang baik
i. Menambah kekuatan ikatan beton bertulang
j. Mengembangkan ketahanan gaya impact (berulang) dan ketahanan abrasi
k. Mencegah korosi yang terjadi pada baja (embedded metal)
l. Menghasilkan warna tertentu pada beton
Ada dua jenis bahan tambahan yaitu:
1,Bahan tambahan kimia (chemical admixtures)
Bahan admixtures yang dapat larut dalam air digolongkan sebagai chemical admixtures.
2.Bahan tambahan mineral (mineral admixtures)
Mineral admixtures dapat bersifat semen, pozzolanik atau kedua-duanya. Bahan ini dapat digunakan sebagai bahan pengganti sebagian berat semen dalam campuran beton. Contoh: silica fume, abu terbang (fly ash), bahan-bahan pozolan dan bahan-bahan bersifat semen.
ada tujuh tipe bahan tambahan kimia, yaitu:
Tipe E: water reducing and accelerating admixtures
Water reducing and accelerating admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi ganda yaitu mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton yang konsistensinya tertentu dan mempercepat pengikatan awal.
Tipe F: water reducing, high range admixtures
Water reducing, high range admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu, sebanyak 12% atau lebih.
Tipe G: water reducing, high range and retarding
Water reducing, high range and retarding admixtures adalah bahan tambahan yang berfungsi untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu, sebanyak 12% atau lebih dan juga untuk menghambat pengikatan beton.
Beberapa bahan tambah mineral adalah pozzolan, fly ash, slag, dan Keuntungan penggunaan bahan tambah mineral adalah:silica fume.
1. Memperbaiki kinerja workability
2. Mengurangi panas hidrasi
3. Mempertinggi kekuatan tekan beton
4. Mengurangi penyusutan
5. Mengurangi porositas dan daya serap air dalam beton
6. Mengurangi biaya pekerjaan beton
7. Mempertinggi daya tahan terhadap serangan sulfat
8. Mempertinggi daya tahan terhadap serangan reaksi alkali-silika
9. Mempertinggi keawetan beton
Bahan tambahan mineral dapat dibedakan atas tiga jenis, yaitu:
Bahan dengan reaktifitas rendah
Penggunaan bahan ini semata-mata hanya untuk meningkatkan workability (kelecakan), misalnya batu kapur, dolinite, quartz, bentonite, dam lain-lain.
Bahan bersifat semen
Bahan ini seperti semen, yaitu dapat mengeras bila tersedia air. Penggunaan bahan ini dapat meningkatkan kekuatan beton, seperti : hydraulic lime dan blast-furnace slag.
Bahan pozolan
Bahan ini tidak akan mengeras sendiri, namun bila tersedia semen (CaOH2) akan mengalami reaksi, seperti : silica fume dan abu terbang.
Perancangan Campuran Beton Mutu Normal Berdasarkan ACI Committee 211
Langkah 1. Pemilihan angka slump
Langkah 2. Pemilihan ukuran maksumum agregat kasar
Untuk volume agregat yang sama, penggunaan agregat dengan gradasi yang baik dan ukuran maksimum yang besar akan menghasilkan rongga yang lebih sedikit daripada penggunaan agregat dengan ukuran maksimum agregat yang lebih kecil. Hal ini akan menyebabkan penurunan kebutuhan mortar dalam setiap satuan volume beton.
Dasar pemilihan ukuran agregat maksimum dikaitkan dengan dimensi struktur, dengan ketentuan sebagai berikut:
1.D lebih besar sama dengan 1/5 Lebar terkecil di antara dua tepi bekisting
2. D lebih besar sama dengan 1/3 tebal pelat lantai
3. D lebih besar sama dengan j3/4 arak bersih antar tulangan
Langkah 3. Estimasi kebutuhan air pencampur dan kandungan udara
Jumlah air pencampur per satuan volume beton yang dibutuhkan untuk menghasilkan nilai slump tertentu sangat tergantung pada ukuran maksimum agregat, bentuk serta gradasi agregat dan juga pada jumlah kebutuhan kandungan udara pada campuran
Langkah 4. Pemilihan nilai perbandingan air semen
Langkah 5. Perhitungan kandungan semen
Langkah 6. Estimasi kandungan agregat kasar
Langkah 7. Estimasi kandungan agregat halus
Langkah 8. Koreksi kandungan air pada agregat
Langkah 9. Trial mix
Besi Tulangan
Telah dijelaskan bahwa beton lemah terhadap gaya tarik. Penggunaan besi tulangan dalam beton, dimaksudkan untuk menahan tegangan tarik yang terjadi
Kontribusi besi tulangan terhadap mutu beton bertulang ditentukan oleh:
1. Diameter, jenis dan mutu besi tulangan.
2. Interaksi lekatan antara mortar dengan besi tulangan.
Akibat Gaya Tekan
Seperti apa yang telah dijelaskan bahwa beton merupakan suatu bahan yang komposit yaitu terdiri dari matrik (mortar) dan inclusion (agregat kasar)
Akibat Gaya Tarik
Kuat tarik beton bervariasi antara 5-10% dari kuat tekannya. Nilai ini sangat tergantung pada metoda uji tarik yang dilakukan. Perilaku tegangan-regangan akibat beban tarik adalah linier sampai terjadi retak yang biasanya langsung diikuti oleh keruntuhan benda uji.
Akibat Beban Biaksial
Beban biaksial akan bekerja pada dua arah yang saling tegak lurus dan pada arah yang ketiga tidak terjadi tegangan atau deformasinya tidak tertahan,
Akibat Beban Triaksial
Akibat beban triaksial, keruntuhan disebabkan oleh retak tarik yang sejajar tegangan tekan maksimum dan tegak lurus regangan tarik maksimum (jika terjadi), atau keruntuhan akibat geser
Modulus ElastisitasKarena kurva tegangan-regangan beton adalah kurva linier pada taraf pembebanan awal, maka modulus elastisitas (modulus Young) dari bahan ini adalah garis singgung dari kurva tegangan-regangan pada titik pusatnya
Susut (Shrinkage)
Susut didefinisikan sebagai suatu proses perpendekan beton saat beton mengalami pengerasan dan pengeringan akibat suhu tetap. Susut terjadi akibat hilangnya lapisan air adsorbsi dari permukaan partikel pasta semen (proses difusi). Besarnya susut sangat tergantung pada komposisi beton:
a. Hadirnya agregat kasar atau menghalangi sekaligus mengurangi susut.
b. w/c yang besar akan mempengaruhi susut.
c. Semen yang sangat halus akan membutuhkan banyak air, sehingga akan mempengaruhi susut.
Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya susut pengeringan:
1Agregat,2Faktor air-semen,3Ukuran elemen beton,4Kondisi lingkungan,5Banyaknya penulangan,6Bahan tambahan pada campuran betonJenis semen
Rangkak (Creep)
Rangkak (creep) adalah penambahan regangan terhadap waktu akibat adanya beban yang bekerja. Deformasi awal akibat beban adalah regangan elastis, sedangkan regangan tambahan akibat beban yang sama disebut regangan rangkak
Tidak ada komentar:
Posting Komentar