Upload
others
View
34
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
SIFAT FISIS DAN MEKANIS BETON
Oleh:
Ir. I Gede Putu Joni, MT.
Program Studi Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Udayana
2017
DAFTAR ISI
Pendahuluan .......................................................................................................... I
Daftar Isi................................................................................................................ II
1. Pendahuluan ................................................................................................... 1
2. Workability .................................................................................................... 2
3. Durability (Keawetan = Ketahanan) .............................................................. 4
4. Strength .......................................................................................................... 10
5. Modulus Elastisitas Beton (Eb) ..................................................................... 17
6. Creep Beton ................................................................................................... 18
7. Penyusutan Beton ........................................................................................... 18
8. Kekedapan Beton ........................................................................................... 20
9. Bleeding ......................................................................................................... 21
10. Segregation .................................................................................................... 22
Kesimpulan ........................................................................................................... 24
Reference............................................................................................................... 25
SIFAT FISIS DAN MEKANIS BETON
1. Pendahuluan
Sifat beton yang terdiri dari sifat fisis dan mekanis, yang dimaksudkan
adalah sifat beton yang dikehendaki di dalam perencanaan suatu konstruksi
beton. Pada umumnya para teknisi dan perencana menghendaki bahwa
bangunan beton tersebut haruslah kuat, tahan lama dan ekonomis serta
memberi perasaan aman dan tenteram bagi penghuninya.
Untuk maksud tuntutan tersebut, maka perlu dibahas sifat-sifat fisis
dan mekanis beton seperti di bawah ini.
- Workability
- Durability (keawetan atau ketahanan)
Ketahanan terhadap pengaruh cuaca
Ketahanan terhadap pengaruh kimia
Ketahanan terhadap erosi
- Kekuatan
Kekuatan tekan beton
Kekuatan tarik beton
- Modulus elastisitas beton
- Sifat creep beton
- Penyusutan beton (penyusutan elastis dan plastis)
- Sifat permeability beton
- Bleeding
- Sigregation
- Proses perawatan beton (curing)
2. Workability
ø max : 1 ½”
ø max : 6”
Workability adalah salah satu sifat beton yang dikehendaki pada setiap
perencanaan adukan beton. Arti workability ialah kemudahan pengerjaan
beton untuk dicampur, dicor dan diangkut serta didapatkan tanpa mengurangi
homogenitas beton dan beton tak terurai, bleeding berlebihan untuk mencapai
kekuatan yang direncanakan workability ini tergantung pada konsistensi
beton, dan konsistensi beton tergantung pada:
- Proporsi campuran
- Sifat-sifat dari individu material beton (pasir, kerikil), misalnya
permukaan aggregate, bentuk aggregate dan dan lain sebagainya.
- Diameter maksimum aggregate kasar.
- Jenis konstruksi yang akan dibangun.
- Temperatur.
Grafik 1
Pada Grafik 1 terlihat spesi beton yang berdiameter lebih besar, slump-nya
makin rendah, jika temperatur makin tinggi slump-nya makin rendah.
17,5
15
12,5
10
7,5
5
2,5
0
SL
UM
P (
Cm
)
40 50 60 70 80 90 100 F
10 4 16 21 27 32 38 C
Temperatur
Hubungan antara slump
dan temperatur dengan
2 diameter maksimum
dari aggregate kasar.
Khususnya untuk mengatasi pengaruh temperatur udara luar kenaikan 50C dari
kondisi normal (250) perlu ditambah air sebanyak 5 kg/m3.
Tabel 1. Kebutuhan air bebas untuk beberapa tingkat kemudahan
pengerjaan beton tertentu.
SLUMP 0 – 10 10 – 50 50 – 60 60 - 180
Ukuran untuk
aggregate (mm)
Type dari
aggregate Air Bebas untuk 1 m3 Beton
10 Uncrushed 150 140 205 225
Crushed 180 205 210 250
20 Uncrushed 135 160 180 105
Crushed 170 190 210 225
40 Uncrushed 115 140 160 175
Crushed 155 175 190 205
Pada Tabel 1 menunjukkan pula pengaruh ukuran diameter butir max
dan type aggregate terhadap pengaruh workability beton.
Bila proporsi aggregate kurang baik mengakibatkan adanya ruang kosong
pada spesi beton dan sifat kohesive dari spesi beton kurang sehingga
workability rendah selain itu juga yang perlu diperhatikan di sini adalah ø max
< 40 mm, dan pasir yang lolos pada diameter 0,3 mm harus cukup (±10 – 20
%).
Untuk material yang permukaannya halus dan agak bulat, akan
menghasilkan spesi beton yang workability-nya lebih tinggi dan pada spesi
beton yang permukaannya kasar dan pipih.
Pada Tabel 1 menunjukkan bahwa air bebas untuk kerikil terlihat lebih
sedikit jumlah kebutuhan air bebasnya daripada kebutuhan air bebas untuk
batu pecah. Mengenai pengaruh jenis konstruksi diterangkan bahwa: tiap-tiap
jenis konstruksi mempunyai tingkatan workability yang berbeda dan untuk
tepatnya dianjurkan pemilihan workability-nya berpedoman pada Tabel 2.
Tabel 2. Nilai-nilai slump untuk berbagai-bagai pekerjaan beton
Uraian Slump (Cm)
Maximum Minimum
Dinding, pelat pondasi dan pondasi
telapak bertulang
12,5 5,0
Pondasi telapak tidak bertulang kaison
dan konstruksi di bawah tanah
9,0 2,5
Pelat, balok, kolom dan dinding 15,0 7,5
Pengerasan jalan 7,5 5,0
Pembetonan masal 7,5 2,5
Untuk maksud-maksud dan alasan-alasan tertentu, maka dengan persetujuan
Pengawas Ahli, dapat dipakai nilai-nilai slump yang menyimpang daripada
yang tercantum dalam Tabel 2 asal dipenuhi hal-hal sebagai berikut:
- Beton dapat dikerjakan dengan baik.
- Tidak terjadi pemisahan dari adukan.
- Mutu beton yang disyaratkan tetap terpenuhi.
3. Durability(Keawetan = Ketahanan)
Sebenarnya durability (= ketahanan) beton sama pentingnya dengan
persyaratan-persyaratan kekuatan (= strength) dan kemudahan pengerjaan
beton (workability). Walaupun demikian pentingnya masalah durability atau
keawetan beton ini sangat sukar untuk diukur, selain itu penyelidikan
keawetan atau ketahanan beton ini memerlukan waktu penyelidikan yang
cukup lama, sebab penyelidikan ketahanan dalam waktu yang pendek tak akan
menghasilkan pekerjaan yang teliti yang bisa menunjukkan ukuran ketahanan
konstruksi beton.
Untuk penjelasan lebih lanjut mengenai ketahanan beton yang
dimaksud, pada prinsipnya ada 3 ketahanan yang harus dimiliki beton antara
lain:
1. Ketahanan terhadap keadaan cuaca (= weathering resistance)
2. Ketahanan terhadap pengaruh bahan kimia yang meliputi bahan
kimia dan lingkungan agressif (resistance to chemical
deterioration)
3. Ketahanan terhadap erosi (resistance to erosion)
1. Ketahanan terhadap keadaan cuaca (=weathering resistance)
Persyaratan ketahanan beton terhadap pengaruh cuaca adalah
penting, beton harus tahan terhadap kerusakan-kerusakan yang mungkin
timbul karena pengembangan dan penyusutan akibat perbedaan
temperatur (temperatur siang dan temperatur malam) yang menyebabkan
beton yang basah tiba-tiba akan menjadi kering sehingga timbul retak
dan sebagainya. Untuk mencegah pengaruh pengerusakan akibat
pengaruh cuaca, maka yang perlu diperhatikan bahwa beton tersebut
harus dibuat sedemikian sehingga kedap air dan mempunyai perubahan
perbedaan volume kecil, dengan mengadakan langkah-langkah sebagai
berikut:
a. Pemilihan aggregate yang tepat dan baik (diameter maximum keras
dan tidak porus, serta bentuk yang tak pipih).
b. Perawatan yang sempurna (curing).
c. Homoginitas campuran beton harus dijaga.
d. Penggunaan faktor A/C yang rendah.
e. Penggunaan air seminimal mungkin.
2. Ketahanan terhadap pengaruh bahan kimia yang meliputi bahan kimia
dan lingkungan agressif (resistance to chemical deterioration)
Ketahanan terhadap pengaruh bahan kimia (resistance to chemical
deterioration). Kelapukan beton bisa disebabkan karena reaksi mineral-
mineral tertentu dari alkali yang terkandung dalam semen. Oleh sebab itu
pada pemakaian semen yang berkadar alkali yang tinggi, maka
dianjurkan agar pemilihan aggregate kasar (batuan) yang akan dipakai
sebagai material spesi beton harus hati-hati. Dan sebaiknya aggregate
tersebut diperiksa lebih dahulu di Laboratorium yang bersangkutan.
Alkali dalam hal ini dinyatakan dengan Na2O + 0,658 K2O dan harus <
0,5 – 0,6 persen semen. Bahan-bahan mineral yang mempunyai sifat
reaktive dan pengrusak yang umumnya terdapat di aggregate alam di
Indonesia ialah silica, glasses, sulfides, clay dan mica, garam atau bahan
organis. Tanda-tanda bahwa beton mengalami proses pelapukan karena
pengaruh kimia adalah:
- Terjadi pengembangan pada beton.
- Terjadi retak-retak yang menyeluruh di semua atau sebagian besar
tempat.
- Pelapukan sedikit demi sedikit atau rontok sedikit demi sedikit.
- Permukaan beton kelihatan kotor dan dalam beton kemungkinan
timbul kelebihan udara/gelembung-gelembung udara.
- Porisitas besar.
Selain kelapukan beton akibat dari material betonnya sendiri,
kelapukan beton bisa juga akibat dari pengaruh kontak bahan kimia dari
sekeliling daerah beton itu, hal ini terjadi misal pada beton yang
digunakan di laut, di dalam tanah yang agressif dan sebagainya.
Tabel yang menunjukkan reaksi beberapa mineral kimia pada
beton yang tak terlindung (L) Concrete Manual.
Mineral yang bisa mempengaruhi durability
dari beton
Tingkatan pengaruh mineral
terhadap beton
1. Petrolium oil, heavy, light and velatile
2. Coal tar distilation
3. Inorganic acid
4. Organic materials
- Acetic acid
- Oxalic and dry carbonic acids
- Carbonic acid in water
- Lactic and tannic acids
- Vegetable oils
5. Inorganic salts
- Sulfates of calcium sodium magnesium,
potassium, aluminium, iron
- Chlorides of sodium, potascium
- Chlorides of magnesium
6. Miscellaneaus
- Milk
- Svage juices
- Mollasses, corn sirup and glucose
None
None or very slight
Disintegration
Slow disintegration
None
Slow attack
Do
Slight or very slight attack
Active attack
None
Slight attack
Slow attack
Do
Slight attack
Tabel pengaruh tanah dan air yang mengandung bermacam-macam
consistensi sulfat, concrete manual.
Reaktive degree sulfat
atack
Present water saluble
sulfate (SO4) in soil
samples
p.p.m. sulfates (as (SO4)
in water samples
Negligible 0,00 to 0,10 0 to 150
Positive 0,10 to 0,20 150 to 1000
Considerable 0,20 to 0,50 1000 to 2000
Severe Over 0,50 Over 2000
Melihat kenyataan, dan penjelasan di atas perlu beton dicegah
kelapukannya akibat pengaruh manual-manual kimia tersebut agar beton
mempunyai ketahanan terhadap bahan tersebut. Untuk hal ini maka perlu
memperhatikan hal-hal sebagai berikut:
- Penggunaan aggregate yang tepat (gradasi, kekerasan, mungkin bila
perlu dikirim ke laboratorium untuk penyelidikan seperlunya.
- Homogenitas beton dijaga.
- Penggunaan A/C yang optimum.
- Penggunaan air yang seminimum mungkin.
- Pemilihan tipe semen yang harus disesuaikan dengan fungsi dari
pengaruh agresive lokasi di mana konstruksi beton dibangun.
- Pemadatan yang baik.
- Bila perlu menggunakan bahan addesive yang bisa membuat atau
menambah kekedapan beton dan ketahanan beton terhadap sulfat.
3. Ketahanan terhadap erosi (resistence to erosion)
Kerusakan permukaan beton pada umumnya disebabkan karena
pengaruh-pengaruh gosokan atau tumburan bahan-bahan dari luar.
Misalnya pada saluran atau bangunan yang menyalurkan/mengalirkan
air, kerusakan permukaan beton disebabkan oleh geseran oleh arus air
yang membawa material kecil-kecil atau oleh karena kekuatan tumbukan
air (ombak). Dan pada jalan yang terbuat dari beton kerusakan
permukaan betonnya disebabkan pengaruh tumbukan atau geseran dari
roda-roda kendaraan yang melewatinya. Selain itu kerusakan permukaan
beton juga bisa karena hembusan-hembusan angin yang cukup kuat dan
kontinue serta kekuatan arus yang ditimbulkan oleh aliran salju.
Untuk mengurangi pengaruh erosi ini atau untuk menambah atau
membuat beton yang mempunyai ketahanan ini maka perlu adanya
pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut:
- Bentuk konstruksi dibuat sedemikian rupa, sehingga bisa mengurangi
pengaruh kekuatan geseran, geseran dan tumbukan yang terjadi pada
konstruksi tersebut.
- Mutu/kualitas beton cukup baik.
- Langkah-langkah untuk memperoleh durability beton.
- Langkah-langkah untuk memperoleh durability seperti apa yang
diterangkan di atas, secara umum bisa dengan pembatasan jumlah
semen minimum dan dengan pembatasan faktor air semen maksimum
(Tabel 3).
Tabel 3. Jumlah semen minimum dan nilai faktor air semen maximum
Uraian Jumlah semen
minimum per
m3 beton (kg)
Nilai faktor air
semen
maximum
Beton di dalam ruang bangunan:
a. Keadaan keliling non korosif
275
0,60
b. Keadaan keliling korosif
disebabkan oleh kondensasi
atau uap-uap korosif
325
0,52
Beton di luar ruang bangunan:
a. Tidak terlindung dari hujan dan
terik matahari langsung
325
0,60
b. Terlindung dari hujan dan terik
matahari langsung
275 0,60
Beton yang masuk ke dalam tanah:
a. Mengalami keadaan basah
kering berganti-ganti
325
0,55
b. Mendapat pengaruh sulfat
alkali dari tanah atau air tanah
375 0,52
Beton yang kontinue berhubungan
dengan air:
a. Air Tawar
275
0,57
b. Air Laut 375 0,52
- Selain persyaratan tersebut juga disyaratkan bahan-bahan beton
sendiri harus keras, mempunyai permukaan yang kasar dan tak pipih
dan penggunaan diameter aggregate sebesar-besarnya (ideal 40 mm).
Dan juga aggregate harus mempunyai sifat permebility yang baik
(sukar ditembus air).
- Curing atau perawatan minimum 2 minggu.
- Pemadatan cukup.
- Penggunaan bahan addesive yang bisa meningkatkan durability
beton.
- Pemilihan tipe semen yang sesuai dan sebagainya.
4. Strength
1. Mutu Beton
Kenyataan menunjukkan bahwa mutu beton sangat tergantung pada
faktor A/C (prinsip DOE methode). Dan penentuan A/C (perbandingan air dan
semen) tergantung dari durability yang dikehendaki. Selain itu kekuatan beton
juga tergantung ketelitian pelaksanaan pengecoran beton dan perawatan
(curing) beton tersebut.
Grafik 2
Hubungan A/C dan tegangan tekan beton :
AC1> AC2
1<2
1
2
2 1 AC
Grafik 3
Hubungan tegangan tekan beton yang dikeringkan dalam ruangan
Laboratorium setelah perawatan pendahuluan.
Temperatur pada saat perawatan (curing) juga mempengaruhi kekuatan tekan
beton. Hal ini bisa dilihat pada gambar grafik hubungan tegangan tekan beton
dan umur dengan perawatan yang mempunyai temperatur yang berbeda-beda.
6000
5000
4000
3000
2000
1000 0 3 7 14 28 90 100
Curing Continue
Umur
Grafik 4
Bagaimana kelakukan beton bila ditekan lalu beton dilepas? Kelakuan
beton yang dibebani tekan dapat dinyatakan dalam diagram tegangan regangan
(b’ - b’)
BO//AC
P = plastis
v.e = Visco Elastis
Grafik 5
Data-data:
W/C = 0,5
C.C = 363,
Type semen =
II
Aggregat
sungai (batu
kali)
Keterangan :
Bila tekanan kecil, b’ kecil maka perubahan bentuk (b’) berbanding lurus
dengan b’ hk Hooke = b’ = Eb’.
Bila b’ besar, maka grafik akan melengkung ke bawah, sudut makin kecil
berarti modulus elastisitas b'
b E
, makin kecil.
Misalkan diadakan pembebanan sampai A, maka akan terjadi perpendekan 1.
Bila beban dihilangkan beton akan berusaha kembali ke bentuk semula.
Kembalinya tak melewati grafik AO, melainkan melalui ACDE (di mana AC
// DB).
CDE garis lengkung ACD terjadi bersamaan dengan kepergian beban. Setelah
itu pemulihan bentuk dari 3 ke E2 lambat sekali. Pemilihan bentuk 2 ke E3
disebut perubahan unelastis atau visco elastis. Ternyata ada perubahan bentuk
yang tak pulih yaitu OE (3).
Sesungguhnya bagian dari stress strain diagram beton tidak ada yang lurus,
untuk praktisnya pada permulaan dianggap lurus dan di sini didapat modulus
elastis beton E
Eb
Faktor-faktor yang mempengaruhi b beton :
- Umur beton
- Cara pengerjaan
- Faktor air semen (A/C)
- Banyaknya semen
- Sifat aggregat dan p.c
- Perawatan waktu mengeras
- Cara pembebanan (cepat, lambat)
- Macam pembebanan
- Bentuk beton yang dicoba
- Milieu sekitarnya
- Dan lain-lain.
2. Kokoh tarik beton :
Kokoh tarik beton pada prinsipnya harus ditentukan dari percobaan
tarik langsung, tetapi percobaan ini sulit dilaksanakan. Percobaan yang biasa
dipakai sampai saat ini adalah percobaan-percobaan lentur pada prisma
dengan penampang 10 x 10 cm, berumur 28 hari atau dapat pula dengan cara
sebagai berikut:
Gambar 1
Untuk dua jenis percobaan ini kokoh tarik beton ( br) ditentukan
dengan rumus:
2P
br = (Silinder)
d . e
2P
br = (Kubus)
a2
Sebagai data-data pendekatan dapat diambil secara kasar bahwa:
- Kokoh tarik lentur beton = tl = 10% kokoh tekan beton
- Kokoh tarik beton = br = 5% w’28 (kubus)
Dalam PBI 1971, tabel 10.4.2, ditunjukkan kekuatan tarik dan lentur dari
beton.
Grafik 6
Batas hancur pada tegangan tetap
Regangan beton
Notasi
Tegangan yang diijinkan (kg/cm2)
Pada pembebanan tetap Pada pembebanan sementara
Kekuatan tekan beton
karakteristik
’bk B1
100
K125
125
K175
175
K225
225
Umum
’bk
B1
100
K125
125
K175
175
K225
225
Umum
’bk
Lentur tanpa dan/atau dengan
gaya normal:
Tekan
Tarik
’b
b
35
5
40
5,5
60
6,5
75
5,5
0,33 ’bk
0,36 ’bk
55
7
70
7,5
100
9
125
10
0,56 ’bk
0,65 ’bk
Gaya aksial :
Tekan
Tarik
’bs
bs
35
4
40
4
60
5
75
5,5
0,33 ’bk
0,36 ’bk
55
5
70
5,5
100
6,5
125
7,5
0,56 ’bk
0,51 ’bk
Geser oleh lentur atau puntir:
Tanpa tulangan geser
Dengan tulangan geser
b
bm
4,5
11
5
12
5,5
14
6,5
16
0,43 ’bk
1,08 ’bk
7
17
7,5
19
9
22
10
25
0,68 ’bk
1,70 ’bk
Geser oleh lentur dengan
puntir:
Tanpa tulangan geser
Dengan tulangan geser
b
bm
5,5
14
6
15
7
18
8
20
0,54 ’bk
1,35 ’bk
8,5
21
9,5
24
11
28
13
32
0,85 ’bk
1,70 ’bk
Geser pons pada penampang
kritis:
Tanpa tulangan geser
Dengan tulangan geser
bp
bpm
6,5
13
7,5
15
8,5
17
10
20
0,65 ’bk
1,30 ’bk
10
20
11
22
13
26
15
30
1,02 ’bk
2,04 ’bk
Untuk ø # 1 nilai-nilai tegangan yang diijinkan menurut tabel di atas harus dikalikan.
5. Modulus Elastisitas Beton (Eb) :
Untuk material yang memenuhi hukum Hooke berlaku umum: E
E
.
Sebagaimana diterangkan tidak ada perbandingan lurus antara b’ dan b’ pula E
sangat dipengaruhi oleh banyaknya faktor.
Juga kelembaban sekitarnya sangat mempengaruhi. Untuk kesederhanaan perhitungan-
perhitungan, maka telah ditempuh pendekatan-pendekatean, yaitu untuk kualitas beton
tertentu dipakai suatu E constant tertentu pula.
Ada yang mengambil E dengan cara scant modulus Eb’ = tg
di mana : A tegangan beton yang diizinkan.
E dinamis = tg t
R.V.B Eb’ = (200 + 1/3 n’) 103 kg/cm2
Perbandingan harga Eb’ untuk berbagai-bagai negara.
Tabel 5
’28 Eb’
Belanda Jerman Perancis Inggris
300 300.000 300.000 32.000 265.000
450 350.000 350.000 382.000 340.000
600 400.000 400.000 44.000 360.000
FIP untuk perencanaan cepat dan berubah-ubah, modulus elastisitas beton di arah
memanjang dihitung dengan rumus:
kg/cm2 mj' 21.000 Eb'
jm1 = kokoh beton silinder rata-rata berumur j hari
Bila memakai kubus :
mj' 19.000 0,83 . m1 21.000 Eb' j
6. Creep Beton
Creep beton sukar diamati sebab kejadian creep beton ini bersamaan dengan
kejadian susut beton.
Creep ialah perubahan bentuk tambahan (yang berbentuk plastis) di samping perubahan
bentuk elastis akibat pembebanan tetap.
Bila pembebanan tetap cukup lama di samping perubahan elastis yang terjadi, maka
dapat dicatat bahwa perubahan bentuk masih terus berlangsung. Sebab dari perubahan
bentuk tersebut belakangan ini adalah karena sifat creep dan susut beton.
Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya creep:
- Kelembaban sekitarnya
- Volume yang ditinjau/ukuran, dan bentuk penampang
- Susunan campuran beton terutama pemakaian semen
- Umur beton pada saat dibebani
- Lamanya pembebanan
- Kualitas beton
- Macam pembebanan
- Dan lain sebagainya.
7. Penyusutan Beton
Penyusutan adalah perpendekan akibat mengering dan proses kimia fisik pasta
cement sekeliling bahan pengisi yang terjadi beton pada waktu mengeras. Beton
menyusut di ketiga arah dimensi kira-kira sama.
Penyusutan adalah suatu gejala yang sulit dipelajari sebagaimana diketahui
gejala susut dan creep ini pada suatu konstruksi beton pratekan terjadi berbarengan.
Besarnya penyusutan merupakan suatu fungsi dari waktu. Elemen konstruksi beton
kecil menyusut lebih cepat dan lebih banyak daripada elemen besar karena
pengeringannya lebih cepat.
Elemen-elemen yang besar mencapai tokoh beton yang lumayan lebih dahulu
sebelum banyak mengering, karena ini penyusutan menjadi lebih kecil. Sebelum
mempelajari pemakaian rumus-rumus praktis sebaiknya mendapat bayangan lebih
dahulu akan faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya penyusutan.
Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya penyusutan:
a. Cement
Belum ada angka-angka yang pasti yang menunjukkan bagaimana pengaruh
susunan kimia dan kehalusan terhadap penyusutan ini. Hanya dapat dilihat dari
hasil-hasil penyelidikan bahwa makin lembut mungkin besar terjadinya pecah-
pecah. Selanjutnya orang Portugal membuktikan bahwa peningkatan kadar
tricalcium aluminat (C3A) dapat pula memperbesar kemungkinan pecah-pecah,
tetapi ditunjukkan pula bahwa butir-butir semen yang sangat lembut proses
pengerasannya dan juga kekuatannya kemungkinan pecah tidak mudah terjadi.
b. Faktor air semen (W/C)
Semakin besar W/C semakin besar pula penyusutannya. Sedapatnya pemakaian
W/C yang besar harus dihindarkan karena ini lebih banyak membawa kerugian-
kerugian daripada keuntungannya seperti (kekuatan turun, creep besar, kekedapan
berkurang).
c. Bahan pengisi
Penyelidikan menunjukkan bahwa butir-butir bahan pengisi yang besar-besar dapat
mengurangi penyusutan, butir-butir ini menghalangi penyusutan dari semen pasta
yang membalutnya.
d. Susunan campuran dari bahan pengisi
Juga penyelidikan menunjukkan bahwa bahan pengisi beton yang mempunyai
modulus kehalusan besar, akan mempunyai nilai penyusutan kecil.
e. Perbandingan antara pasta semen dan bahan pengisi
Beton yang mempunyai bahan pengisi lebih banyak dibandingkan dengan pasta
semennya akan mempunyai nilai susut lebih kecil.
f. Intensitas pengadukan
Makin homogen pengadukan akan membuat hasil baik pada kekuatan beton, kedap
air, penyusutan dan creep (kecil).
g. Kelembaban udara dan umur
h. Ukuran dan bentuk konstruksi
Sebagaimana dijelaskan di depan, ukuran konstruksi sangat mempengaruhi besar
penyusutan bagian konstruksi yang ditinjau. Jelas bahwa konstruksi beton ringan
gampang sekali mengering dibandingkan terhadap badan beton yang masif.
Untuk membatasi penyusutan, maka hal-hal di bawah ini harus diperhatikan:
1) Cement
a) Pakai jenis semen yang mempunyai niai susut rendah.
b) Batasi pemakaian semen.
2) Air
a) Batasi pemakaian air (W/C).
b) Usahakan menurunkan W/C dengan memakai bahan-bahan pembantu yang
tidak mengurangi kedap air dan merusak baja prategang.
3) Bahan pengisi
a) Gradasi bahan pengisi harus padat.
b) Terlalu banyak pasir halus memperbesar penyusutan.
c) Bahan pengisi dengan permukaan kasar dan besar mengurangi penyusutan
4) Pengering
a) Membatasi beton yang mengeras sampai beberapa minggu sangat berguna
(min. 14 hari).
b) Lindungi beton yang mengeras terhadap sinar matahari dan angin keras.
8. Kekedapan Beton (Watertightness)
Yang diartikan kekedapan beton ialah ketahanan beton terhadap merembesnya
atau meresapnya air masuk (penetrasi) ke dalam celah-celah yang terdapat dalam spesi
beton. Untuk membuat beton yang kedap air ini sangatlah sulit sebab material-material
dari beton sendiri (semen, pasir, kerikil, batu pecah) bukan merupakan bahan yang tak
dapat ditembus air (impermeable material). Jadi yang dimaksud beton kedap air adalah
beton yang mempunyai angka permeability tertentu sehingga untuk menembus lapisan
beton tersebut memerlukan waktu yang panjang.
Permeability (cm/sc) sangat tergantung dari porisitas material yang dipakai
untuk membuat beton, selain itu cacat-cacat beton seperti retak-retak, beton kurang
pemadatan, spesi beton yang bleeding, regregation, kekurangan lekatan antara
aggregate dan pasta semen, semuanya ini bisa mempengaruhi sifat kekedapan beton.
Oleh karena itu untuk membuat beton yang mempunyai kedap air harus
memperhatikan mengenai:
- Penggunaan atau faktor A/C serendah mungkin (0,4 – 0,6).
- Homogenitas.
- Curing yang baik tergantung tipe semen yang digunakan.
- Aggregate yang tepat dan sebagainya ø max aggregate kasar 30 mm.
- Aggregate halus yang lolos 0,025 mm 15% besar pasir.
- Aggregate yang mempunyai coeffisien permeability sama dengan semen.
- Consistensi beton sebaiknya plastis dan stabil.
- Kemungkinan penggunaan ultra fine semen atau portland untuk menampah
kekedapan beton.
Penggunaan water proofing adminture yang umum dan sudah diketahui spesifikasi dan
cara penggunaan.
Dipergunakan tutup permukaan yang tipis seperti aspaltic emulsion, cement plaster,
parafin atau silicone yang dicampur dingin cairan solvent. Lapisan beton yang dicor
jangan melampaui 40 cm setiap lapisan.
9. Bleeding
Bleeding adalah pemisahan air dari campuran beton, hal terjadi dengan
merembesnya air ke permukaan beton, selama beton diangkat, digetar dalam
pemadatan atau setelah beton sudah selesai pada pengecoran. Bleeding biasanya terjadi
pada campuran spesi beton yang berkadar semen rendah atau campuran beton yang
basah (kelebihan air), atau campuran beton yang mempunyai slump tinggi. Pada
campuran beton A/C > 0,6, sering kedapatan kejadian bleeding ini.
Untuk mencegah bleeding maka air bebas beton dibagi semen + fines (< 0,15
mm) 0,45, hal ini untuk campuran beton dengan slump > 6 cm dan untuk campuran
beton dengan slump ( < 6 cm) low workability) 0,50 fines cement
Air
Pedoman pembatasan jumlah semen + fines ( < 0,3 mm) yang disarankan:
Tabel 6
ø max
(mm)
Semen + fines ( < 0,3 mm) yang
disarankan per m3 beton (kg)
9,6 525
19 450
38 400
76 325
Tindakan pencegahan yang dilakukan pada campuran beton yang bleeding ialah
dengan menambah fines (ø 0,3 mm) yang berupa filler atau puzzolana atau dengan
menambah kadar semen. Tapi harus diingat bahwa penambahan filler dan kadar semen
ini bertendensi akan terjadinya susut dan creep yang makin bertambah dan akan
mengakibatkan beton akan retak. Untuk ini maka penambahan filler dan kadar semen
dibatasi dengan persyaratan seperti anjuran pada tabel di atas.
10. Segregation
Bila aggregate kasar (batu pecah, kerikil) terpisah dari campuran beton, selama
pengangkutan, pengecoran dan pemadatan, campuran beton dikatakan mengalami
segregation (terjadi pemisahan beton terhadap spesi semen). Beton yang mempunyai
sifat segregation sangat sukar dipadatkan dan juga hasilnyabeton terdapat kantung-
kantung (lubang-lubang), tak homogen dan permeability-nya kurang serta keawetan
juga kurang. Resiko segregation akan timbul bila:
a. Campuran beton yang kadar semen rendah.
b. Campuran beton yang kadar airnya terlalu tinggi.
c. Campuran beton yang kurang pasir.
d. Diameter maximum terlalu besar dibanding dengan demensi begisting.
e. Permukaan aggregate sangat kasar.
f. Bila aggregate terlalu berat dan terlalu ringan.
g. Gap graded.
h. Pengecoran, pengangkutan yang ceroboh.
i. Bila begisting banyak sudut-sudut yang tajam dan kurang teratur.
Pada prinsipnya dibedakan 2 macam segregation.
1. Internal segregation (pemisahan setelah saat pemadatan)
Internal segregation adalah pengelompokan timbunan batu pecah (kerikil)
yang mempunyai berat jenis terlalu berat dan ø maksimum yang mengelompok di
dasar begisting. Segregation di atas biasanya ditimbulkan oleh campuran beton
yang terlalu basah, kadar semen yang rendah, ukuran ø maksimum aggregate yang
terlalu besar gap graded aggregate. Segregation ini terjadi bila kohesive dari beton
berkurang karena faktor-faktor tersebut di atas.
Internal segregation ini bisa dikurangi dengan menambah cohesiveness
(lekatan) dari spesi beton sehingga semen portal tetap melekat pada aggregate-
aggregate campuran beton tersebut.
Beberapa anjuran untuk meningkatkan cohesiveness campuran beton:
a) Mengurangi cm 6 slumpuntuk 0,05 menjadi filler pc
Air
b) Menambah kadar semen
c) Mengganti pasir kasar (zone 1) menjadi agak lebih halus (zone 2)
d) Menambah kadar-kadar semen + filler seperti yang dianjurkan
e) Mengurangi aggregate kasar yang berdiameter 40 mm
f) Menghilangkan oversize material (diameter material yang terlalu besar)
g) Membetulkan gap graded material menjadi graded yang lebih continue
h) Air endrained.
2. External segregation (pemisahan sebelum pemadatan)
External segregation ialah pemisahan aggregate kasar dari campuran beton
diakibatkan karena penanganan, pengangkutan dan pencampuran, sebelum
didapatkan external segregation umumnya terjadi pada campuran beton yang kadar
semennya rendah dan campuran beton yang agak kering (dry mixs) dan juga beton
yang gap graded. Untuk memperbaiki campuran beton yang mempunyai gejala
external segregatioin ialah dilakukan dengan:
a) Menambah pasta semen pada campuran yang kadar semennya rendah dan
pencampuran beton jumlah airnya rendah (lean dan dry mixs).
b) Menambah presentasi pasir bila campuran beton kurang pasir.
c) Membuat grading campuran lebih continue.
Kesimpulan
Kita sudah tahu bahan dasar beton adalah : aggregat (pasir dan
kerikil/batu pecah), semen dan air. Pemilihan bahandasar ini harus memenuhi syarat
– syarat tertentu yang perlu diketahui melalui ilmu pengetahuan maupun pengalaman
dalam merencanakan pencampuran beton hendaknya memperhatikan sifat – sifat fisis
dan mekanis beton untuk mendapat suatu konstruksi yang kuat, kaku, awet, mudah
dikerjakan dan ekonomis, serta memberikan rasa aman dan nyaman bagi
pemakainya. Untuk maksud tersebut diatas maka campuran dikatakan baik apabila :
setelah mengeras mempunyai kekuatan yang sesuai dengan yang direncanakan
lagipula mempunyai nilai ekonomis, disamping mudah dicampur dan homogen, tidak
terjadi pemisahan, mudah di cor dan dipadatkan.
Pelaksanaan pencampuran bahan – bahan dasar beton harus
memperhatikan takaran dalam komposisi perbandingan tertentu yang berdasarkan
takaran berat, tetapi dalam pelaksanaannya banyak menemui kesulitan, maka
diberikan toleransi takaran bisa menggunakan takaran volume.
Lamanya waktu pencampuran dalam mesin pencampur paling sedikit
adalah 1,5 menit, sebab terlalu cepat mencampurnya, maka campuran tidak
homogen. Terlalu lama mencampur dapat menimbulkan pemisahan kembali agregat
kasar dan agregat halus.
Penggunaan air harus mengikuti mix designnya, karena air merupakan
bahan senyawa dengan semen untuk membuat perekat atau pengikat hydraulis yang
tahan terhadap air. Dengan memperhatikan semua sifat – sifat fisis dan mekanis dari
campuran beton maka diharapkan dapat memenuhi semua kriteria dari perencanaan
suatu konstruksi yang mempergunakan bahan dari beton.
REFERENCES
1. Badan Standarisasi Nasional, 2004, “Standar Nasional Indonesia Semen Portlan” (SNI
15-2049-2004).
2. Prof. Turben Hansen, Technical Report 21, Manual on Concrete Mixs Design and
Quality Controls.
3. Prof. Turben Hansen, Technical Report No. 10, Texbook on Concrete Teknology.
4. Ir. Rachmat Poerwono, Diktat Kuliah Beton Pratekan Fakultas Teknik Sipil ITS.
5. Portland Cement Association (P.C.A), Design and Controle of Concrete Mixture.
6. United State Department of Interior Bureau of Reclamation “Concrete Manual”.