5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Beton

Beton merupakan material gabungan yang terdiri dari beberapa bahan

penyusun yang dicampur menjadi satu. Bahan penyusun tersebut terdiri atas

semen, agregat kasar, agregat halus, air, dan terkadang digunakan bahan tambahan

(additive atau admixture). Pada umumnya beton terdiri dari rongga udara sekitar

1% - 2%, pasta semen sekitar 25% - 40%, dan agregat sekitar 60% - 75%. Untuk

mendapat kekuatan yang baik, sifat dan karakteristik dari masing-masing bahan

penyusun tersebut perlu dipelajari. Selain itu proporsi campuran, cara pelaksanaan

dan perawatan beton perlu mendapat perhatian dengan baik.

2.2 Bahan Penyusun Beton

Pada umumnya beton terdiri atas tiga bahan penyusun yaitu semen,

agregat, dan air. Agregat terdiri dari agregat kasar dan agregat halus. Masing-

masing material tersebut tentu memiliki ketentuan untuk dapat dikatakan layak

digunakan untuk campuran beton. Berikut adalah penjelasan dari ketiga bahan

penyusun tersebut.

2.2.1 Semen

Semen merupakan bahan campuran yang secara kimiawi aktif setelah

berhubungan dengan air. Agregat tidak berperan peranan penting dalam reaksi

kimia tersebut, tetapi berfungsi sebagai bahan pengisi mineral yang dapat

mencegah perubahan-perubahan volume beton setelah pengadukan selesai dan

memperbaiki keawetan beton yang dihasilkan (Mulyono, 2004). Semen terdiri

dari 2 macam yaitu semen non-hidraulis dan semen hidraulis. Semen non-

hidraulis adalah semen yang dapat mengeras tetapi tidak stabil dalam air. Semen

hidraulis adalah semen yang akan mengeras bila bereaksi dengan air, tahan

6

terhadap air, dan stabil didalam air setelah mengeras. Semen hidraulis yang biasa

digunakan dalam konstruksi adalah semen Portland. Semen Portland dibedakan

menjadi 4 tipe yaitu :

1. Tipe I adalah semen Portland untuk tujuan umum. Jenis ini paling banyak

diproduksi karena digunakan hampir semua jenis konstruksi.

2. Tipe II adalah semen Portland modifikasi yang sifatnya setengah dari tipe

IV dan setengah dari tipe V (moderat). Belakangan lebih banyak

diproduksi sebagai pengganti tipe IV.

3. Tipe III adalah semen Portland dengan kekuatan awal yang tinggi.

Kekuatan 28 hari umumnya dapat dicapai dalam 1 minggu. Semen jenis

ini digunakan ketika acuan harus dibongkar secepat mungkin atau struktur

harus dapat cepat dipakai.

4. Tipe IV adalah semen Portland dengan panas hidrasi rendah, yang dipakai

pada kondisi dimana kecepatan dan jumlah panas yang timbul harus

minimum. Contohnya pada bangunan massif seperti bendungan gravitasi

yang besar.

5. Tipe V adalah semen Portland tahan sulfat yang dipakai untuk menghadapi

aksi sulfat yang ganas. Umumnya dipakai di daerah dimana tanah atau

airnya memiliki kandungan sulfat yang tinggi. (Nugraha dan Antoni,

2007)

Dari tipe-tipe semen diatas, semen yang paling umum digunakan adalah semen

Portland tipe I karena semen tipe ini tidak memerlukan persyaratan-persyaratan

khusus dalam pengerjaannya.

Sifat dan karakteristik masing-masing semen Portland dibedakan menjadi

4, yaitu :

1. Trikalsium Silikat (3CaO.SiO2) yang disingkat menjadi C3S.

2. Dikalsium Silikat (2CaO.SiO2) yang disingkat menjadi C2S.

3. Trikalsium Aluminat (3CaO.Al2O3) yang disingkat menjadi C3A.

4. Tetrakalsium Aluminoferrit (4CaO. Al2O3.Fe2O3) yang disingkat menjadi

C4AF.

7

Senyawa-senyawa tersebut memiliki sifat yang berbeda-beda. C3S dan C2S

merupakan senyawa yang memiliki sifat sebagai perekat. C3A merupakan

senyawa yang memiliki sifat reaktif dimana memiliki kecepatan hidrasi yang

paling tinggi dibandingkan dengan senyawa lainnya. C4AF memiliki sifat sebegai

katalisator. Senyawa tersebut akan menjadi bentuk kristal yang saling mengikat.

Komposisi dari C3S dan C2S adalah sebesar 70% - 80% dari berat semen dan yang

paling dominan memberikan sifat semen (Mulyono, 2004).

Apabila senyawa C3S bereaksi dengan air akan menghasilkan panas. Panas

tersebut akan memperngaruhi kecepatan pengerasan beton sebelum umur 14 hari.

Senyawa C2S lebih lambat bereaksi dengan air dan hanya berpengaruh terhadap

semen setelah umur 7 hari. C2S memberikan ketahanan terhadap serangan kimia

dan mempengaruhi susut terhadap pengaruh panas akibat lingkungan. Jika

kandungan C3S lebih banyak maka akan terbentuk semen dengan kekuatan tekan

awal lebih tinggi dan panas hidrasi yang tinggi, sebaliknya jika kandungan C2S

lebih banyak maka akan terbentuk semen dengan kekuatan tekan awal lebih

rendah dan ketahanan terhadap serangan kimia yang tinggi. Apabila kalsium

silikat (C3S maupun C2S) bereaksi dengan air maka akan menghasilkan gel

kalsium silikat hidrat atau sering disingkat menjadi gel C-S-H dan kalsium

hidroksida. Kalsium hidroksida yang dihasilkan memiliki sifat basa (pH = 12,5)

yang menyebabkan semen sensitif terhadap asam dan akan bersifat mencegah

terjadi korosi pada besi baja (Nugraha dan Antoni, 2007).

2C3S + 6H C3S2H3 + 3CH

(trikalsium silikat) (air ) (kalsium silikat hidrat) (kalsium hidroksida)

2C2S + 4 H C3S2H2 + CH

(dikalsium silikat) (air ) (kalsium silikat hidrat) (kalsium hidroksida)

Dengan C = CaO ; S = SO3 ; H = H2O ; CH = Ca(OH)2

8

Pada senyawa C3A proses hidrasi berlangsung sangat cepat dan disertai

dengan pengeluaran panas yang banyak. C3A memberikan kekuatan awal yang

sangat cepat pada umur beton 24 jam pertama. Hal tersebut terjadi karena C3A

yang bereaksi dengan air akan menghasilkan Kristal kalsium aluminat hidrat yang

menyebabkan pengerasan pada pasta semen. Proses ini disebut dengan quick set

sehingga perlu ditambahkan gypsum yang akan berfungsi untuk memperkecil

reaktivitas dari C3A. Pada proses ini C3A akan bereaksi dengan gypsum terlebih

dahulu dan menghasilkan kalsium sulfoaluminat. Kristal yang terbentuk berupa

jarum dan disebut ettringite. Etrtingite berfungsi untuk memblokir air dari

permukaan C3A sehingga menunda hidrasi. Setelah gypsum bereaksi seluruhnya,

kemudian akan terbentuk kalsium aluminat hidrat. C3A bereaksi dengan air yang

jumlahnya sekitar 40% dari beratnya. Karena persentasenya dalam semen sangat

kecil (10%), maka pengaruhnya pada jumlah air untuk reaksi menjadi kecil.

Senyawa ini sangat berpengaruh pada nilai panas hidrasi tinggi, baik pada saat

awal maupun pada saat pengerasan berikutnya yang sangat panjang. Semen yang

mengandung C3A lebih dari 10% tidak tahan terhadap serangan sulfat. Apabila

kandungan C3A pada semen tinggi, kemudian bersentuhan dengan sulfat yang

terdapat pada air maupun tanah maka akan mengeluarkan C3A yang bereaksi

dengan sulfat dan mengembang sehingga mengakibatkan retak pada beton

(Cokrodimulyo, 1992).

C3A + CH + 12 H C4AH13

(trikalsium aluminat) (kalsium hidroksida) (air ) (kalsium aluminat hidrat)

Dengan C = CaO ; S = SO3 ; H = H2O ; CH = Ca(OH)2

Senyawa keempat, yakni C4AF pada tahap awal senyawa ini akan bereaksi

dengan gypsum dan kalsium hidroksida. Hasil dari reaksi tersebut adalah

terbentuknya kalsium sulfo-aluminat hidrat dan kalsium sulfo-ferrit hidrat yang

berbentuk jarum kristal. Kecepatan reaksi hidrasi pada C4AF akan menurun

terhadap waktu. Hal ini disebabkan oleh terbentuknya gel C-S-H pada kristal

semen.

9

C4AF + 4CH + 22 H C8AFH26

(tetrakalsium alumino-ferrit) (kalsium hidroksida) (air ) (alumino-ferrit hidrat)

Dengan C = CaO ; S = SO3 ; H = H2O ; CH = Ca(OH)2

Semen PCC (Portland Composite Cement) atau semen portland komposit

merupakan perekat hidrolis yang dihasilkan dari penggilingan bersama klinker

semen Portland dan gips dengan satu atau lebih bahan organik (SNI 15-7064-

2004). Semen PCC merupakan semen tipe I sehingga penggunaannya tidak

membutuhkan perlakuan khusus. Secara umum kompsisi oksida utama pembentuk

semen tipe I dapat dilihat pada tabel 2.1 berikut :

Tabel 2.1 Komposisi oksida semen Portland

Oksida Komposisi %

Cao 60 – 65

SiO2 17 – 25

Al2O3 3 – 8

Fe2O3 0,5 – 6

MgO 0,5 – 4

SO3 1 – 2

K2O,Na2O 0,5 – 1

(Sumber : Kardiyono Tjokromulyo, 2007)

Sedangkan komposisi semen PCC Tiga Roda menurut PT. Tiga Roda yaitu

sebagai berikut :

Tabel 2.2 Komposisi semen PCC Tiga Roda

No Parameter Kadar (%)

1 SiO2 23,04

2 Fe 3,36

3 SO3 2,00

4 Ca 57,38

5 Mg 1,91

6 Al 7,40

(Sumber : PT. Tiga Roda)

10

2.2.2 Agregat

Agregat merupakan bahan mineral alami berupa butiran yang berfungsi

sebagai bahan pengisi dalam campuran beton. Kekuatan suatu beton dipengaruhi

oleh kualitas dari masing-masing agregat, karena agegat pada umumnya

digunakan dalam campuran beton sebanyak 60% - 75% dari volume total

campuran beton. Agregat ini harus bergradasi sedemikian rupa sehingga seluruh

massa beton dapat berfungsi sebagai satu kesatuan yang utuh, homogen, rapat,

dan variasi dalam perilaku (Nawy, 1998). Agregat dbedakan menjadi dua, yaitu

agregat kasar dan agregat halus.

2.2.2.1 Agregat Kasar

Agregat kasar merupakan agregat yang semua butirannya tertinggal diatas

ayakan 4,8 mm (SII.0052,1980). Agregat kasar dapat berasal dari batu-batuan

alami yang terintegrasi menjadi kerikil atau berasal dari batu pecah baik yang

dipecah menggunakan mesin maupun secara manual oleh tenaga manusia.

Agregat kasar harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :

1. Tidak boleh bersifat reaktif terhadap alkali jika dipakai untuk beton yang

berhubungan dengan basah dan lembab atau yang berhubungan

denganbahan yang bersifat reaktif terhadap alkali semen, dimana

penggunaan semen yang mengandung natrium oksida tidak lebih dari

0,6%.

2. Sifat fisika yag mencakup kekerasan agregat diuji dengan mesin Los

Angeles dan bersifat kekal (soundness). Batas ijin partikel yang

brpengaruh buruk perhadap beton dan sifat fisika yang diijinkan untuk

agregat kasar (Mulyono, 2004).

3. Agregat kasar tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1% dari berat

kering. Apabila lebih maka agregat harus dicuci.

4. Kekerasan dari butir - butir agregat bila diperiksa dengan mesin Los

Angeles tidak boleh kehilangan berat lebih dari 50 %.

11

SK SNI T-15-1990-03 memberi syarat-syarat untuk agregat kasar yang

dikelompokkan dalam tiga zone atau daerah yang dituangkan dalam tabel 2.3

Tabel 2.3 Batas gradasi agregat kasar

Lubang

Ayakan

(mm)

Persen Berat Butir yang Lewat

Ayakan

4,8 – 38 4,8 – 19 4,8 – 9,6

38 95 – 100 100 100

19 35 – 70 95 – 100 100

9,6 10 – 40 30 – 60 50 – 85

4,8 0 – 5 0 – 10 0 – 10

(sumber : SK SNI T 15-1990-03)

2.2.2.2 Agregat Halus

Agregat halus merupakan agregat yang semua butirannya lolos saringan

4,8 mm (SII.0052,1980). Agregat halus adalah hasil dari desintegrasi alami dari

batu-batuan atau berupa pasir dari hasil pecahan batuan. Agregat halus yang

memiliki butir lebih kecil dari 1,2 mm disebut pasir halus, sedangkan butir-butir

yang lebih kecil dari 0,075 mm disebut silt, dan yang lebih kecil dari 0,002 mm

disebut clay (SK SNI T-15-1991-03). Menurut PBI 1971, beberapa syarat yang

harus dimiliki oleh agregat halus, yaitu :

1. Pasir terdiri dari butir- butir tajam dan keras. Bersifat kekal artinya tidak

mudah lapuk oleh pengaruh cuaca, seperti terik matahari dan hujan.

2. Tidak mengandung lumpur lebih dari 5%. Lumpur adalah bagian- bagian

yang bisa melewati ayakan 0,063 mm. Apabila kadar lumpur lebih dari

5%, maka harus dicuci. Khususnya pasir untuk bahan pembuat beton.

3. Tidak mengandung bahan-bahan organik terlalu banyak yang dibuktikan

dengan percobaan warna dari Abrams-Harder. Agregat yang tidak

memenuhi syarat percobaan ini bisa dipakai apabila kekuatan tekan

adukan agregat tersebut pada umur 7 dan 28 hari tidak kurang dari 95%

dari kekuatan adukan beton dengan agregat yangs sama tapi dicuci dalam

larutan 3% NaOH yang kemudian dicuci dengan air hingga bersih pada

umur yang sama.

12

SK SNI T-15-1990-03 memberi syarat-syarat untuk agregat halus yang

dikelompokkan dalam empat zone atau daerah yang dituangkan dalam tabel 2.4

Tabel 2.4 Batas gradasi agregat halus

Lubang

Ayakan

(mm)

Persen Berat Butir yang Lewat Ayakan

I II III IV

10 100 100 100 100

4.8 90 – 100 90 - 100 90 - 100 95 - 100

2.4 60 – 95 75 - 100 85 - 100 95 - 100

1.2 30 – 70 55 - 90 75 - 100 90 - 100

0.6 15 – 34 35 - 59 60 - 79 80 - 100

0.3 5 – 20 8 – 30 12 - 40 15 – 50

0.15 0 – 10 0 – 10 0 – 10 0 – 15

(sumber : SK SNI T 15-1990-03)

Dimana : 1. Daerah Gradasi I : Pasir Kasar

2. Daerah Gradasi II : Pasir Agak Halus

3. Daerah Gradasi III : Pasir Halus

4. Daerah Gradasi IV : Pasir Agak Halus

2.2.3 Air

Air merupakan materi yang sangat penting dalam campuran beton karena

air akan bereaksi dengan semen kemudian menghasilkan pasta yang berfungsi

untuk mengikat material lainnya (agregat kasar dan agregat halus). Pasta adalah

hasil reaksi kimia dari campuran air dan semen.

Kualitas air sangat mempengaruhi kekuatan beton. Kualitas air erat

kaitannya dengan bahan-bahan yang terkandung dalam air tersebut. Air

diusahakan agar tidak membuat rongga pada beton, tidak membuat retak pada

beton dan tidak membuat korosi pada tulangan yang mengakibatkan beton

menjadi rapuh. Berikut ini uraiannya :

1. Air tidak mengandung lumpur lebih dari 2 gram/liter karena dapat

mengurangi daya lekat atau bisa juga mengembang (pada saat pengecoran

13

karena bercampur dengan air) dan menyusut (pada saat beton mengeras

karena air yang terserap lumpur menjadi berkurang).

2. Air tidak mengandung garam lebih dari 15 gram karena resiko terhadap

korosi semakin besar

3. Air tidak mengandung klorida lebih dari 0,5 gram/liter karena bisa

menyebabkan korosi pada tulangan.

4. Air tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gram/liter karena dapat

menurunkan mutu beton sehingga akan rapuh dan lemah.

5. Air tidak mengandung minyak lebih dari 2 % dari berat semen karena akan

mengurangi kuat tekan beton sebesar 20 %.

6. Air tidak mengandung gula lebih dari 2 % dari berat semen karena akan

mengurangi kuat tekan beton pada umur 28 hari.

7. Air tidak mengandung bahan organik seperti rumput/lumut yang terkadang

terbawa air Karena akan mengakibatkan berkurangnya daya lekat dan

menimbulkan rongga pada beton.

2.3 Setting dan Hardening

Setting dan hardening adalah pengikatan dan pengerasan semen yang

terjadi setelah reaksi hidrasi. Apabila semen dicampurkan dengan air maka akan

bereaksi sehingga membentuk suatu pasta dimana pasta tersebut bersifat plastis

dan dapat dibentuk (workable). Keadaan tersebut disebut dengan fase dorman

(periode tidur). Fase ini hanya berlangsung beberapa saat saja. Pada tahapan

selanjutnya semen mulai mengeras, walau pun masih ada yang lemah, namun

sudah tidak dapat dibentuk (unworkable), periode ini disebut initial set.

Selanjutnya pasta semen melanjutkan kekuatannya sehingga didapat padatan yang

utuh dan kondisi ini disebut final set. Selanjutnya semen meneruskan kekuatannya

proses ini disebut dengan hardening.

Semakin bertambahnya umur beton maka kuat tekannya akan semakin

meningkat. Kecepatan bertambahnya kekuatan beton tersebut sangat dipengaruhi

oleh banyak faktor. Laju kenaikan kuat tekan beton ini mula-mula cepat, akan

tetapi semakin lama laju kenaikan akan melambat, pada saat pengikatan awal

14

terjadi, semen Portland akan terus bereaksi dengan air. Setelah umur beton 24 jam

pada temperatur kamar, 30% - 40% semen biasanya mengalami proses hidrasi.

Pada umumnya waktu pengikatan awal minimum adalah 45 menit dan waktu

pengikatan akhir adalah 6 – 10 jam (Nugraha dan Antoni, 2007). Proses

pembentukan beton dari saat mulai mengeras hingga umur beton 90 hari dapat

dilihat pada gambar berikut.

Gambar 2.1 Proses Pengikatan Beton

( sumber : Mulyono, 2004)

Dari gambar diatas dapat dilihat pada gambar (a) merupakan proses terjadinya

pencampuran pertama. Kemudian gambar (b) merupakan kondisi beton pada saat

berumur 7 hari. Gambar (c) menunjukan kondisi beton pada umur 28 hari, dan

gambar (d) merupakan kondisi beton setelah berumur 12 bulan.

2.4 Faktor Air Semen

Faktor air semen merupakan perbandingan antara jumlah air terhadap

jumlah semen dalam suatu campuran beton. Air yang terlalu banyak akan

15

menempati ruang dimana pada waktu beton sudah mengeras akan terjadi

penguapan, ruang tersebut akan menjadi pori, sedangkan apabila air terlalu sedikit

tentu akan berpengaruh terhadap kemudahan dalam pengerjaan. Umumnya nilai

minimum faktor air semen adalah 0,4 dan nilai maksimumnya 0,65 (Mulyono,

2004). Semakin tinggi nilai faktor air semen maka mutu beton yang dihasilkan

akan semakin rendah dan semakin kecil nilai faktor air semen kekuatan beton

yang dihasilkan akan semakin tinggi. Dalam suatu rancangan campuran, nilai

faktor air semen dapat ditentukan untuk mengetahui mutu beton yang akan

dihasilkan. Nilai tersebut tertuang dalam bentuk grafik dimana masing-masing

nilai faktor air semen berhubungan dengan tipe semen yang digunakan serta

waktu pengujian. Berikut adalah grafik faktor air semen.

Gambar 2.2 Grafik faktor air semen (fas)

( sumber : SK SNI T-15-1990-03)

16

2.5 Bahan Tambah Pada Beton

Bahan tambah merupakan bahan yang ditambahkan pada campuran beton

diluar bahan penyusun beton (air, semen, dan agregat). Bahan tambah secara

umum terdiri dari dua jenis, yaitu bahan yang bersifat kimiawi (chemical

admixture) dan bahan tambah yang bersifat mineral (additive). Bahan tambah

admixture digunakan untuk memperbaiki atau merubah sifat beton. Bahan ini

ditambahkan ke dalam campuran adukan beton selama pengadukan. Sedangkan

bahan tambah additive merupakan bahan yang ditambahkan pada campuran beton.

Bahan ini berfungsi untuk memperbaiki kekuatan beton dan bersifat sebagai

bahan pengganti sebagian bahan utama penyusun beton. Bahan tambah additive

dapat berupa pozzolan, fly ash, slag, dan silica fume.

Menurut ASTM, terdapat beberapa jenis bahan tambah kimia, yaitu:

1. Tipe A “Water-Reducing Admixtures”

Water-Reducing Admixtures adalah bahan tambah yang digunakan untuk

mengurangi air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton

dengan konsistensi tertentu.

2. Tipe B “Retarding Admixtures”

Retarding Admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi untuk

menghambat waktu pengikatan beton. Penggunaanya untuk menunda

waktu pengikatan (setting time).

3. Tipe C “Accelerating Admixtures”

Accelerating Admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi untuk

mempercepat pengikatan dan pengembangan kekuatan awal beton.

Accelerating Admixtures yang paling baik adalah kalsium klorida namun

penggunaan secara berlebihan dapat mengakibatkan korosi pada tulangan.

Dosis maksimum yang disarankan adalah 2% (Mulyono, 2004).

4. Tipe D “Water Reducing and Retarding Admixtures”

Water Reducing and Retarding Admixtures adalah bahan tambah yang

berfungsi ganda, yaitu untuk mengurangi jumlah air dan untuk

menghambat pengikatan awal.

5. Tipe E “Water Reducing and Accelerating Admixtures”

17

Water Reducing and Accelerating Admixtures adalah bahan tambah yang

berfungsi ganda, yaitu untuk mengurangi jumlah air dan juga untuk

mempercepat pengikatan awal.

6. Tipe F “Water Reducting, High Range Admixture”

Water Reducting, High Range Admixture adalah bahan tambah yang

berfungsi untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk

menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu, sebanyak 12% atau lebih.

7. Tipe G “Water Reducting, High Range Retarding Admixture”

Water Reducting, High Range Retarding Admixture adalah bahan tambah

yang berfungsi untuk mengurangi jumlah air pencampur diperlukan untuk

menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu, sebanyak 12% atau lebih

dan juga untuk menghambat pengikatan beton.

Bahan tambah tipe C “Accelerating Admixtures” adalah bahan tambah

yang berfungsi untuk mempercepat pengikatan dan pengembangan kekuatan awal

beton. Bahan ini digunakan untuk mengurangi lamanya waktu pengeringan atau

hidrasi dan mempercepat pencapaian kekuatan pada beton. Pada bahan tambah ini

yang paling sering digunakan adalah kalsium klorida. Namun penggunaannya

dapat mengakibatkan korosi pada tulangan sehingga disarankan dosis

maksimumnya adalah 2% dari berat semen.

Selain kalsium klorida bahan yang dapat digunakan adalah garam-garam

anorganik yang dapat larut seperti klorida, bromida, fluorida, karbonat, nitrat,

thiosulfat, silikat, aluminat, alkali hidroksida. Garam-garam organik lainnya

seperti triethanolamine, kalsium format, kalsium asetat, kalsium propionate, dan

kalsium butyat (Nugraha dan Antoni, 2007).

Secara umum kekuatan awal beton terjadi merupakan hidrasi dari

trikalsium silikat (C3S) dan trikalsium aluminat (C3A). Ketika trikalsium silikat

(C3S) dan trikalsium aluminat (C3A) bereaksi dengan air akan menghasilkan

panas dimana accelerator dalam hal ini berfungsi untuk meningkatkan tingkat

hidrasi dan dengan cara demikian maka akan memberikan panas awal dan

pengembangan kekuatan (Kumaladewi, 2006).

18

2.6 Disintegrasi oleh Garam Agresif

Disintegrasi pada beton adalah suatu keadaan dimana terjadi pemisahan

atau terlepasnya ikatan antara material penyusun beton yang menyebabkan

penurunan sifat-sifat beton baik secara fisik maupun mekanik. Disintegrasi pada

beton dapat disebabkan oleh pengaruh lingkungan luar maupun dari dalam beton

itu sendiri. Salah satu pengaruh dari dalam adalah bahan penyusun beton yang

bersifat reaktif. Bahan-bahan penyusun dikatakan bersifat reaktif apabila bahan

tersebut mengandung garam-garam kimia yang bersifat agresif terhadap beton.

Salah satu garam agresif adalah sulfat. Meskipun jarang ditemukan namun sulfat

dapat berasal dari agregat kasar maupun agregat halus yang berasal dari daerah

yang memiliki kandungan sulfat (daerah industri), maupun bahan tambahan.

Semen sendiri merupakan bahan kimia campuran yang apabila bersentuhan

dengan sulfat akan terjadi pengembangan pada beton dan mempengaruhi kekuatan

beton itu sendiri.

Sedangkan pengaruh dari luar adalah lingkungan yang memiliki

kandungan sulfat, seperti dalam tanah yang disebut dengan lingkungan agresif.

Garam-garam sulfat yang umum terdapat secara alami dalam tanah merupakan

garam-garam sulfat yang merugikan karena merupakan kontaminasi sulfat akibat

adanya reaksi kimia yang ditimbulkan dengan semen atau beton. Garam-garam

tersebut adalah Natrium sulfat dan Magnesium sulfat. Magnesium sulfat

merupakan garam yang paling agresif dan bersifat reaktif pada beton, karena

mudah bereaksi dengan kalsium hidroksida yang merupakan sisa hasil hidrasi

antara semen dengan air yang menghasilkan gypsum dan etringite yang bersifat

menambah volume sehingga terjadi pengembangan dan akhirnya dapat merusak

beton.

Pada proses hidrasi semen, dihasilkan kalsium hidroksida dan kalsium

aluminat hidrat. Kalsium hidroksida bersifat reaktif dimana sifat ini menyebabkan

beton sensitif terhadap serangan garam sulfat. Magnesium sulfat akan bereaksi

dengan kalsium hidroksida akan menghasilkan kalsium sulfat (CaSO4) dan

magnesium hidroksida (Mg(OH)2).

19

MgSO4 + Ca(OH)2 CaSO4 + Mg(OH)2

Kemudian kalsium sulfat bereaksi dengan aluminat hidrat menghasilkan kalsium

sulfoaluminat (ettringite) yang bersifat mengembang. Hal inilah yang kemudian

membuat beton menjadi retak.

3CaSO4 + 3CaO.Al2O3.nH2O 3CaO.Al2O3.3CaSO4.nH2O

(Diastuti, 2004).

2.6.1 Faktor yang Mempengaruhi Serangan Sulfat

Menurut Cement Concrete and Aggregates Australia (2002) dalam Fanisa

(2013), dalam tingkat keparahan serangan sulfat pada beton tergantung pada

beberapa faktor antara lain sebagai berikut :

1. Jenis sulfat, dimana magnesium sulfat dan ammonium sulfat adalah garam

agresif yang paling merusak beton.

2. Konsentrasi sulfat yaitu tingkat kandungan sulfat dalam suatu lingkungan

yang dapat dikatakan sebagai lingkungan agresif. Semakin besar kadar

sulfat maka akan lebih merusak beton.

3. Cara kontak antara sulfat dengan beton. Pada kasus air yang mengalir,

keparahan serangan sulfat makin meningkat. Serangan yang lebih intensif

terjadi pada beton yang terkena siklus pembasahan dan pengeringan

daripada beton yang terus menerus tenggelam dalam larutan sulfat.

4. Tekanan dari luar beton cenderung memaksa larutan sulfat masuk ke beton

yang mengakibatkan keparahan serangan sulfat.

5. Suhu dalam suatu lingkungan agresif, dimana seperti kebanyakan reaksi

kimia lainnya, laju reaksi meningkat dengan dipengaruhi oleh suhu.

2.6.2 Faktor yang Mempengaruhi Ketahanan Beton Terhadap Sulfat

Serangan sulfat pada beton akan terjadi ketika larutan sulfat menembus

dan bereaksi dengan beton, terutama semen. Dengan demikian faktor yang

mempengaruhi ketahanan beton terhadap sulfat tidak hanya pada apa yang

20

mempengaruhi reaksi kimia dengan senyawa pada semen, tetapi juga pada apa

yang mempengaruhi permeabilitas dan kualitas keseluruhan dari beton. Menurut

Cement Concrete and Agregates (2002) dalam Fanisa (2013) faktor-faktor

tersebut antara lain :

1. Jenis semen

Jenis semen yang digunaka pada suatu campuran beton merupakan faktor

yang mempengaruhi ketahanan beton terhadap sulfat. Semen Portland

yang mengandung trikalsium aluminat kurang dari 5% diklasifikasikan

sebagai semen yang tahan terhadap sulfat.

2. Kadar semen

Tingkat kerusakan terhadap sulfat menurun seiring dengan bertambahnya

kadar semen, bahkan pada beton yang terbuat dari semen Portland biasa.

Dengan kata lain, untuk menghasilkan beton tahan sulfat, penggunaan

semen tahan sulfat harus dikombinasikan dengan penggunaan kadar

semen minimum.

3. Faktor air semen

Apabila semua faktor air semen dalam beton sama, material penyusun

memiliki kualitas yang baik, proporsi campuran tepat dan pengerjaan

yang baik, ketahanan terhadap sulfat akan meningkat seiring dengan

penurunan nilai faktor air semen.

4. Bahan tambahan

Pemakaian bahan tambahan yang memiliki efek pengurangan nilai faktor

air semen atau meningkatkan kinerja beton dapat meningkatkan ketahanan

beton pada sulfat asalkan tidak digunakan untuk mengurangi kadar semen.

5. Proses pelaksanaan

Pengecoran, pemadatan, dan perawatan beton merupakan faktor penting

untuk memproduksi beton dengan permeabilitas rendah. Penambahan air

selama pengecoran untuk mengurangi nilai slump atau untuk membantu

selama proses finishing akan menggangu ketahanan beton terhadap sulfat.

21

2.7 Penelitian Terkait

Beberapa penelitian telah dilakukan terhadap pengaruh Magnesium Sulfat

terhadap sifat fisik maupun mekanik beton. Selain itu penelitian terkait mengenai

penggunaan accelerator pada beton, yaitu :

1. Herwanto (2012) dalam penelitiannya yang berjudul “Pengaruh mutu

beton K-250 akibat terendam air laut dengan penambahan zat additive

sikacim concrete kadar 0,6%”, dimana dalam penelitian ini dibuat benda

uji berbentuk kubus. Mutu yang ingin dicapai adalah K-250 pada umur

dengan memberikan perlakuan direndam air tawar dan direndam air laut.

Penelitian ini menggunakan bahan tambah accelerator Sikacim Concrete

Additive dengan kadar 0,6%. Pada umur 28 hari dilakukan pengujian

terhadap kuat tekan beton dimana pada beton normal tanpa accelerator

kuat tekan beton yang direndam air tawar dan beton yang direndam air laut

sebesar mengalami penurunan kuat tekan sebsar 7,53%. Sedangkan pada

beton yang menggunakan accelerator dengan perlakuan sama mengalami

penurunan kuat tekan beton sebesar 2,69%.

2. Fanisa (2013) dalam penelitiannya yang berjudul “Pengaruh Sulfat

Terhadap Kuat Tekan Beton dengan Variasi Bubuk Kaca Substitusi

Sebagian Pasir dengan c/c 0,60 dan 0,65” menyebutkan bahwa terjadi

penurunan kuat tekan beton akibat disintegrasi oleh Magnesium Sulfat

yang cukup signifikan. Pada penelitian ini digunakan benda uji silinder

dengan ukuran diameter 150 mm dan tinggi 300 mm. Diberikan dua

perlakuan yaitu benda uji direndam dengan larutan Magnesium Sulfat dan

direndam dengan air biasa. Faktor air semen yang digunakan adalah 0,6

dan 0, 65. Pada benda uji ditambahkan serbuk kaca sebagai pengganti

agregat halus sebanyak 0%, 5%, 10%, 15%, 20%. Dilakukan pengujian

pada saat benda uji berumur 7 hari, 21 hari, dan 28 hari. Dari hasil

pengujian didapat penurunan kuat tekan benda uji pada fas 0,6 dengan

waktu pengujian 7 hari, 21 hari, dan 28 hari berturut-turut adalah 3,90%,

7,388%, dan 8,325%. Kemudian hasil pengujian kuat tekan pada benda uji

dengan fas 0,65 dan waktu pengujian 7 hari, 21 hari, dan 28 hari berturut-

22

turut adalah 3,831%, 10,761%, dan 12,72%. Dari penelitian ini ditarik

kesimpulan bahwa semakin besar nilai fas maka semakin besar penurunan

kuat tekan beton, penambahan persen serbuk kaca semakin meningkatkan

kuat tekan beton akibat disintegrasi oleh Magnesium Sulfat.

3. Dharma Putra (2006) dalam penelitiannya yang berjudul “Penambahan

Abu Sekam dalam Mengantisipasi Kerusakan Akibat Magnesium Sulfat

Pada Air Laut” dalam penelitian ini menggunakan benda uji kubus dengan

ukuran 100 mm x 100 mm x 100 mm. Faktor air semen yang digunakan

adalah 0,6 dengan menggunakan abu sekam padi sebagai bahan pengganti

semen dengan prosentase 0%, 10%, 12%, 15%, 17,5% dan 20%.

Konsentrasi Magnesium Sulfat yaitu 5% dari berat air rendaman.

Dilakukan pengujian pada umur 90 hari dengan hasil penurunan kuat tekan

antara benda uji yang direndam dengan Magnesium Sulfat dengan air

biasa pada prosentase penambahan abu sekam 0%, 10%, 12%, 15%,

17,5% dan 20% berturut-turut adalah 18,043%, 14,230%, 11,922%,

9,068%, 7,149%, dan 9,450%. Dari hasil tersebut ditarik kesimpulan

penurunan kuat tekan beton akibat disintegrasi oleh Magnesium Sulfat

terjadi cukup signifikan, penambahan abu sekam padi dapat sebagai salah

satu cara untuk memperbaiki mutu beton yang berada pada lingkungan

agresif.

4. Kumaladewi (2006) dalam penelitiannya yang berjudul “Efek Penggunaan

Accelerator Terhadap Kuat Tekan Beton yang Dibuat dengan

Menggunakan Semen Portland-Pozzolan” menyebutkan persentase

peningkatan kuat tekan beton yang dihasilkan berkisar antara 15,54% -

40,21% dengan penambahan accelerator dengan kadar 2,5% - 10%.

Penelitian ini menggunakan semen PPC untuk beton yang menggunakan

accelerator dan semen PC untuk beton yang tidak menggunakan

accelerator. Benda uji yang digunakan dalam bentuk kubus dengan ukuran

150mm x 150mm x 150mm. Dari hasil pengujian kuat tekan beton dapat

dilihat bahwa kecepatan perkembangan kuat tekan beton terjadi pada umur

23

awal yaitu 1, 3, dan 7 hari. Kemudian pada umur selanjutnya kecepatan

perkembangan beton cenderung menurun.

5. Nopiana (2009) dalam penelitiannya yang berjudul “Pengaruh Accelerator

Terhadap Kuat Tekan Beton yang Menggunakan Fly Ash Sebagai Bahan

Pengganti Sebagian Semen” menggunakan perekan 90% semen Portland

dan 10% fly ash. Accelerator digunakan dengan konsentrasi 2,5% - 10%

dan diuji pada umur 1, 3, 7, 28, dan 90 hari. Dari hasil pengujian diperoleh

peningkatan kuat tekan beton berkisar antara 24,12% - 31,76% pada umur

1 hari dan 4,77% - 12,50% pada umur 90 hari. Hal ini menunjukan

penambahan accelerator mempercepat pengerasan beton pada awal masa

pengerasan.

6. Dianawati (2013) dalam penelitiannya yang berjudul “Pengaruh

Penambahan Fly Ash dan Zat Additif pada Campuran Beton Terhadap

Kinerja Hubungan Balok Kolom Dengan Pembebanan Statistik”,

menggunakan beton dengan bahan tambah SikaCim Concrete Additive

dengan dosis 250ml/sak semen dan fly ash sebagai bahan pengganti semen

sebesar 25%. Penelitian ini dibuat 3 perlakuan diantaranya silinder normal

(tanpa bahan tambahan), kemudian silinder dengan fly ash dan silnder

dengan fly ash + SikaCim Concrete Additive. Dari hasil pengujian

diperoleh kuat tarik belah beton secara berturut-turut 1,87 MPa, 1,06MPa,

dan 2,60 MPa. Hasil ini menunjukan persentase kenaikan kuat tarik beton

fly ash + SikaCim Concrete Additive meningkat bila dibandingankan

dengan silinder normal dan silinder dengan fly ash saja.

2.8 Kuat Tekan Beton

Nilai kuat tekan beton dengan kuat tariknya tidak berbanding lurus.

Menurut perkiraan kasarnya, nilai kuat tarik berkisar antara 9% - 15% dari kuat

tekannya (Mulyono, 2004). Dari hasil tersebut dapat dilihat jika beton lebih kuat

dalam menerima tekan daripada menerima tarik. Untuk mengatasi kelemahan

tersebut, pada struktur digunakan tulangan yang bertujuan untuk memperkuat

beton dalam menerima tarik. Sehingga beton berfungsi untuk menerima tekan dan

24

tulangan berfungsi menerima tarik. Sedangkan beton hanya diperhitungkan untuk

menahan gaya tekan.

Proses pembentukan beton kuat tekan beton yang direncanakan dalam

suatu konstruksi diperoleh dari pengujian kuat tekan beton menggunakan benda

uji kubus 150 mm x 150 mm x 150 mm. Pengujian dapat dilakukan setelah benda

uji berumur 28 hari. Kuat tekan beton dapat dihitung dengan persamaan berikut :

=

(2.1)

∑

(2.2)

dengan : cf ' = kuat tekan beton yang diperoleh dari benda uji (kg/cm2).

crf ' = kuat tekan rata-rata kubus (kg/cm2).

P = Beban maksimum yang diberikan (kN).

A = Luas tekan bidang benda uji (cm2).

n = Jumlah benda uji.

2.9 Koefisien Variasi

Koefisien variasi merupakan variasi yang dihasilkan dari hasil uji yang

dapat ditelusuri dari variasi dalam metode pengujian dan perilaku campuran beton

serta bahan pembentuknya (SNI 03-6815-2002). Variasi dalam pengujian

menggunakan persamaan seperti berikut :

(2.3)

(2.4)

25

dengan : σ = standar deviasi dalam pengujian (kg/cm2).

= suatu konstanta yang tergantung pada jumlah benda uji

untuk menghasilkan suatu hasil uji (tabel 2.5).

R = rentang rata-rata.

= koefisien variasi dalam pengujian.

X = kekuatan rata-rata (kg/cm2).

Tabel 2.5 Konstanta jumlah benda uji

Jumlah Benda Uji d2 i/d2

2 1.128 0.8865

3 1.693 0.5907

4 2.059 0.4857

5 2.230 0.4299

6 2.534 0.3946

7 2.704 0.3698

8 2.847 0.3512

9 2.970 0.3367

10 3.078 0.3249

(Sumber : SNI 03-6815-2002)