II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengertian Beton

Beton adalah campuran dari agregat halus dan agregat kasar (pasir, kerikil,

batu pecah atau agregat lain) dengan semen, yang dipersatukan oleh air dalam

perbandingan tertentu. Beton juga dapat didefinisikan sebagai bahan bangunan

dan konstruksi yang sifat-sifatnya dapat ditentukan terlebih dahulu dengan

mengadakan perencanaan dan pengawasan yang teliti terhadap bahan-bahan

yang dipilih. (Samekto, 2001).

Beton mutu tinggi (High Strength Concrete) merupakan sebuah tipe beton

performa tinggi yang secara umum memiliki kuat tekan 6000 psi (40 MPa)

atau lebih. Ukuran kuat tekannya diperoleh dari silinder beton 150 mm – 300

mm atau silinder 100 mm – 200 mm pada umur 56 ataupun 90 hari, ataupun

umur yang telah ditentukan tergantung pada aplikasi yang diinginkan.

(Aprizon, 2008)

Untuk menjamin agar beton yang dihasilkan memenuhi persyaratan yang

diminta, dianjurkan agar pertama-tama menguji terlebih dahulu agregat yang

akan digunakan, kemudian membuat uji coba beton atau campuran biji beton

setelah rancangan campuran (mix design) dilakukan.

8

Faktor-faktor yang mempengaruhi mutu beton adalah

Mutu bahan batuan

Jenis/mutu semen

Faktor air semen

Gradasi/susunan butir bahan batuan

Pelaksanaan pembuatan beton

Curing (pematangan) beton, yaitu perawatan beton untuk dapat mencapai

kekuatan yang diinginkan.

Pada pembentukan beton setelah mengeras mempunyai sifat yang berbeda-

beda. Sifat-sifat beton yang akan diuraikan tidak selalu semua dimiliki oleh

setiap konstruksi beton, dan sifat-sifat tersebut juga relatif ditinjau dari sudut

pemakaian beton itu sendiri. Dengan kata lain, sifat-sifat penting dari beton

yang harus ada dalam suatu konstruksi harus disesuaikan dengan kebutuhan,

sehingga konstruksi lebih ekonomis. Sifat umum yang ada pada beton adalah

sebagai berikut.

1) Kemampuan dikerjakan (Workability)

Unsur-unsur yang mempengaruhi sifat mudah dikerjakan antara lain

adalah

Banyaknya air yang dipakai dalam campuran aduk beton

Penambahan semen ke dalam adukan beton

Gradasi campuran agregat kasar dan agregat halus

Pemakaian butir-butir agregat yang bulat akan mempermudah cara

pengerjaan beton

9

Cara pemadatan beton dan/atau jenis alat yang digunakan

2) Sifat tahan lama (Durability)

Tahan terhadap pengaruh cuaca

Tahan terhadap pengaruh zat kimia

Tahan terhadap erosi

3) Sifat kedap air

Pada beton yang dikeraskan dengan uap tekanan tinggi, kerapatan airnya

lebih baik daripada beton biasa, karena uap tekanan tinggi dapat

mereaksikan semen lebih sempurna. Beberapa faktor lain yang dapat

mempengaruhi sifat kedap air pada beton antara lain :

Mutu dan propositas agregat

Umur beton. Kekedapan air akan berkurang dengan adanya

perkembangan umur

Gradasi harus dipilih sedemikian agar beton dapat mudah dikerjakan

dengan baik dengan jumlah air yang minimal.

Perawatan beton merupakan faktor yang sangat penting untuk

mendapatkan kedap air.

4) Kekuatan Beton

Faktor-faktor yang sangat mempengaruhi kekuatan beton adalah :

Faktor air semen dan kepadatan

Umur beton

Jenis semen

Jumlah semen

10

Sifat agregat

Cara pelaksanaan pembuatan beton

B. Material Penyusun

Dalam bidang bangunan yang dimaksud dengan beton adalah campuran dari

agregat halus dan agregat kasar (pasir, kerikil, batu pecah, atau jenis agregat

lain) dengan semen, yang dipersatukan oleh air dalam perbandingan tertentu.

Bahan-bahan tersebut memiliki sifat dari karateristik yang bervariasi, berikut

penjelasan karakteristik bahan-bahan penyusun beton mutu tinggi tersebut:

1. Semen

Semen portland merupakan bahan ikat yang penting dan banyak dipakai

dalam pembangunan fisik. Penggunaan jenis semen disesuaikan dengan

kondisi-kondisi tertentu sesuai sifat-sifat khususnya. Semen portland

merupakan semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan

klinker yang terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat

hidrolis dengan gips sebagai bahan tambahan. Fungsi semen adalah

mengikat butir-butir agregat menjadi satu padat. Semen bila dicampur

dengan air membentuk adukan pasta, dicampur dengan pasir dan air

menjadi mortar semen.

Jika bahan semen portland itu diuraikan susunan senyawanya secara kimia

(dengan anlisis kimia), akan terlihat jumlah oksida yang membentuk bahan

semen itu. Semen dibuat dari bahan-bahan/unsur-unsur yang mengandung

11

oksida-oksida. Unsur-unsur itu kurang lebih seperti yang tercantum pada

Tabel 2.1

Tabel 2.1 Komponen bahan baku semen

Jenis Bahan Persen (%)

Batu Kapur (CaO) 60 – 65Pasir Silikat (SiO2) 17 – 25Tanah Liat (Al2O3) 3 – 8Bijih Besi (Fe2O3) 0,5 – 6Magnesia(MgO) 0,5 – 4Sulfur (SO3)l – 2Soda/potash (Na2O + K2O) 0,5 – 1

Angka-angka tersebut merupakan batas-batas susunan senyawa kimia pada

bahan semen portland.

Menurut ASTM C 150, semen portland diklasifikasikan dalam lima jenis

yaitu:

Tabel 2.2 Klasifikasi semen Portland

No Jenis Keterangan

1 I

Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak

memerlukan persyaratan-persyaratan khusus seperti

yang disyaratkan pada jenis-jenis lain.

2 II

Semen Portland yang dalam penggunaannya

memerlukan ketahanan terhadap sulfat atau kalori

hidrasi sedang

3 III

Semen Portland yang dalam penggunaannya

memerlukan kekuatan tinggi pada tahap permulaan

setelah pengikatan terjadi.

4 IVSemen Portland yang dalam penggunaanya memerlukan

kalori hidrasi rendah

5 VSemen portland yang dalam penggunaanya memerlukan

ketahanan tinggi terhadap sulfat.

12

2. Agregat

Agregat adalah butiran mineral yang berfungsi sebagai bahan pengisi

dalam campuran mortar (aduk) dan beton. Batuan yang baik untuk agregat

adalah butiran-butiran yang keras, kompak, tidak pipih, kekal (tidak

mudah berubah volumenya karena perubahan cuaca), serta tidak mudah

terpengaruh oleh keadaan sekelilingnya. Agregat dalam suatu adukan

beton, terdiri dari butiran-butiran batuan dengan beberapa ukuran butir

dari ukuran yang besar sampai ukuran kecil (samekto, 2001).

Oleh karena itu, sebelum agregat digunakan, perlu dilakukan pengujian

terlebih dahulu terhadap sifat-sifat agregat itu. Agregat yang dipakai

campuran beton dibadakan menjadi dua jenis yaitu agregat halus dan agregat

kasar.

Agregat halus adalah yang semua butirnya menembus ayakan 4,75 mm

Agregat kasar adalah agregat yang semua butirnya tertinggal diatas

ayakan 4,75 mm

Untuk beton dengan kekompakan yang baik, diperlukan gradasi agregat

yang baik. Pada penelitian ini agregat kasar yang digunakan maksimum

2 – 2,5 cm dan untuk gradasi agregat halus digunakan lubang ayakan 4,8

mm; 2,4 mm; 1,2 mm; 0,6 mm; 0,3 mm dan 0,15 mm.

Ukuran agregat maksimum untuk f’'c kurang dari 9000 psi (62 MPa)

digunakan ¾ inci - 1 inci (19 mm-25 mm), sedangkan f’c lebih dari 9000

psi (62 MPa) digunakan agregat maksimum 3/8 inci - ½ inci (9,5 mm-12,7

13

mm). Gradasi agregat kasar dan halus berdasarkan ASTM C 33 dapat

dilihat pada Tabe l2.3

Tabel 2.3. Gradasi agregat kasar dan agregat halus (ASTM C 33)

Lubang ayakan in.

(mm)

Persentase berat butir lolosUkuran maksimum agregat Agregat

halus2 in 1½ in 1 in ¾ in2 (50) 95 - 100 100 - - -

1½ (37,5) - 95 - 100 100 - -1(25) 25 - 70 - 95 - 100 100 -

¾ (19,0) - 35 - 70 - 90 - 100 -½ (12,5) 10 - 30 - 25 - 60 - -3/8 (9,5) - 10 - 30 - 20 - 25 100

No.4 (4,75) 0 - 5 0 - 5 10 - 30 0 - 10 95 - 100No.8 (2,36) 0 0 0 0 - 5 80 - 100

No.16 0 0 0 0 50 - 85No.30 (0,6) 0 0 0 0 25 - 60No.50 (0,3) 0 0 0 0 10 - 30

No.100 0 0 0 0 2 - 10

3. Air

Air merupakan bahan yang penting pada beton yang menyebabkan

terjadinya reaksi kimia dengan semen. Pada dasarnya air yang layak untuk

diminum, dapat dipakai untuk campuran beton. Akan tetapi dalam

pelaksanaan banyak air yang tidak layak untuk diminum dipakai untuk

campuran beton. (sebayang, 2005)

Air yang diperlukan untuk melakukan hidrasi hanya sekitar 30% dari berat

semen, kandungan air tidak boleh terlalu banyak karena kekuatan beton

akan rendah. Selain itu, kelebihan akan air akan bersama-sama dengan

semen bergerak ke permukaan adukan beton segar yang baru dituang

(bleeding). Selaput tipis akibat dari bleeding ini akan mengurangi lekatan

14

antara lapis-lapis beton dan merupakan bidang sambung yang lemah.

(Kardiyono Tjokrodimulyjo, 1992)

Persyaratan air sebagai bahan bangunan untuk campuran beton harus

memenuhi syarat sebgai berikut :

Air harus bersih

Tidak mengandung lumpur, minyak dan benda-benda merusak lainnya

yang dapat dilihat secara visual.

Tidak mengandung benda-benda tersuspensi lebih dari 2 gr/liter.

Tidak mengandung garam-garam yang dapat larut dan dapat merusak

beton (asam-asam, zat organik dan sebagainya) lebih dari 15 gr/liter.

Kandungan khlorida (Cl), tidak lebih dari 500 p.p.m dan senyawa

sulfat tidak lebih dari 1000 p.p.m.

Bila dibandingkan dengan kuat tekan beton yang memakai air suling ,

maka penurunan kekuatan kuat tekan beton yang memakai air yang

diperiksa tidak boleh lebih dari 10%.

Air yang mutunya diragukan harus dianalisa secara kimiadan

dievaluasi mutunya.

Khusus untuk beton prategang,kecuali syarat-syarat tersebut diatas, air

tidak boleh mengandung Chlorida lebih dari 50 p.p.m.

4. Styrofoam

Styrofoam adalah bahan yang tidak asing dalam kehidupan kita sehari-hari.

Kebanyakan dari kita mengenalnya sebagai bahan untuk pembungkus

/pengepakan (packaging) terutama untuk aplikasi pengepakan yang

15

membutuhkan insulasi suhu (thermal insulation) yang baik, seperti

pengepakan ikan segar, bahan makanan perishable lainnya, es krim, dan

sebagainya. Sebagian dari kita juga sudah tahu bahwa styrofoam adalah

limbah (waste) yang semakin hari semakin menjadi masalah lingkungan

yang berat, karena terlihat makin berserakannya cangkir, bongkah, dan

lembaran styrofoam sepanjang mata memandang di pembuangan–

pembuangan sampah, dan diperburuk citranya dengan fakta bahwa

styrofoam ini adalah tidak membusuk (non-biodegradeable).

Timbunan sampah styrofoam akan terus bertambah apabila tidak didaur-

ulang (recycled) secara profesional. Polystyrene merupakan bahan yang

baik ditinjau dari segi mekanis maupun suhu namun bersifat agak rapuh

dan lunak pada suhu di bawah 1000 C (Billmeyer, 1984). Polystyrene ini

memiliki berat jenis sampai 1050 kg/m3, kuat tarik sampai 40 MN/m2,

modulus lentur sampai 3 GN/m2, modulus geser sampai 0,99 GN/m2,

angka poisson 0,33 (Crawford, 1998).

5. Bahan tambah untuk beton (Admixture)

Yang dimaksud bahan tambah untuk beton (concrete admixture) adalah

bahan atau zat kimia yang ditambahkan di dalam adukan beton pada tahap

mula-mula sewaktu beton masih segar. (Samekto, 2001)

Tujuan penggunaan bahan tambah untuk beton (admixture) secara umum

adalah untuk memperoleh sifat-sifat beton yang diinginkan, sesuai dengan

tujuan/keperluannya. Sifat-sifat beton yang dapat diperbaiki antara lain:

Memperbaiki kelecakan beton segar

16

Mengurangi faktor air semen pada beton segar

Mengurangi penggunaan semen

Mencegah terjadinya segregasi dan bleeding

Mengatur waktu pengikatan adukan beton

Meningkatkan kuat tekan beton keras

Meningkatkan sifat kedap air pada beton keras

Meningkatkan sifat tahan lama pada beton keras (lebih awet); sifat

tahan lama ini dapat berhubungan dengan tahan terhadap pengaruh zat

kimia, tahan terhadap gesekan, dan sebagainya.

Jika ditinjau dari fungsinya, ASTM C494-04 membagi bahan tambah

untuk beton menjadi 7 jenis.

Tipe A :Water reducing Admixtures

Bahan tambah yang berfungsi untuk mengurangi penggunaan

air pengaduk, untuk menghasilkan beton dengan konsistensi

tertentu. Dengan pemakaian bahan tambah ini faktor air semen

menjadi rendah pada tingkat kelecakan (workability) yang

sama. Dengan demikian kekuatan beton dapat meningkat.

Tipe B :Retarding Admixtures

Bahan tambahan yang dapat memperlambat proses pengerasan

aduk beton

Tipe C :Accelerating Admixtures

Jenis bahan tambah yang dapat mempercepat proses

pengikatan dan pengerasan adukan beton

17

Tipe D :Water Reducing and Retarding Amixtures

Jenis bahan tambahan yang berfungsi ganda, yaitu untuk

mengurangi penggunaan air tetapi tetap memperoleh adukan

beton dengan konsistensi tertentu, dan memperlambat proses

pengikatan dan pengerasan adukan beton

Tipe E :Water Reducing and accelerating Admixtures

Jenis bahan tambah yang berfungsi ganda, yaitu untuk

mengurangi penggunaan air dalam adukan dan mempercepat

proses pengikatan dan pengerasan adukan beton.

Tipe F :Water reducing, high range Admixtures

Bahan tambah jenis ini yaitu bahan tambah yang dipergunakan

untuk menghasilkan adukan beton dengan konsistensi tertentu

sebanyak 12% atau lebih

Tipe G :Water reducing

Bahan tambah yang berfungsi untuk mengurangi penggunaan

air pencampur adukan beton yang diperlukan, untuk

menghasilkan adukan beton dengan konsistensi tertentu,

sebanyak 12% atau lebih, dan juga untuk menghambat

pengikatan beton.

Dalam pekerjaan beton untuk konstruksi khusus dengan mutu beton tinggi

diperlukan perencanaan, pengawasan dan pelaksanaan yang sangat teliti.

Salah satu cara yang dapat digunakan adalah pengurangan jumlah

penggunaan air dalam suatu campuran beton yang kemudian diharapkan

dapat meningkatkan kekuatan beton itu sendiri. Namun pengurangan

18

jumlah air ini kemudian sangat berpengaruh pada workability atau

kemudahan pekerjaan. Sudah menjadi sifat beton, semakin sedikit jumlah

air yang digunakan maka semakin tinggi kekuatan beton, namun semakin

sulit dalam hal pengerjaan.

Untuk mengatasi hal tersebut diatas, maka dapat digunakan bahan tambah

Tipe F. Penggunaan bahan tambah saat ini banyak merek bahan tambah

yang dapat dijumpai dipasaran. Merek bahan tambah tersebut walaupun

banyak tetapi harus tetap mengacu pada persyaratan setiap tipe – tipe yang

ada. SIKA merupakan salah satu produsen bahan tambah terbesar di

Indonesia salah satu prodak keluaranya yang dilempar kepasar adalah

Sikament LN.

Pada penelitian ini digunakan admixture untuk mengurangi penggunaan

air dengan maksud mencapai kekuatan beton mutu tinggi yang diharapkan

serta mempermudah pekerjaan dalam pelaksanaan pekerjaan

C. Perancangan Campuran Metode ACI 211.4R

Prosedur perancangan adukan beton dengan metode ACI 211.4R terdiri dari:

Menentukan slump dan kuat tekan rencana

Menentukan ukuran maksimum agregat

Menentukan Berat volume Agregat Kasar Optimum

Estimasi Air Campuran yang terperangkap dan Kadar-Udara

Menentukan w/c + p

Menentukan Kadar Bahan Semen

19

Menghitung komposisi campuran beton tanpa bahan tambahan untuk

volume per m3 kondisi kering oven.

Menghitung komposisi campuran beton dengan bahan tambahan untuk

volume per m3 kondisi kering oven

Koreksi kandungan air pada agregat

Perhitungan Superplasticizer (SP)

Menentukan komposisi paduan antara agregat kasar dengan persentase

styrofoam yang telah ditentukan (0% - 35 % dengan variasi 5%)

D. Workability / Kemudahan Pengerjaan

Kelecakan (workability), untuk mengukur tingkat kelecakan/workability

adukan dilakukan dengan menggunakan percobaan slump, yaitu dengan

menggunakan cetakan kerucut terpancung dengan tinggi 300 mm diisi dengan

beton segar, beton dipadatkan selapis demi selapis, kemudian cetakan

diangkat. Pengukuran dilakukan terhadap merosotnya adukan dari puncak

beton basah sebelum cetakan dibuka (disebut nilai slump).Semakin kecil nilai

slump, maka beton lebih kaku dan workability beton rendah. Slump yang baik

untuk pengerjakan beton adalah 70–80 mm. Slump > 100 mm adukan

dianggap terlalu encer.

Menurut Mulyono (2003) kemudahan pengerjaan dapat dilihat dari nilai slump

yang identik dengan tingkat keplastisan beton. Semakin plastis beton, semakin

mudah pengerjaannya. Unsur-unsur yang mempengaruhi antara lain :

1. Jumlah air campuran. Semakin banyak air semakin mudah untuk

dikerjakan.

20

2. Kandungan semen. Jika fas tetap, semakin banyak semen berarti semakin

banyak kebutuhan air sehingga keplastisannya pun akan semakin tinggi.

3. Gradasi campuran/kerikil. Jika memenuhi syarat dan standar, akan lebih

mudah untuk dikerjakan.

4. Bentuk butiran agregat kasar. Agregat berbentuk bulat-bulat lebih mudah

untuk dikerjakan.

5. Butiran maksimum.

6. Cara pemadatan dan alat pemadat.

Beton yang padat dan kuat diperoleh dari penggunaan air yang maksimal,

konsisten dengan derajat workability yang memberikan kepadatan maksimal

(Murdock dan Brook, 1986).

Beton mutu tinggi menggunakan niali fas rendah, berarti air yang

digunakan sangat sedikit, sehingga nilai slump rendah

E. Perawatan (Curing)

Jumlah air di dalam beton cair sebetulnya sudah lebih dari cukup (sekitar 12

liter per sak semen) untuk menyelesaikan reaksi hidrasi. Namun sebagian air

hilang karena menguap sehingga hidrasi selanjutnya terganggu. Karena hidrasi

relatif cepat pada hari-hari pertama, perawatan yang paling penting adalah

pada beton yang memiliki umur muda. Kehilangan air yang cepat juga

menyebabkan beton menyusut, terjadi tegangan tarik pada beton yang sedang

mongering sehingga dapat menimbulkan retak.

Kondisi perawatan yang baik dapat dicapai terdiri dari:

Beton dibasahi terus menerus dengan air

21

Beton direndam di dalam air

Beton dilindungi dengan karung basah, film plastik, atau kertas perawan

tahan air

Dengan menggunakan perawatan gabungan acuan-membran cair untuk

mempertahankan uap air semula dari beton basah

F. Berat Volume

Nilai berat volume dapat dirumuskan sebagai

BV =

Keterangan: BV = Berat Volume beton (kg/m3)

Bs = Berat beton ( kg )

Vb = Volume beton (m3)

Dalam Penelitian ini dipergunakan sampel beton dengan bentuk silinder maka

volume beton dapat dinyatakan sebagai ¼ π d2 t dengan d sebagai diameter

silinder dan t sebagai tinggi silinder beton.

G. Pengujian beton

Pengujian kuat tekan beton

Kekuatan tekan beton adalah muatan tekan maksimum yang dapat dipikul

persatuan luas atau kekuatan tekan beton dari sejumlah besar hasil-hasil

pemeriksaan benda uji, dimana kemungkinan adanya kekuatan tekan yang

kurang dari itu, terbatas sampai 5% saja. Kekuatan tekan beton yang dapat

22

dicapai adalah 1000 kg/cm2. Penampang pada pelaksanaan kuat tekan

beton ditunjukkan pada gambar

Gambar 1. Penampang pengujian kuat tekan beton

Setelah pelaksaaan pengujian kuat tekan beton maka diperoleh pola

keruntuhan. Berdasarkan ASTM C39/C39M–03 bentuk pola keruntuhan

pada beton normal atau pada beton yang lebih dari 42 MPa ditunjukkan

pada gambar 2

Gambar 2. Pola keruntuhan benda uji

Pola-pola keruntuhan seperti yang digambarkan diatas diakibatkan oleh

penambang atas dan bawah pada mesin uji kuat tekan beton, tetapi secara

umum pola-pola keruntuhan diakibatkan oleh pengaruh mutu bahan

pembentuk beton, cara pengerjaan pada saat pencampuran dan pemadatan

adukan beton.

23

Pengujian kuat tarik belah beton

Untuk pengujian kuat tarik belah silinder (tensile splitting cylinder test).

Benda uji silinder diletakkan pada alat uji dalam posisi rebah. Beban vertikal

diberikan sepanjang selimut selinder berangsur-angsur dinaikan

pembebanannya hingga dicapai nilai maksimum dan terbelah oleh karena

beban tarik horizontal Saat pasta semen mengeras akan terjadi penyusutan

pada beton, proses ini akan membentuk microcrack pada daerah lemah

(weak zone) disekitar butiran styrofoam. Kekuatan tarik adalah suatu sifat

yang lebih bervariasi dibanding kekuatan tekan dan besarnya 0,57 dari

kuat tekan (wang,1994)

Semakin banyak jumlah styrofoam yang ditambahkan dalam campuran

beton, maka akan semakin banyak microcrack pada daerah lemah yang

akan terbentuk pada saat pasta semen mengalami proses pengerasan.

Jumlah microcrack dalam beton akan mempengaruhi kekuatan beton

(giri,2008).