BAB I

PENDAHULUAN

I.1 latar Belakang

Beton sebagai material konstruksi sudah dikenal dan digunakan sejak ribuan tahun yang lalu. Walaupun istilah semen Portland baru dikenal pada abad 19, namun bangunan dengan menggunakan beton sudah dikenal sejak jaman Romawi, seperti Colosseum di Roma atau Pont du Gard di Perancis. Melalui bermacam - macam penelitian yang dilakukan oleh berbagai orang, terutama mulai abad ke 17, Perkembangan beton terus mengalami peningkatan seiring dikembangkannya bahan - bahan pembentuknya, terutama semen. Pada masa sekarang ini beton merupakan material yang dibuat atas dasar perancanaan yang teliti, sehingga dapat dioptimalkan kekuatannya, yaitu dengan menggunakan bahan - bahan yang lebih dahulu melalui proses terpilih dan diketahui sifat sifatnya.

Hingga sekarang, beton merupakan salah satu material konstruksi yang paling banyak dan sering digunakan. Beton sekaligus mendapat peran strategis dalam setiap lompatan perkembangan teknologi konstruksi. Hal ini dikarenakan material ini mempunyai berbagai macam keuntungan, yaitu anatara lain :

Mempunyai biaya pembuatan yang ekonomis, karena bahan dasarnya mudah diperoleh dan biaya pemeliharaanya juga relative lebih murah.
Mampu menerima kekuatan tekan yang cukup tinggi
Dapat dibentuk sesuai dengan yang dikehendaki
Ketahanan terhadap cuaca, serangan kimia, abrasi mekanis, api dan air cukup besar.

Walaupun beton mempunyai banyak sekali keunggulan – keunggulan dibanding dengan material konstruksi lainya, beton juga mempunyai kelemahan – kelemahan, yaitu pada berat sendiri yang sangat besar. Pada beton normal berat jenisnya mencapai 2200 – 2600 kg / m². Berat sendiri beton normal yang besar ini dapat berpengaruh pada tidak ekonomisnya desain dan struktur beton.

Berat sendiri dari suatu material merupakan faktor yang sangat penting dalam perencanaan suatu konstruksi, misalnya pada perencanaan struktur pondasi. Jika plat lantai, balok, kolom dan dinding mempunyai berat sendiri yang besar, maka dimensi pondasinya akan menjadi tidak ekonomis. Oleh karena itu penggunaan material, terutama beton yang mempunyai berat sendiri yang kecil dan mempunyai mutu tinggi, merupakan hal yang perlu dilakukan.

Beton ringan menjadi lebih populer pada akhir – akhir ini, hal ini disebabkan oleh keuntungan yang diberikan beton ringan cukup besar dibanding dengan beton konvensional. Teknologi modern dan pengetahuan yang lebih baik mengenai beton juga dapat membantu memasyarakatkan penggunaan beton ringan. Lebih rinci type dari beton ringan adalah memperbandingkan keringanan dari pada beton konvensional.

Berbagai macam keuntungan dari beton ringan adalah dapat membantu mengurangi beban mati, dapat meningkatkan pelaksanaan pekerjaan dan biaya masih tetap terjangkau. Karakteristik penting lainya dari beton ringan adalah relatif mempunyai daya penghantar suhu yuang rendah. Pada daerah yang mempunyai keadaan iklim yang ekstrim dan juga pada bangunan yang menggunakan pengatur udara (air-conditioning), penggunaan beton ringan yang mempunyai daya penghantar suhu yang rendah dapat memberikan keuntungan ditinjau dari kenyamanan suhu udara sehingga dapat menghindari konsumsi energi yang berlebihan.

Untuk lebih meningkatkan kekuatan tekan beton ringan, penambahan mineral berukuran mikro dapat dilakukan untuk menambah kerapatan pasta semen, sedangkan pengurangan porositas dapat dilakukan dengan pengurangan air yang digunakan (memperkecil Faktor air Semen / F.A.S), selain itu cara pemadatan dalam proses pengecoran juga berpengaruh, hal ini dapat diatasi dengan metode penggetaran (vibration) kecuali jika beton yang dibuat mempunyai kemampuan memamapatkan dirinya sendiri (self compacting ability). Pengurangan penyusutan juga dapat dilakukan dengan pengoptimalan proses hidrasi dengan suhu yang tepat, pada saat pembuatan dan juga perlakuan beton ringan setelah pengecoran .

1.2 Perumusan Masalah

Dalam makalah ini masalah yang akan dipecahkan adalah bagaimana mendapatkan beton ringan dengan kuat tekan semaksimal mungkin dengan berat maksimal 10,6 Kg.

1.3 Batasan Penulisan

Beberapa batasan dalam penulisan ini meliputi, antara lain:

1. Bahan pengikat yang digunakan adalah semen Portland tipe I Indocement merk “Tiga Roda”

2. Agregat kasar yang digunakan adalah agregat alam yaitu batu apung sedang agregat halusnya menggunakan pasir muntilan.

3. Bahan admixture yang digunakan adalah Wacker HDK N.20 dan viscocrete.

4. Analisa agregat dan analisa beton segar maupun beton keras mengacu pada aturan yang ditetapkan oleh Ameriocan Society of Testing Material ( ASTM).

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Beton Ringan

Pada konstruksi beton, berat sendiri material memberikan beban total yang sangat besar pada struktur, dan ini dapat menyebabkan dimensi dari struktur tersebut menjadi tidak ekonomis.

Berdasarkan ASTM standar C 330 - 77, struktur beton ringan mempunyai kekuatan tekan silinder pada umur 28 hari, tidak boleh kurang dari 17 mpa (2500 psi). Berat jenis dari beton ringan, pada keadaan kering penuh, tidak boleh melampaui 1850 Kg/m³ (115 lb / ft³) dan pada umumnya antara 1400 dan 1800 Kg/m³ (85 and 110 lb / ft³). Beton yang kedap suhu, pada umumnya mempunyai berat jenis kurang dari 800 Kg/m³ (50 lb / ft³) dan kekuatan tekannya anatara 0,7 dan 7 mpa (100 and 1000 psi).

Neville secara kasar membagi beton ringan berdasarkan berat jenisnya menjadi 3 kelompok.

a. Beton ringan dengan berat jenis antara 0,3 gr/cm³ dan 0,8 gr/cm³ yang biasanya dipakai sebagai bahan isolasi.

b. Beton ringan dengan berat jenis antara 0,8 gr/cm³ dan 1,35 gr/cm³ yang biasanya dipakai untuk struktur ringan.

c. Beton ringan dengan berat jenis antara 1,35 gr/cm³ dan 2,0 gr/cm³ yang biasanya dipakai untuk struktur sedang.

Pada dasarnya beton ringan dapat diperoleh dengan cara menimbulkan gelembung udara pada agregat buatan, pada pasta, antara butir-butir agregat. Oleh karena itu pembuatan beton ringan dapat dilakukan dengan cara-cara berikut (Neville, 1990 : 345).

1. Menggunakan agregat ringan berongga yang mempunyai berat jenis kurang dari 2,6. Jenis beton ini biasa disebut dengan beton agregat ringan (Light weight concrete).

2. Dengan membuat gelembung-gelembung udara, yaitu dengan memakai bahan tambahan tertentu yang menyebabkan terjadinya gelembung-gelembung udara kecil di dalam betonnya. Beton jenis ini biasa disebut dengan beton diberi udara (aerated concrete) atau beton selular, beton busa (foam) atau beton gas.

3. Dengan cara tanpa memakai pasir sehingga terdapat banyak rongga di antara butir-butir agregat kasarnya. Beton jenis ini dikenal sebagai beton tanpa pasir (No-fines concrete).

Beton ringan juga dapat dibuat dengan mengkombinasikan cara-cara tersebut di atas (Murdock, 1991 : 393). Tipe beton ringan dan karakteristiknya dapat dilihat pada tabel 2.1.

Table 2.1 Berbagai Jenis Beton Ringan dan Karakteristiknya

Tipe beton Ringan	Berat Jenis Diudara (Kg/m³)	Kuat Desak (N/mm²)	Penyusutan kering (%)	Konduktivitas Suhu (W/mºC)
Tepung abu baker yang dikeraskan (Lytag)	1360–1760	14 – 42	0,04 – 0,07	0,32 – 0,91
Batu tulis atau tanah liat yang dikembangkan (Agli&Leca)	1360–1840	14 – 42	0,04 – 0,07	0,24 – 0,91
Busa arang (Foamed Slag)	1680–2080	10,5– 42	0,03 – 0,07	0,24 – 0,93
Batu apung	720 – 1440	2 – 14	0,04 – 0,08	0,21 – 0,60
Clinker (butiran yang mengeras)	1040 – 960	2 – 7	0,04 – 0,18	0,35 – 0,67
Adukan semen yang yang dicampur dengan udara (aerated)	400 – 960	1,4 – 4,9	0,02 – 0,03	0,10 – 0,22
Beton padat yang berisis kerikil atau batu pecah	2240 - 2480	14 – 70	0,03 – 0,05	1,40 – 1,80

Sumber : Murdock tahun 1991 halaman 398

2.2 Material Penyusun Beton Ringan

Beton dapat dianggap sebagai batu batuan yang yang diperoleh dari ikatan antara material dengan pasta semen. Aggregat merupakan kandungan terbesar beton yaitu 60% - 80%. Sehingga untuk mengurangi berat beton, bisa dilakukan dengan menggunakan agregat yang ringan. Karakteristik sesungguhnya dari agregat ringan adalah mempunyai porositas yang cukup tinggi, sehingga berat jenisnya menjadi ringan. Dalam hal ini, batu apung merupakan material yang paling mungkin untuk digunakan untuk membuat beton ringan.

2.2.1 Batu Apung (Pumice)

Batu apung mempunyai warna yang cerah, dengan berat jenis bulk berkisar antara 500 sampai 900 Kg/m³. Jenis batu apung ini tidak terlalu lembek untuk membuat beton yang ringan dengan berat jenis 700 – 1400 Kg/m³ dan bisa merupakan bahan kedap terhadap suhu, tetapi daya serap air sangat besar.

2.2.2 Semen portland

Semen portland adalah semen hidrolis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terutama terdiri dari silikat – silikat kalsium yang bersifat hidrolis dengan gips sebagai bahan tambahan.

Semen portland dibuat dengan melalui beberapa langkah, sehingga sangat halus dan memiliki sifat adhesif maupun kohesif. Semen diperoleh dengan membakar secara bersamaan, suatu campuran dari calcareous (yang mengandung kalsium karbonat atau batu gamping) dan argillaceous (yang mengandung alumina) dengan perbandingan tertentu. Secara mudahnya kandungan semen ialah : kapur, silika dan alumina. Ketiga bahan dasar tadi dicampur dan di bakar dengan suhu 1550 ^o dan menjadi klinker.

Tabel 2.2 : Susunan unsur kimia semen portland type I

Susunan Unsur Semen Portland
Oksida	Prosentase (%)
Kapur (CaO) Silika (SiO₂) Alumina (Al₂O₃) Besi (Fe₂O₃) Magnesium (MgO) Sulfur (SO₃) Soda/Potash (Na₂O+K₂O)	60 – 65 17 – 25 3 – 8 0,5 – 6 0,5 – 4 1 – 2 0,5 – 1

Sumber : Indocement, 2004

Walaupun demikian pada dasarnya dapat disebutkan 4 unsur yang paling penting, yaitu: Trikalsium Silikat (C₃S) atau 3CaO.SiO₂, Dikalsium Silikat (C₂S) atau 2CaO.SiO₂, Trikalsium Aluminat (C₃A) atau 3CaO.Al₂O₃ dan Tetrakalsium Aluminoferit (C4AF) atau 4CaO.Al₂O₃.Fe₂O₃.

Dua unsur yang pertama biasanya merupakan 70 % – 80 % dari semen sehingga merupakan bagian yang paling dominan dalam memberikan sifat semen. Bila semen terkena air, C₃S segera mulai berhidrasi, dan menghasilkan panas. Selain itu juga berpengaruh besar terhadap pengerasan semen, terutama sebelum mencapai umur 14 hari. Sebaliknya, C₂S bereaksi dengan air lebih lambat sehingga hanya berpengaruh terhadap pengerasan semen setelah berumur lebih dari 7 hari, dan memberikan kekuatan akhir. Unsur C₂S ini juga membuat semen tahan terhadap serangan kimia (Chemical Attack) dan juga mengurangi besar susutan pengeringan. Kedua unsur pertama ini membutuhkan air berturut – turut sekitar 24 % dan 21 % beratnya untuk terjadinya reaksi kmia, namun C₃S membebaskan kalsium hidroksida saat hidrasi sebanyak hampir 3 kali dari yang dibebaskan oleh C₂S. Maka dari itu, jika C₃S mempunyai persentase yang lebih tinggi akan menghasilkan proses pengerasan yang cepat pada pembentukan kekuatan awalnya disertai suatu panas hidrasi yang tinggi. Sebaliknya, persentasi C₂S yang lebih tinggi menghasilkan proses pengerasan yang lambat, panas hidrasi yang sedikit, dan ketahanan terhadapserangan kimia yang lebih baik.

Unsur C₃A berhidrasi secara exothermic, dan bereaksi sangat cepat, memberikan kekuatan sesudah 24 jam. Unsur C₃A bereaksi dengan air sebanyak kira – kira 40 % beratnya, namun karena jumlah unsur ini sangat sedikit dalam semen maka pengaruhnya pada jumlah air hanya sedikit. Unsur ini juga sangat berpengaruh pada panas hidrasi tertinggi, baik selam pengerasan awal maupun pengerasan berikutnya yang panjang. Unsur yang keempat yaitu C4AF kuran begitu besar pengaruhnya terhadap kekerasan semen atau beton.

Proses hidrasi pada semen portland sangat komplek, tidak semua reaksi dapat diketahui secara rinci. Rumus proses kimia untuk reaksi hidrasi dari unsur C₃S dan C₂S dapat ditulis sebagai berikut:

2 C₃S + 6 H₂O (C₃S₂H3) + 3 Ca (OH)₂

2 C₂S + 4 H₂O (C₃S₂H3) + Ca (OH)₂

Hasil utama dari proses diatas ialah C3S2H3 yang biasa disebut “Tobermorite” yang berbentuk gel.

2.2.3 Air

Air merupakan salah satu bahan penting dalam pembuatan beton. Air dapat menentukan mutu campuran beton. Tujuan utama dari penggunaan air adalh agar terjadi hidrasi, yaitu reaksi kimia antara semen dan air yang mengakibatkan campuran ini menjadi keras. Air yang dibutuhkan agar terjadi hidrasi kurang lebih 20 % dari berat semen. Penambahan air dapat dilakukan untuk alasan ekonomi, namun perlu pembatasan karena pemberian air yang berlebihan akan mengurangi kekuatan beton ( Subakti, 1995 ). Total campuran yang digunakan dalam campuran beton terdiri air yang diserap oleh aggregat sampai mencapai kondisi jenuh permukaan (saturated surface dry) dan airbebas yang digunakan untuk hidrasi semen serta workability beton segar. Workability beton tergantung dari besarnya kandungan air bebas. Jumlah kandungan air bebas yang sama pada dua jenis aggregat kering yang mempunyai perbedaan workabilitas beton. Serupa dengan hal diatas, kekuatan beton dapat dikaitkan dengan faktor air semen yang tepat karena dasar kekuatan beton tidak tergantung pada karakteristik absorbsi beton.

Selain berpengaruh pada kekuatan beton, jumlah air yang juga mempengaruhi tingkat kemudahan pengerjaan beton dilapangan (workability). Air yang banyak juga akan memberikan kemudahan pada pengerjaan beton tapi menyebabkan berkurangnya kekuatan beton yang dihasilkan.

Salah satu metode pengukuran workabilitas adalh test Slump. Test ini dilakukan dengan sebuah kerucut logam. Perubahan slump dalam pengerjaan beton menandakan perubahan dalam jumlah agregat dan air.

2.2.4 Aggregat Halus

Aggregat halus adalah semua butiran yang lolos ayakan 4,8 mm. Aggregat halus dapat berupa pasir alam, pasir olahan atau gabungan dari kedua pasir tersebut. Karakteristik utama dari aggregat halus untuk beton struktur meliputi berat volume, grading, kondisi permukaan, kekuatan dan daya serap terhadap air. Karakteristik – karakteristik tersebut amat mempengaruhi karaktristik beton, volume, kekuatan, durabilitas dan penampilan beton.

2.2.5 Admixture Mineral

Silica fume adalah bahan yang bersifat pozzolan sangat tinggi, yang merupakan produk sampingan dari industri silikon yang dihasilkan dari reduksi kwarsa kemurnian tinggi dengan batu bara di dalam tungku pembakaran (Electric arc furnaces) pada produksi logam - logam silikon, ferro silicon, ferromanganese, calsium silicon, dan logam silikon lainnya. Silica fume berwujud partikel silika sangat halus (very fine amorphous silica particle) dengan ukuran kurang dari 1 m m.

Di pasaran, silica fume terdapat dalam berbagai bentuk, dengan perbedaan tingkat berat jenis (density) dan kemurnian (kandungan SiO₂) .Silica fume mulai digunakan pada beberapa negara skandinavia : Norwegia, Swedia, Denmark dan Islandia, dan kemudian mulai dikembangkan oleh beberapa negara diluar Eropa.

Penggunaan silica fume di dasarkan pada tingginya kandungan silikat oksida didalamnya dan ukuran butirannya yang ultra halus. Pada beton dengan mengandalkan kekuatan dari reaksi hidrolis semen + air, maka akan terjadi reaksi yang menghasilkan Gel C – S – H dan Ca OH2 ( kalsium Hidroksida ) . Reaksi hidrasi tersebut adalah :

2( 3CaO. SiO₂ ) + 6H₂O ( 3CaO. 2SiO₂. 3H₂O + 3Ca(OH)2

2( 3CaO. SiO₂ ) + 4H₂O ( 3CaO. 2SiO₂. H₂O + 3Ca(OH)2

Pada saat bereaksi partikel C₃S dan C₂S yang terkandung dalam semen akan bereksi dengan air dan membentuk gel C – S – H (Calcium Silikat Hidrat) yang merupakan komponen pokok dalam kekuatan semen berupa gel padat yang sering dinamakan “ tobermotite gel”, dan kapur bebas (Ca OH₂) yang merupakan komponen yang tidak stabil dan berpotensi memperlemah beton, karena jika Kalsium sulfat bereaksi dengan C₃A (yang terkandung dalam semen) dan air akan terbentuk Ettringite yang dapat menyebabkan pengembangan volume dan merusak beton. Untuk mereduksi kekurangan tersebut dan juga menambah jumlah gel CSH yang dihasilkan, dilakukan penambahan mineral yaitu silica fume yang mengandung Silikat dioksida sangat tinggi. Reaksi yang dihasilkan adalah :

2( 3CaO. SiO₂ ) + 6H₂O ( 3CaO. 2SiO₂. 3H₂O (gel CSH-1)+ 3Ca(OH)2

Ca(OH)2 + SiO₂(silicafume) + H2O ( gel CSH-2 )

Penambahan silica fume mengakibatkan kalsium hidroksida yang terjadi akibat proses hidrasi akan bereaksi dengan Silikat dioksida yang terdapat pada silica fume yang kemudian akan menghasilkan gel CSH – 2 yang akan menambah kekutan beton.

Tabel 2.2.4 : Kandungan Kimia dan fisik silica fume

Kandungan Oksida	% berat
Silika (SiO₂) Alumina (Al₂O₂) Besi (Fe₂O₂) Magnesium (MgO) Alkali Hilang pijar	94,3 1,1 0,3 0,7 0,2 2,60
Sifat fisik	Penjelasan
Warna Berat jenis Berat volume Kehalusan Diameter	Putih, abu-abu gelap 2,20 t/m³ 250-300 kg/m³ 20.000 kg/m³ 0,1 mm (1/100 diameter semen)

2.2.6 Admixture Kimia

Dalam produksi beton penururnan w/c + p dengan menurunkan kebutuhan air lebihbaik dari pada dengan menurunkan kadar bahan yang mengandung semen total , akan menghasilkan kekuatan tekan yang lebih tinggi. Untuk alasan ini penggunaan admixture kimia ditentukan pada saat memprodukasi beton mutu tinggi (lihat ACI 212.3R atau ASTM 494). Dalam petunjuk ini, jumlah dosis admixture kimia dapat meningkatkan dan mengontrol nilai kekerasan dan slump loss, dan mengakibatkan penambahan kekuatan, durabilitas yang lebih baik dan meningkatkan workabilitas.

Admixture high-range water reducing (HRWR) yang dikenal sebagai superplasticizer, merupakan yang paling efektif dalam campuran beton yuang kaya akan semen dan bahan semen lainnya. HRWR membantu menyebarkan partikel semen dan dapat mengurangi kebutuhan campuran air sampai 30 %, dengan demikian kekuatan beton meningkat.

Pada umumnya beton mutu tinggi mengandung baik admixturre confensional water reducing atau water reducing dan retarding HRWR. Dosis admixture kemungkinan besar berbeda dengan dosis dari pabrik. Dosis optimum dari suatu admixture atau kombinasi admixture harus ditentukan dengan trial campuran yang menggunakan sejumlah admixture. Air entrained admixture jarang digunakan dalam beton mutu tinggi karena tidak ada cairan beku yang terjadi selama konstruksi. Jika air entrained ditentukan karena lingkungan yang keras akan mengurangi kekuatan tekan beton.

BAB III

BAHAN TAMBAHAN YANG DIGUNAKAN

3.1 Silica Fume (Wacker HDK N.20)

Di pasaran, silica fume terdapat dalam berbagai bentuk, dengan perbedaan tingkat berat jenis (densiys) dan kemurnian (kandungan SiO₂) .Silica fume mulai digunakan pada beberapa negara skandinavia : Norwegia, Swedia, Denmark dan Islandia, dan kemudian mulai dikembangkan oleh beberapa negara diluar Eropa.

2( 3CaO. SiO₂ ) + 6H₂O ( 3CaO. 2SiO₂. 3H₂O + 3Ca(OH)2

2( 3CaO. SiO₂ ) + 4H₂O ( 3CaO. 2SiO₂. H₂O + 3Ca(OH)2

Reaksi yang dihasilkan adalah :

2( 3CaO. SiO₂ ) + 6H₂O (3CaO. 2SiO₂. 3H₂O (gel CSH-1)+ 3Ca(OH)2

Ca(OH)2 + SiO₂(silicafume) + H2O ( gel CSH-2 )

Tabel 6.1 : Data kimia dan fisik wacker HDK N 20

Data Kimia dan Fisik Silica Fume ( Wacker HDK N 20 )
SiO₂ Luas Permukaan , metode BET Massa jenis , tanpa tekan Massa jenis , ditekan Kadar uap air , 2 jam 1050 C Kehilangan pada pemanasan Al₂O₃ Fe₂O₃ TiO₂ HCL	% m²/kg g / l g / l % % % % % %	> 99,8 200 + 30 40 105 < 1,5 < 1 < 0,05 < 0,005 < 0,003 < 0,02

Sumber : wacker, 1993

Selain karena mempunyai ukuran partikel yang sangat halus, maka silica fume akan mampu mengisi rongga rongga pada pasta semen, yang kemudian akan menambah kerapatan beton dan mengurangi porositas yang pada akhirnya akan : meningkatkan kekuatan beton, meningkatkan kekedapan terhadap air dan udara dan meningkatkan ketahanan terhadap bahan – bahan agresif (chlorida dan sulfat, serta kondisi lingkungan yang agresif ).

Sebagai matrial yang bersifat cair palstis beton segar juga mempunyai kekentalan, bagian beton yang mepunyai kekentalan adalah pasta semen. Kekentalan pada beton sangat berguna untuk sifat mudah dikerjakan (Workability) dari beton, selain itu dengan kekentalan yang baik maka sifat dapat memampatkan dirinya sendiri (Self compacting Concrete) akan dapat tercapai.

Pasta semen mempunyai perilaku sebagai fluida plastis, menurut persamaan Bingham :

t o = t + µp x g

Dimana :

t o = Tegangan yang dihasilkan (yield stress) [ Pa ]

t = Tegangan Geser (Sher stress) [ Pa ]

µp = Kekentalan Plastis (Plastic Viscosity) [ Pa ]

g = Geser rata rata [ Pa ]

Kekentalan plastis merupakan parameter yang mempengaruhi stabilitas beton segar. Dengan menaikkan (menambah) jumlah bahan pengisi yang sangat halus (Silica fume) bagian padat dari adukan menjadi lebih baik dan juga memperbaiki kekentalan (viskositas) adukan. Dengan kekentalan yang lebih baik maka akan mencegah terjadinya segregasi (pemisahan) antar komponen adukan, selain itu juga akan menaikkan kemampuan beton untuk dialirkan (flowability) karena naiknya kekentalan beton.

3.2 Viscocrete

Viscocrete adalah admixture untukk beton yang terbuat dari bahan modifikasi polymer polycarboxylate yang memiliki efekdispersi yang sangat kuat terhadap semen dan sekaligus membuat beton memiliki sifat workability retention yang stabil, yang memungkinkan orang untuk membuat beton tanpa vibrasi (self compacting concrete).

Telah lama diketahui bahwa kekuatan beton merupakan kebalikan fungsi (Invers Function) dari rasio FAS (Faktor Air Semen), Semakin kecil FAS maka akan semakin kuat beton yang di peroleh. Air merupakan bahan yang esensial dan merupakan salah satu komponen pokok dalam pembuatan beton, yang mempunyai peranan dalam reaksi hidrasi dengan semen. Beton seharusnya hanya memerlukan jumlah air yang minimal Suntuk mencapai kekuatan maksimum yang dimungkinkan sambil tetap mempunyai kempuan untuk dikerjakan (workability), tetapi partikel semen mempunyai kecenderungan untuk mengumpul ketika terkena air, sehingga diperlukan tambahan air untuk tetap dapat mempertahankan kemampuan untuk dikerjakan-nya (workability). Ketika air tambahan tersebut tidak terpakai dalam proses reaksi hidrasi, hal tersebut akan menghasilkan porositas pada beton, yangakan memperlemah kekuata beton dan menurunkan katahanannya (durability).

Viscocrete ini memiliki dua sifat sekaligus terhadap hidrasi semen yaitu efek dispersi dan steric.

Efek dispersi

Molekul viscocrete diserap oleh granular semen yang lunak kemudian dengan segera menyelimuti di sekitar semen pada saat pencampuran. Hal ini akan menaikan muatan negative dari pada permukaan partikel semen dan mengakibatkan gaya tolak menolak atau electrostatic repulsion. Hasilnya semen granular akan mengalami dispersi yang sangat atau meningkat. Hal ini akan membuat beton yang sangat plastis meskipun kadar air semennya (water cement ratio) rendah .

Efek steric

Molekul viscocrete memiliki ikatan rantai yang panjang (long side chain), akan membentuk halangan steric yang akan meningkatkan kemampuan semen partikel untuk saling tetap menjaga jarak diantaranya yang akibatnya tidak hanya menimbulkan efek dispersi yang sangat bagus tetapi juga menyebabkan kelecekan beton segar bertahan lama (workability retention).

Efek water reducing dari pada teknologi ini jauh lebih kuat dibandingkan dengan konvensional admixture dengan bahan dasar seperti melamine ataupun naphthalene.

Tabel 6.2 : Perbandingan Polycarboxylate dengan Naphthalene

Raw materials	NAPHTHALENE	POLYCARBOXYLATE
Properties	Na	Polymer
Chain	Short	Long
Arm	Long	Short
Ca	10-20 A	100 A
Absorption to cement grain	Direct	Partial
Dosage for spread 48 (w/c=46)	0.9 %	0.3 %
Range	HRWR	UHRWR
Water reduction	Up to 20 %	Up to 40 %

Sumber : sika indonesia, 2004

BAB IV

MIX DESIGN

4.1 Kekuatan Beton Rata – rata

Pada mix design ini target kekuatan yang hendak dicapai adalah beton dengan kuat tekan diatas 30 mpa ( N/mm² ).

4.2Penentuan Nilai w/c

Untuk terjadinya hidrasi semen, diperlukan 20 – 30 % air dari berat semennya. Diambil 28 % dari berat semen, maka w / c : 0, 28

4.3 Jenis Semen

Pada campuran beton kuat tekan ini digunakan semen portland tipe I Indocement merk “ Tiga Roda “

4.4 Jenis Aggregat

Agregat kasar : batu apung

Aggregat halus : pasir alami

4.5 Penentuan Nilai Slump

Ditetapkan nilai slump sebesar 0 – 10 mm

4.6 Ukuran Aggregat Maksimum

Ditetapkan sebesar 10 mm

4.7 Penentuan Kadar Air Bebas

Data :

- Slump Rencana : 0 – 10 mm

- Ukuran Aggregat Maksimal : 10 mm

- Agregat kasar adalah pecah dan Agregat halus adalah alami

Tabel 4.7 : Kadar Air Bebas

Slump	Tipe aggregat	0 – 10	10 – 30	30 – 60	60 - 100
Ukuran aggregat maks.	Tipe aggregat
10	Tak pecah Pecah	150 180	180 205	205 230	225 250
20	Tak pecah Pecah	135 170	160 190	180 210	195 225
40	Tak pecah Pecah	115 155	140 175	160 190	175 205

Dari tabel diperoleh nilai kadar air bebas :

KAB = 2/3 AH + 1/3 AK

= 2/3 150 + 1/3 180

= 160 kg

4.8 Penentuan Kadar Semen

Kadar Semen = kadar air bebas

Faktor air semen

= 160

0,28

= 571,428 kg

4.9 Kadar Wacker HDK N 20

Dalam Mix design ini digunakan Wacker HDK N 20 sebesar 2 % dari berat semen

Kw = 2 % x Kadar Semen

= 2 % x 571, 428

= 11, 428 kg

4.10 Prosentase Agregat Halus

Dari pengujian analisa saring diperoleh : agregat halus masuk zone 1

Faktor air semen ( w/c ) : 0,28

Slump Rencana : 0 – 10 mm

Dari grafik diatas diperoleh prosentase agregat halus: 45 % , sehingga aggregat kasarnya sebesar : 55 %

4.11 Berat Jenis Relatif Aggregat Gabungan

BJ = < 2000 kg/m³

4.12 Kadar Agregat Gabungan

KAG = Bj beton – kadar semen – kadar air bebas

= 2000 – 571,428 - 160

= 1268,572 kg

4.13 Kadar Agregat Halus

KAH = Prosentase AH x Kadar agregat Gabungan

= 45 % x 1268, 572

= 570, 857 kg

4.14 Kadar Agregat Kasar

KAK = Prosentase AK x Kadar Agregat Gabungan

= 55 % x 1268, 572

= 697, 714 kg

4.15 Kadar Viscocrete

Digunakan viscocrete dengan prosentase 0, 5 % dari kadar cementitious

KV = (571,428 + 11, 428) x 0,5 %

= 2, 914 kg

viscocrete mempunyai BJ= 1,19 kg/ltr dengan demikian kadar Sikament LN menjadi : 3, 467 ltr ltr

4.16 Kebutuhan Bahan Tiap M³

4.16.1 Jumlah air dalam Agregat Halus

Absorbsi agregat halus ( A ) = 0,5 %

Kadar air Agregat halus ( KA ) = 1,85 %

Jumlah Air dalam Agregat Halus = (A – KA) x (KAH)

100

= ( 0,5 – 1,85 ) x 570, 857

100

= - 7,7082 kg

4.16.2 Jumlah Air dalam Agregat Kasar

Absorbsi agregat kasar ( A ) = 8,1 %

Kadar air Agregat halus ( KA) = 30 %

Jumlah Air Dalam Agregat Kasar = (A – KA) x (KAK)

100

= ( 8, 1 – 30) x 697, 714

100

= - 152, 799 kg

Kebutuhan Bahan Per M³

- Agregat halus = kadar AH – Jumlah air dalam agregat halus

= 570, 857 + 7,7082

= 587,085 kg

- Agregat Kasar = Kadar AK + Jumlah air dalam agregat kasar

= 697, 714 – 152, 799

= 544, 915 kg

- Semen = Kadar Semen

= 571,428 kg

- Air = 160 kg

- Wacker HDK N 20 = 11, 428 kg

- Viscocrete = 3, 467 ltr

Dari proporsi campuran yang didapat ditabelkan, sehingga beton dengan berat jenis dibawah 2000 kg/m³ dapat dikontrol :

Jenis bahan	B j (kg/m³)	Berat proporsi kg / m³	Volume (m³)
Semen	3150	571,428	0, 181
Pasir muntilan	2700	587,085	0, 217
Batu apung	1000	544, 915	0, 544
Wacker HDK N 20	400	11, 428	0, 028
Air	1000	160	0, 160
Viscocrete	1200	6,242	0, 00452
total		1880,101 < 2000 kg/m³ .............(ok)	1, 1345 m ³

BAB V

METODE PEMBUATAN

5.1 Sebelum Pengecoran

5.1. 1. Pengujian Material

Sebelum pengecoran, dilakukan terlebih dahulu penyiapan material dan pengujian sebagian material (terutama material utama, yaitu: semen portland, air, agregat halus dan agregat kasar).

Pengujian tersebut adalah:

Semen

o Berat jenis Semen ( ASTM C – 188 – 44 )

o Kehalusan Semen ( ASTM C – 184 – 66 )

o Konsistensi Normal ( ASTM C – 187 – 71 )

o Waktu Ikat / Time Setting ( ASTM C 191 – 71 )

o Berat isi Semen ( ASTM C – 29 – 71 )

Air

o pH ( Power of Hydrogen ) air ( AASHTO T – 26 – 70 )

o Sifat – sifat air.

Agregat Kasar dan Agregat Halus

o Berat Jenis dan Penyerapan agregat Kasar ( ASTM C – 127 – 68 )

o Berat Jenis dan Penyerapan agregat Halus( ASTM C – 128 – 68 )

o Berat Isi Agregat ( ASTM C – 29 – 71 )

o Kadar Organik Agregat ( ASTM C – 40 – 66T )

o Kadar Lumpur Agregat ( ASTM C – 177 – 69 )

o Kadar Air agregat ( ASTM C – 556 – 67 )

o Bulking Faktor

5. 1. 2 Persiapan Wacker HDK N.20

Sebelum digunakan untuk pengecoran , Wacker HDK N.20 yang telah disiapkan sesuai takaran dicampur dengan air sampai berbentuk slurry, dengan metode pencampuran mekanis menggunakan mixer, pencampuran tersebut dilakukan sampai benar – benar tercampur merata tanpa adanya gumpalan - gumpalan.

5. 1. 3 Persiapan Air

Air yang di gunakan bersuhu 27^o C, setelah dipersiapkan sesuai kebutuhan, kemudian sebanyak 70 % dicampur dengan Wacker HDK N 20 dan kemudian diaduk sampai merata (homogen ). Dan yang 30 % disisakan untuk campuran mortar beton.

5. 1. 4 Persiapan Agregat

Meskipun kadar Lumpur dalam agregat memenuhi syarat, masih tetap perlu pencucian secara konvensional dengan mengaduk pasir didalam wadah besar berisi air, kemudian ditiriskan, dilakukan selama 3 kali berturut – turut, pencucian tersebut dilakukan setelah diadakan pengujian kadar Lumpur dan agregat hasil pencucian didiamkan sampai SSD baru kemudian diadakan pengujian (agregat ) yang lainnya.

Karena agregat yang dipersiapkan dipilih (dibeli) secara acak maka perlu dilakukan penggabungan agregat, disamping untuk mendapatkan gradasi yang baik (well graded), juga untuk memenuhi kriteria zona 1, seperti yang tertera dalam mix design. Untuk analisa gradasi agregat halus dan agregat kasar diperlakukan menurut gradasi ASTM C – 33 – 78. Untuk penggabungannya dilakukan dengan metoda Road Note Number 4 ( RN – 4 )

5.2 Selama Pengecoran ( Pembuatan Beton )

Pembuatan beton dilakukan didalam ruangan yang terlindung dari panas matahari secara langsung. Pengadukannya menggunakan mesin pengaduk (mixer), bertenaga listrik (berpenggerak motor listrik ). Bahan – bahan dimasukkan kedalam mesin pengaduk (yang telah dihidupkan) yaitu pasir dan semen secara bersamaan, dan di aduk selama 5 menit dengan tujuan agar terjadi agregat tercampur secara homogen dan merata. Kemudian ditambahkan silica fume yang berbentuk slurry, dan diaduk selama 5 menit. Setelah seluruh bahan – bahan kering tercampur secara homogen, mulai menambahkan secara bertahap batu apung berturut – turut air yang tersisa dimasukan kemudian diaduk selama 5 menit. Setelah itu yang terakhir adalah viscocrete.

Setelah menjadi campuran beton , adukan tersebut dituang ke wadah, yang kemudian dimasukkan ke cetakan silinder, pengecoran benda uji tersebut dilakukan pada meja penggetar ( vibrator ).

5.3 Setelah Pengecoran

Setelah 1 hari (24 jam) benda uji tersebut di keluarkan dari cetakan dan kemudian direndam dalam air tawar yang bersih bersuhu 27º C ( sama dengan air yang digunakan dalam pengecoran ), meskipun terjadi fluktuasi suhu air antara malam hari dan siang hari tetapi sangat kecil, berkisar 1 sampai 2^oC, di malam dan pagi hari cenderung lebih dingin dari pada di siang hari.

KESIMPULAN

Ada beberapa hal yang dapat disimpulkan dari penulisan makalah ilmiah ini, antara lain :

1. Pembuatan beton ringan dengan menggunakan batu apung dapat menurunkan berat jenis beton normal yaitu dibawah 2000 kg / m³dan kekuatannya juga masuk sebagai kategori beton ringan yaitu antara 30 mpa.

2. Wacker HDK N.20 dan viscocrete dapat meningkatkan kekuatan tekan beton ringan

3. pada pembuatan beton ringan relatif memerlukan biaya yang lebih mahal dibanding dengan beton normal.

DAFTAR PUSTAKA

Department Of The Environment,1975, Design Of Normal Concrete Mixes, Building Research Establishment Transport and Road Research Laboratory, London.

Direktorat Jendral Cipta Karya Departemen PU, April 1971, Peraturan Beton Bertulang Indonesia , Departemen PU.

Edward G Nawy, 1998, Fundamentals Of Hight Performance Concrete, Civil Engineering and Environmental Rutgers University, The State University of new Jersey, Prentice Hall New Jersey.

Kardiyono Tjokrodimulyo, 1992, Teknologi Beton, UGM, Yogyakarta.

L.J. Murdock, K.M. Brook, Stephanus Hindarko, 1991, Bahan dan Praktek Beton Edisi keempat, Erlangga, Jakarta

Shetty, M.S 1997, Concrete Technology Teory and Practice, Schand & Cumpang, Samnagar, New Delhi.

Neville, A. M., 1981, Properties of Concrete 3rd Edition, Pitman Publishing Limited, Great Britain.

Peter J. M. Bartos, 1993, Special Concretes Workability and Mixing, Departement Of civil Engineering, University Of Paisley, Paisley, Scotland.

Sagmeister Bernhard, 1999, Optimization Of the Mixture Of No-Fines Lightweight Concrete, Sonderdruck aus BFT, Bauverlag GmbH, D-65396 Walluf.

Suparyanto, 2000, Petunjuk Praktikum Bahan Bangunan, Laboratorium Bahan Bangunan, Fakultas Teknik Sipil Universitas 17 Agustus 1945 Semarang.

Afif Salim Blog

Rabu, 10 September 2014

BETON RINGAN MENGGUNAKAN BATU APUNG

Susunan Unsur Semen Portland