Materi Beton Mata Kuliah Bahan Bangunan dan Properti Material

Beton

Beton adalah campuran dari semen, air, pasir, kerikil, dan bahan tambah dengan perbandingan tertentu. Campuran antara semen dan air membentuk pasta, campuran pasta dan pasir secara membentuk mortar, dan campuran mortar ditambah kerikil akan membentuk beton. Untuk mendapatkan sifat-sifat tertentu, beton segar diberi bahan tambah seperti :

a. Bahan tambah kimiawi

Fungsi :

• · Menyamakan kekentalan adukan, dengan nilai f.a.s lebih rendah, sehingga kuat beton tinggi.
• · Memperlambat proses ikatan beton pada kasus jarak antara pengadukan beton dan penuangan adukan jauh.
• · Mempercepat proses ikatan beton, pengerasan beton pada kasus jika penuangan beton di bawah permukaan air.

b. Bahan tambah mineral

Fungsi :

• · Memperbaiki kinerja workability.
• · Menghemat semen.
• · Mempertinggi usia beton.
• · Mengurangi penyusutan.
• · Mengurangi porositas dan daya serap air dalam beton.
• · Lebih tahan terhadap garam, sulfat, air asam.
• · Karakteristiknya laju kenaikan kekuatan lebih lambat daripada beton normal pada usia 28 hari, tetapi setelah 3 bulan kuat beton lebih tinggi dari beton normal.
• · Mengurangi panas hidrasi.
• · Mengurangi pemuaian yang mengakibatkan keretakan.

c. Serat

Fungsi :

• · untuk menambah kuat tarik beton, mengingat kuat tarik beton rendah.
• · Penambahan serat tidak banyak menambah kuat tekan beton, namun hanya menambah daktilitas.

Serat yang biasa digunakan yaitu serat alam, umumnya terbuat dari tumbuh-tumbuhan misalnya ijuk, serabut kelapa, sisal, serta serat buatan, umumnya terbuat dari senyawa-senyawa polimer yang mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap pengaruh cuaca seperti polypropylene dan polyetilene.

Cara pengujian mutu beton :

• · Persyaratan untuk kuat tekan f’c harus didasarkan pada hasil pengujian benda uji silinder (diameter 15 cm tinggi 30 cm) di laboratorium.
• · Apabila didasarkan pada nilai yang didapat dari hasil uji tekan benda uji kubus dengan ukuran sisi 15 cm maka harus dilakukan konversi untuk mendapatkan f’c dengan rumus sebagai berikut:
• F’c = 0,83 fck (dimana fck adalah kuat tekan beton, MPa, didapat dari benda uji kubus dengan ukuran sisi 15 cm).
• · Nilai kuat tekan f’c harus didasarkan pada hasil pengujian benda uji pada umur 28 hari. Apabila didapat data kuat tekan pada umur sebelum 28 hari, maka untuk menentukan harga kuat tekan f’c pada umur 28 hari, harus digunakan faktor konversi sebagai berikut:

Umur beton (hari)	3	7	14	21	28
Perbandingan kuat tekan	0,46	0,70	0,88	0,96	1,00

• · Kuat tekan beton yang disyaratkan f’c yang didapat dari nilai-nilai pemeriksaan harus dihitung dengan rumus :

F’c = fcr – 1,64 s

dimana :

f’c : kuat tekan, MPa

fcr : (Σ f’cu)/(n), kuat tekan rata-rata, MPa

s : [{Σ (f’cu - f’cr )2 }/{n-1}]0,5 , deviasi standar, MPa

Diagram Tegangan-Regangan Beton

Gambar di bawah memperlihatkan diagram tegangan – regangan tipikal yang diperoleh dari percobaan dengan menggunakan benda uji silinder. Regangan beton pada saat hancur berkisar antara 0,003 sampai 0,004 dan di dalam SNI 1991 ditetapkan 0,003 sebagai dasar analisis tampang.

Sifat Mekanik Beton

a. Sifat jangka pendek
1. Kuat tekan

Kuat tekan dihitung dari beban tekan maksimum yang dapat ditahan dibagi dengan luas penampang benda uji.

fc = P/A (Mpa)

dimana :

fc : kuat tekan, MPa

P : Beban tekan maksimum yang dapat ditahan, Newton

A : Luas penampang silinder diameter 15 cm, tinggi 30 cm

Kuat tekan beton dipengaruhi oleh : Perbandingan air semen dan tingkat pemadatannya, jenis semen dan kualitasnya, jenis dan lekak – lekuk bidang permukaan agregat, umur (pada keadaan normal kekuatan bertambah sesuai dengan umurnya), suhu, efisiensi dan perawatan.

2. Kuat tarik

Kekuatan tarik beton berkisar seperdelapan belas kuat desak beton pada waktu umurnya masih muda dan berkisar seperdua puluh sesudahnya. Kekuatan tarik biasanya tidak diperhitungkan di dalam perencanaan bangunan beton. Kuat tarik merupakan bagian penting di dalam menahan retak – retak akibat perubahan kadar air dan suhu.

3. Kuat geser

Kekuatan geser beton selalu diikuti oleh kekuatan desak dan tarik oleh lenturan bahkan di dalam pengujian tidak mungkin menghilangkan elemen lentur.

Kuat geser beton ditentukan berdasarkan kuat tekan yaitu:

vc = 1/6 √f’c MPa

dimana :

vc : Kuat geser, MPa

f’c : Kuat tekan, MPa

4. Modulus elastisitas

Modulus elastisitas beton diambil berdasarkan kuat tekan beton yaitu :

Ec = 4700 √f’c Mpa

Dimana :

Ec : Modulus elastisitas, MPa

f’c : Kuat tekan, MPa

Modulus elastisitas ini merupakan kemiringan garis singgung dari diagram tegangan-regangan. Biasanya modulus sekan pada 0,5 f’c diambil sebagai modulus elastisitas.

b. Sifat jangka panjang
1. Rangkak

Yaitu penambahan regangan terhadap waktu akibat adanya beban yang bekerja. Deformasi awal akibat beban disebut regangan elastis, regangan tambahan. Akibat beban yang sama disebut regangan rangkak.

Regangan total = regangan elastis (εe) + rangkak (εc) + susut (εsh)

2. Susut

Yaitu berkurangnya volume elemen beton dan ada dua macam yaitu susut plastis (susut yang terjadi beberapa jam setelah beton di tempatkan pada cetakan) dan susut pengeringan yang dikarenakan kehilangan uap air. Ada dua jenis susut, yaitu susut plastis dan susut pengeringan.

Kelebihan dan Kekurangan Beton

a. Kelebihan

Kelebihan beton dibanding dengan bahan bangunan lain adalah

• · Harganya relatif murah karena menggunakan bahan-bahan dasar dari bahan lokal, kecuali semen Portland.
• · Beton termasuk tahan aus dan tahan kebakaran
• · Beton termasuk bahan yang berkekuatan tekan tinggi
• · Mempunyai sifat tahan terhadap pengkaratan / pembusukan oleh kondisi lingkungan.
• · Beton segar dapat dengan mudah diangkut maupun dicetak
• · Mempunyai sifat tahan terhadap pengkaratan / pembusukan oleh kondisi lingkungan.

b. Kekurangan

Kekurangan beton dibanding dengan bahan bangunan lain adalah:

• · Beton mempunyai kuat tarik yang rendah sehingga mudah retak. Oleh karena itu perlu diberi baja tulangan.
• · Beton segar mengerut saat pengeringan dan beton keras mengembang jika basah sehingga dilatasi (constraction joint) perlu diadakan pada beton yang berdimensi besar untuk memberi tempat bagi susut pengerasan dan pengembangan beton.
• · Beton keras mengembang dan menyusut bila terjadi perubahan suhu sehingga perlu dibuat dilatasi (expansion joint) untuk mencegah terjadinya retak-retak akibat perubahan suhu.
• · Beton tidak kedap air sehingga air yang membawa kandungan garam dapat masuk dan merusak beton.
• · Beton bersifat getas (tidak daktail) sehingga harus dihitung secara seksama agar setelah dikombinasikan dengan baja tulangan menjadi bersifat daktail terutama pada struktur tahan gempa.

Ciri-Ciri Campuran Beton yang Buruk

a. Segregasi

Segregasi adalah pemisahan agregat kasar dari adukannya akibat campuran yang kurang baik. Hal ini disebabkan karena gradasi agregat (kerikil dan pasir) yang kurang baik, agregat halus terlalu sedikit, campuran beton terlalu kering atau terlalu basah, tinggi jatuh pengecoran terlalu tinggi (maksimum tinggi jatuh adalah 1,5 meter), dan penggunaan alat penggetas (vibrator) yang terlalu lama.

b. Bleeding

Bleeding adalah air campuran beton naik permukaan beton sesaat setelah beton selesai dicor dan partikel agregat (kerikil dan pasir) turun ke bawah. Hal ini disebabkan karena campuran beton yang terlalu banyak air.

c. Shrinkage

Perubahan volume beton ke arah yang lebih kecil setelah beton mengering, ini menyebabkan terjadinya retak pada beton. Hal ini bisa disebabkan karena: Faktor Air Semen terlalu tinggi karena pemakaian semen terlalu banyak, penggunaan pasir yang terlalu banyak, pengadukan yang kurang baik, dan suhu yang terlalu panas

d. Blug Holes

Blug holes adalah: Rongga (lubang) kecil yang timbul pada permukaan beton yang sudah mengering. Hal ini bisa disebabkan karena: Kurangnya material pasir, terlalu banyak kerikil, proses pemadatan yang kurang baik, sehinnga ada udara yang terjebak di dalam beton.

Faktor yang Mempengaruhi beton Mutu Tinggi

• a. Keadaan semen.
• b. Faktor air semen (fas) yang rendah.
• c. Kualitas agregat halus (pasir).
• d. Kualitas agregat kasar (batu pecah/kerikil).
• e. Penggunaan admixture dan aditif mineral dalam kadar yang tepat.
• f. Prosedur yang benar dan cermat pada keseluruhan proses produksi beton.
• g. Pengawasan dan pengendalian yang ketat pada keseluruhan prosedur dan mutu pelaksanaan.