9- BAB II - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2011-2-00663-SP Bab 2.pdfUntuk mendapatkkan mutu beton yang baik maka harus memilih ... batu apung dan lain-lain ... memerlukan

5

BAB II

TINJAUAN KEPUSTAKAAN

2.1 Umum

Beton adalah campuran antara semen, agregat halus, agregat kasar, air atau

dengan menambah zat aditif yang kemudian mengeras membentuk benda padat.

Untuk mendapatkkan mutu beton yang baik maka harus memilih material yang

baik dan melakukan perawatan beton sampai beton mencapai kekuatan rencana

(28 hari). Keuntungan menggunakan beton dalam struktur bangunan yaitu beton

memiliki kuat tekan yang tinggi, tahan terhadap api, dan mudah dalam

pelaksanaannya. Beton memiliki kekurangan yaitu beton tidak kuat menahan gaya

tarik yang terjadi sehingga untuk menahan gaya tarik beton memerlukan tulangan.

2.2 Beton Ringan

Beton ringan adalah beton yang memiliki berat jenis (density) lebih ringan

daripada beton pada umumnya. Ada beberapa metode yang dapat digunakan dalam

mengurangi berat jenis beton atau membuat beton menjadi lebih ringan yaitu

sebagai berikut (Tjokrodimuljo, 1996) :

a. dengan membuat gelembung-gelembung gas atau udara dalam adukan semen

sehingga terjadi banyak pori-pori udara di dalam beton.

b. dengan menggunakan agregat ringan, misalnya dengan menggunakan batu

apung, agregat buatan, butiran plastik, atau expanded polystyrene (Styrofoam)

sehingga beton yang dihasilkan akan lebih ringan dari pada beton biasa.

c. dengan cara membuat beton tanpa menggunakan butir-butir agregat halus atau

pasir yang disebut beton non pasir.

6

Untuk mendapatkan beton ringan pada penelitian ini digunakan agregat

ringan untuk menurunkan berat jenis beton. Agregat ringan yang umum digunakan

dalam campuran beton memiliki berbagai macam jenis yaitu expanded polystyrene,

butiran plastik, agregat buatan, batu apung dan lain-lain. Sehingga ditetapkan

Agregat ringan yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan expanded

polystyrene (Styrofoam). Pemilihan penggunaan expanded polystyrene dalam

penelitian ini sebagai agregat ringan yaitu expanded polystyrene sangat ringan

yaitu berkisar antara 13-22 kg/m3 dan penggunaan expanded polystyrene dapat

meningkatkan permeabilitas beton ( I Gusti K.S., Ketut S. (2009). )

2.3 Bahan - Bahan Beton

Bahan-bahan yang digunakan dalam campuran beton yaitu semen, agregat

halus, agregat kasar, air, dan bahan tambahan lain.

2.3.1 Semen

Semen adalah bahan yang mempunyai sifat adhesive maupun kohesif, yaitu

bahan perekat. Menurut standar Indonesia, SII 0013-1989, definisi semen Portland

adalah semen hidraulis yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang

terutama dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidraulis bersama bahan-bahan

yang biasa digunakan, yaitu gypsum.

Ada dua macam semen yaitu semen hidraulis dan semen non-hidraulis.

Semen non-hidraulis adalah semen (perekat) yang dapat mengeras tetapi tidak

stabil dalam air. Semen hidraulis adalah semen yang akan mengeras bisa bereaksi

dengan air, tahan terhadap air (water resistance) dan stabil didalam air setelah

mengeras.

7

Menurut SII 0013-1989 di Indonesia semen Portland dibedakan menjadi 5

(lima) jenis, yaitu jenis I, II, III, IV, dan V.

Tabel 2.1 Tipe Semen dan Fungsinya

Tipe

Semen Deskripsi

I

Semen Portland jenis umum (normal PC) yaitu sejenis semen untuk

penggunaan dalam konstruksi beton secara umum yang tidak

memerlukan sifat - sifat khusus, misalnya trotoar, pasangan bata, dll.

II

Semen Portland jenis umum dengan perubahan - perubahan (modified

Portland Cement). Semen ini memiliki panas hidrasi yang lebih rendah

dari jenis I. Semen ini digunakan untuk bangunan - bangunan tebal

seperti pilar, kolom, dll.

III

Semen Portland dengan kekuatan awal tinggi (High Early Strength

PC). Jenis ini akan menghasilkan beton dengan kekuatan yang besar

pada waktu singkat, biasanya digunakan untuk struktur yang mendesak

untuk digunakan, misalnya perbaikan jalan beton.

IV

Semen Portland dengan panas hidrasi rendah (Low Heat PC). Jenis ini

merupakan jenis khusus dengan panas hidrasi yang serendah -

rendahnya. Digunakan untuk bangunan beton massa besar, seperti

bendungan dll

V

Semen Portland tahan sulfat (Sulfat Resistant PC). Jenis PC yang

khusus dimaksudkan untuk penggunaan pada bangunan bangunan yang

kena sulfat seperti Industri Kimia dan lain - lain.

Sumber: SII 0013-1989 semen Portland 2.3.2 Agregat Halus

Agregat halus adalah agregat yang lolos saringan No.4 dan tertahan saringan

No.200 (standar dari AASHTO), atau lolos saringan 2,36 mm dan tertahan

disaringan 0,075 mm. Fungsi agregat halus yaitu sebagai pengisi rongga antara

agregat kasar.

8

Gambar 2.1 Agregat Halus

2.3.3 Agregat Kasar

Agregat kasar adalah kerikil sebagai hasil disintegrasi batuan atau berupa

batu pecah yang di peroleh dari industri pemecah batu dan mempunyai ukuran

butir antara 5 – 40 mm atau agregat yang tertahan pada saringan No.4, komposisi

dari agregat harus memenuhi persyaratan gradasi yaitu melalui analisis saringan

dengan nomor sebagai berikut :

Tabel 2.2 Analisis Saringan Agregat Kasar

Ukuran saringan

(mm)

Persentase Lolos (%)

Gradasi Agregat

40 mm 20 mm 10 mm

76 100 – –

38 95 – 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 : SNI. 03-2834-2000

9

Agregat kasar juga harus memenuhi persyaratan yaitu tidak mengandung zat

organik yang bersifat reaktif seperti zat alkali dan sebagainya.

Gambar 2.2 Agregat Kasar

2.3.4 Air

Air adalah alat untuk mendapatkan kelecakan yang perlu untuk penuangan

beton. Jumlah air yang diperlukan dalam kelecakan tertentu tergantung pada sifat

material yang digunakan. “Hukum kadar air konstan mengatakan :”kadar air yang

diperlukan untuk kelecakan tertentu hamper konstan tanpa tergantung pada jumlah

semen, untuk kombinasi agregat halus dan kasar tertentu. Hukum ini tidak

sepenuhnya berlaku untuk seluru kisaran (range), namun cukup praktis untuk

penyesuaian perencana dan koreksi (Nugraha dan Antony, 2007).

Berdasarkan SNI 03-6817-2002, air yang dapat digunakan dalam proses

pencampuran beton adalah sebagai berikut:

a. air yang digunakan pada campuran beton harus bersih dan bebas dari bahan-

bahan yang merusak yang mengandung oli, asam, alkali, garam, bahan organik,

atau bahan-bahan lainnya yang merugikan terhadap beton atau tulangan.

10

b. air pencampur yang digunakan pada beton prategang atau pada beton yang di

dalamnya tertanam logam aluminium, termasuk air bebas yang terkandung

dalam agregat, tidak boleh mengandung ion klorida dalam jumlah yang

membahayakan.

c. air yang tidak dapat diminum tidak boleh digunakan pada beton, kecuali

ketentuan berikut terpenuhi:

i. pemilihan proporsi campuran beton harus didasarkan pada campuran beton

yang menggunakan air dari sumber yang sama.

ii. hasil pengujian pada umur 7 dan 28 hari pada kubus uji mortar yang dibuat

dari adukan dengan air yang tidak dapat diminum harus mempunyai

kekuatan sekurang-kurangnya sama dengan 90% dari kekuatan benda uji

yang dibuat dengan air yang dapat diminum. Perbandingan uji kekuatan

tersebut harus dilakukan pada adukan serupa, terkecuali pada air

pencampur, yang dibuat dan diuji sesuai dengan ”Metode uji kuat tekan

untuk mortar semen hidrolis (Menggunakan spesimen kubus dengan ukuran

sisi 50 mm)”(ASTM C 109).

2.3.5 Bahan Tambahan

a. Expanded Polystyrene (Styrofoam)

Expanded polystyrene atau Styrofoam biasa dikenal dengan gabus putih

yang digunakan untuk membungkus barang-barang elektronik. Polystyrene ini

dihasilkan dari styrene (C6H5CH9CH2) yang mempunyai gugus phenyl yang

tersusun secara tidak teratur sepanjang garis karbon dari molekul. Dalam

bentuk butiran (granular) Expanded polystyrene mempunyai berat jenis sangat

kecil yaitu 13-22 kg/m3. Sehingga penggunaan Expanded polystyrene dalam

11

campuran beton sangat cocok digunakan untuk mendapatkan berat jenis beton

yang ringan.

Gambar 2.3 Styrofoam

Pada penelitian ini digunakan Expanded polystyrene yang memiliki

ukuran butiran sebesar 3mm-5mm. Persentase penggunaan Expanded

polystyrene yaitu sebesar 20% dari volume penggunaan agregat halus.

Penetapan persentase Expanded polystyrene sebesar 20% yaitu karena dari

penelitian sebelumnya didapatkan persentase optimum untuk memiliki kuat

tekan beton yang baik yaitu penambahan Expanded polystyrene sebesar 20%

( Giri I.B.D., I Ketut S., dan Ni Made T. (2008). ) sedangkan penelitian yang

dilakukan (Yusuf.(2011)) yang melakukan analisa tentang perbandingan antara

berat jenis beton dengan harga produksi beton dan kuat tekan beton dengan

harga harga produksi beton didapatkan persentase optimum penggunaan

styrofoam yaitu berkisar antara 17% sampai 27% penggunaan styrofoam

sebagai pengganti agregat halus (pasir).

Keuntungan menggunakan Styrofoam dalam campuran beton yaitu

sebagai berikut :

i. pemanfaatan limbah Styrofoam dapat menurunkan biaya kontruksi

beton.

ii. dapat memperlambat timbulnya panas hidrasi.

12

iii. penggunaan Styrofoam sebagai agregat ringan dapat dianggap sebagai

rongga udara dalam campuran beton karena berat jenis Styrofoam

sangat kecil sehingga dapat menurunkan berat jenis beton.

iv. dapat mengurangi beban gempa yang berkerja lebih kecil karena berat

struktur beton berkurang.

Kerugian menggunakan Styrofoam dalam campuran beton yaitu sebagai

berikut :

i. dapat mengurangi kekuatan beton.

ii. dapat mengurangi workabilitas (pekerjaan lebih susah).

Expanded polystyrene (styrofoam) yang digunakan pada penelitian ini

tidak memiliki spesifikasi dari pabrik, seharusnya Expanded polystyrene

(styrofoam) yang digunakan memiliki spesifikasi secara umum sebagai berikut:

Tabel 2.3 Spesifikasi Expanded polystyrene (styrofoam)

Spesifikasi

Ukuran butiran styrofoam 3 mm - 5 mm

Berat jenis styrofoam (Density) 13-22 kg/m3

Modulus young’s (E) 3000-3600 MPa

Kuat tarik styrofoam ( Tensile strength) 46-60 MPa

Specific heat styrofoam (c) 1,3 kJ/(kg.K)

Thermal conductivity styrofoam (k) 0,08 W/(m.K)

b. Fly Ash

Fly Ash (abu terbang) adalah limbah hasil pembakaran batu bara pada

tungku pembangkit listrik tenaga uap yang berbentuk halus, bundar, dan

bersifar pozolanik yang terbawa gas buangan cerobong asap (SNI 06-6867-

13

2002). Fly ash dapat digunakan sebagai bahan tambahan yang berfungsi

sebagai pengisi rongga udara pada campuran beton.

Gambar 2.4 Fly Ash

Fly Ash dibedakan menjadi 3 jenis (ACI Manual of Concrete Practice

1993) yaitu sebagai berikut:

a. Kelas C

Fly Ash yang mengandung CaO di atas 10% yang dihasilkan dari

pembakaran liqnite atau sub-bitumen batu bara. Pada campuran beton

digunakan sebanyak 15% - 35% dari total berat binder.

b. Kelas F

Fly Ash yang mengandung CaO lebih kecil dari 10% yang dihasilkan dari

pembakaran anthracite atau bitumen batu bara. Pada campuran beton

digunakan sebanyak 15% - 25% dari total berat binder.

c. Kelas N

Pozzolan alam atau hasil pembakaran yang dapat digolongkan antara lain

tanah diatomic dan abu vulkanik, yang diperoses melalui pembakaran.

14

Berdasarkan ASTM C618-686 Fly Ash dibedakan menjadi 2 macam

yaitu fly ash kelas C dan fly ash kelas F. Campuran beton dengan

menggunakan fly ash kelas F memiliki ikatan lebih baik dari pada

menggunakan fly ash kelas C dikarenakan fly ash tipe C berasal dari

pembakaran batubara muda sedangkan fly ash tipe F dihasilkan dari

pembakaran batubara antrasit dan fly ash tipe C memiliki karakteristik ringan

dan berwarna lebih terang dari fly ash tipe F (Standart ASTM C618-686).

Sehingga Fly Ash yang digunakan dalam penelitian ini adalah fly ash kelas F

dengan persentase antara 10% - 25%. Perbedaannya fly ash tipe C dan fly ash

tipe F dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel 2.4 Kandungan Mineral Fly Ash

Kandungan mineral fly ash Kelas F Kelas C

Silikon Dioksida (SiO2) + Alumunium Oksida

(Al2O3) + Besi Oksida (Fe2O3), minimal

70% 50%

Sulfur Trioksida (SO3), maksimal 5% 5%

Kalsium Oksida (CaO) 1%-12% 30%-40%

Sumber: Annual Book of ASTM Standard Volume 04.02 Standard Specification for Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolans for Use as a mineral Admixture in Portland Cement Concrete, 1994.

15

keuntungan menggunakan fly ash dalam campuran beton yaitu sebagai

berikut:

i. dapat meningkatkan workabilitas (kemudahan dalam pekerjaan).

ii. mengurangi terjadinya penyusutan pada beton.

iii. dapat meningkatkan kuat tekan beton.

iv. dapat memperkecil biaya kontruksi beton karena fly ash digunakan

sebagai subtitusi dari semen yang digunakan.

v. dapat memanfaatkan limbah fly ash.

Kerugian menggunakan fly ash dalam campuran beton yaitu sebagai

berikut:

i. fly ash memiliki kualitas yang berbeda-beda yang disebabkan oleh

proses pembakaran dan jenis batu bara yang digunakan.

ii. pemakaian fly ash tidak dapat digunakan untuk pekerjaan beton yang

memerlukan waktu pengerasan dan kekuatan awal yang tinggi.

2.4 Pengujian Material

Pengujian material yang dilakukan pada penelitian ini berdasarkan Modul

Praktikum Teknologi Bahan Konstruksi Beton Universitas Bina Nusantara yaitu

sebagai berikut:

a. Agregat halus

i. Pemeriksaan isi lepas agregat halus

Menentukan berat isi agregat halus yang didefinisikan sebagai nilai

banding antara berat dan volume contoh pasir kering.

Rumus yang digunakan dalam perhitungan adalah:

16

Berat isi agregat halus = )..........(..............................).........dm/kg(VW

1233 (Sumber : Modul Praktikum S0793 Teknologi Bahan Konstruksi) Dimana :

V = Volume wadah (dm3)

3W = Berat sample agregat halus (kg)

ii. Berat isi padat agregat halus

Menentukan berat isi agregat halus yang didefinisikan sebagai nilai

banding antara berat dan volume pasir.

iii. Kadar air agregat halus

Menentukan kadar air agregat dengan cara pengeringan. Kadar air agregat

adalah nilai banding antara berat air yang terkandung dalam agregat dengan

berat agregat dalam keadaan kering. Nilai kadar air ini digunakan untuk

koreksi tekaran air dalam perancanganadukan beton disesuaikan dengan

kondisi agregat di lapangan.


Kadar air agregat = %W

WW 1004

54 ×− .....................................................(2.2)

(Sumber : Modul Praktikum S0793 Teknologi Bahan Konstruksi) Dimana :

W4 = Berat contoh semula (gram)

W5 = Berat contoh kering (gram)

iv. Pemeriksaan kadar organik agregat halus

Percobaan ini dilakukan untuk menentukan apakah pasir dapat

dipergunakan untuk adukan berdasarkan kandungan zat organik di dalam

pasir tersebut.

17

v. Berat jenis dan penyerapan air pada agregat halus

Menentukan berat jenis dan persentase berat air yang dapat diserap agregat

halus, dihitung terhadap berat kering agregat.


)........(..................................................B250B

Bkering jenis Berat13

2 32−+

=

(Sumber : Modul Praktikum S0793 Teknologi Bahan Konstruksi)

( ) )........(..........B250B

250SSD permukaan kering jenuh jenis Berat13

42−+

=

).....(..................................................%.........B

BPenyerapan 52100

250

2

2 ×−

=


Dimana :

B1 = Berat piknometer, air, dan benda uji

B2 = Berat sampel kondisi kering (gram)

B3 = Berat piknometer dan air (gram)

vi. Gradasi dan modulus butir agregat halus

Menghitung perbandingan agregat halus dan kasar menjadi gabungan yang

mempunyai gradasi yang diinginkan dengan cara analisa saringan atau

ayakan.


.(2.6)..................................................%......... 100BAuji bendaPersentase ×=

(Sumber : Modul Praktikum S0793 Teknologi Bahan Konstruksi) Keterangan :

A = Berat benda uji yang tertahan di atas saringan

B = Berat benda uji total

18

b. Agregat kasar

i. Berat isi agregat kasar

Untuk menunjukan berat isi dari agregat kasar yang akan dipergunakan

sebagai bahan campuran beton.


Berat isi agregat kasar = ).....(............................................................VW

723 (Sumber : Modul Praktikum S0793 Teknologi Bahan Konstruksi)

Dimana :

V = Volume wadah (dm3)

W3 = Berat contoh agregat kasar (kg)

ii. Pemeriksaan kadar air agregat kasar

Menentukan kadar air agregat dengan cara pengeringan. Kadar nilai agregat

adalah nilai banding antara berat air yang terkandung dalam agregat dengan

agregat dalam keadaan kering. Nilai kadar air ini digunakan untuk koreksi

takaran air dalam perancangan adukan beton disesuaikan dengan kondisi di

lapangan.


Kadar air agregat = )..........(..............................%.........W

821001000

1000 5 ×−

(Sumber : Modul Praktikum S0793 Teknologi Bahan Konstruksi) Dimana :

W5 = Berat agregat kasar kering oven (gram)

iii. Pemeriksaan kadar lumpur agregat kasar

Menentukan kadar lumpur yang terdapat dalam agregat kasar


19

Kadar Lumpur agregat kasar = )........(....................%.........X

YX 92100×−


Dimana :

X = Berat agregat (gram)

Y = Berat agregat kasar kering oven setelah dicuci (gram)

iv. Berat jenis dan penyerapan agregat kasar

Menentukan berat jenis dan prosentase berat air yang dapat diserap agregat

halus, dihitung, terhadap berat kering agregat.


Berat jenis kering ).(..................................................)WW(B

B

j

k 10221 −−

=


Berat jenis jenuh kering permukaan )...(....................)WW(B

B

j

j 11221 −−

=

Penyerapan )..(..................................................%.........B

BB

k

kj 122100×−

=


Dimana :

Bk = Berat agregat kasar kondisi kering (gram)

Bj = Berat agregat kasar kondisi jenuh kering permukaan (gram)

W1 = Berat bejana, air, dan agregat kasar (gram)

W2 = Berat piknometer dan air (gram)

v. Gradasi dan modulus butir agregat kasar

Menghitung perbandingan agregat halus dan kasar menjadi gabungan yang

mempunyai gradasi yang diinginkan dengan cara analisa saringan atau

ayakan.

20


Presentase benda uji = BA x 100 %.......................................................(2.13)


Dimana:

A = Berat benda uji yang tertahan di atas saringan

B = Berat benda uji total

c. Air, Pengujian kualitas air ditentukan oleh pengujian pH air.

2.5 Mix Desain

Berikut merupakan langkah-langkah dalam perencanaan campuran beton dengan

metode SNI. 03-2834-2000

a. Penetapan Kuat Tekan Beton

Penetapan kuat tekan beton yang disyaratkan (f'c) pada umur tertentu,

(f'c=…MPa pada umur 28 hari). Kuat tekan beton yang disyaratkan ditetapkan

sesuai dengan persyaratan perencanaan struktur dan kondisi setempat.

b. Penetapan Nilai Standar (s)

Deviasi standar ditetapkan berdasarkan tingkat mutu pelaksanaan campuran di

lapangan. Makin baik mutu pelaksanaannya makin kecil nilai deviasi

standarnya. Penetapan nilai deviasi standar (s) ini berdasarkan atas hasil

perancangan pada pembuatan beton mutu yang sama dan menggunakan bahan

dasar yang sama pula.

Nilai deviasi standar (s) dihitung dengan rumus:

11

2

−

−=∑

n

)'f'f(s

n

crc

(Sumber : SNI. 03-2834-2000)………………...…...(2.14)

21

Dengan: f’c = Kuat tekan masing-masing hasil uji (MPa)

f’cr = Kuat tekan beton rata-rata (MPa)

n = Jumlah hasil uji kuat tekan (minimum 30 benda uji)

Jika jumlah data hasil uji kurang dari 30 buah, maka dilakukan koreksi

terhadap nilai deviasi standar dengan suatu faktor pengali, seperti pada tabel

berikut:

Tabel 2.5 Faktor Pengali Deviasi Standar

Jumlah data ≥30 25 20 15 <15

Faktor pengali 1,00 1,03 1,08 1,16 Lihat langkah 2

Sumber : SNI. 03-2834-2000

Jika data uji lapangan untuk menghitung deviasi standar yang memenuhi

persyaratan langkah b di atas tidak tersedia, maka kuat tekan rata-rata yang

ditargetkan sebesar:

MPaf'f c'

cr 12+= (Sumber : SNI. 03-2834-

2000)………….…….(2.15)

Untuk memberikan gambaran bagaimana cara menilai tingkat mutu pekerjaan

beton, di sini diberikan pedoman sebagai berikut:

22

Tabel 2.6 Nilai Deviasi Standar Untuk Berbagai Tingkat Pengendalian

Mutu Pekerjaan di Lapangan

Tingkat Pengendalian Mutu Pekerjaan s (MPa)

Sangat Memuaskan 2.8

Memuaskan 3.5

Baik 4.2

Cukup 5.0

Jelek 7.0

Tanpa Kendali 8.4

Sumber : SNI. 03-2834-2000

c. Perhitungan Nilai Tambah/Margin (m)

Nilai tambah dihitung berdasarkan nilai deviasi standar (s) dengan rumus

berikut:

skm ⋅= (Sumber : SNI. 03-2834-2000)……………………………...…(2.16)

Dimana: m = Nilai tambah (MPa)

k = 1.64

s = Deviasi standar (MPa)

d. Penetapan Kuat Tekan Reta-rata yang Direncanakan

Kuat tekan rata-rata yang direncanakan diperoleh dengan rumus:

mff ccr +′=′ (Sumber : SNI. 03-2834-2000)……………………...……(2.17)

Dimana: f'c = Kuat tekan rata-rata (MPa)

f'cr = Kuat tekan yang disyaratkan (MPa)

m = Nilai tambah (MPa)

23

e. Penetaapan Jenis Semen Portland

Menurut SII 0013-18 di Indonesia semen Portland dibedakan menjadi 5 (lima)

jenis, yaitu jenis I, II, III, IV, dan V. Jenis I merupakan jenis biasa atau semen

Portland.

Tabel 2.7 Tipe Semen dan Fungsinya

Tipe

Semen Deskripsi

I

Semen Portland jenis umum (normal PC) yaitu sejenis semen untuk

penggunaan dalam konstruksi beton secara umum yang tidak memerlukan

sifat - sifat khusus, misalnya trotoar, pasangan bata, dll.

II

Semen Portland jenis umum dengan perubahan - perubahan (modified

Portland Cement). Semen ini memiliki panas hidrasi yang lebih rendah

dari jenis I. Semen ini digunakan untuk bangunan - bangunan tebal

seperti pilar, kolom, dll.

III

Semen Portland dengan kekuatan awal tinggi (High Early Strength PC).

Jenis ini akan menghasilkan beton dengan kekuatan yang besar pada

waktu singkat, biasanya digunakan untuk struktur yang mendesak untuk

digunakan, misalnya perbaikan jalan beton.

IV

Semen Portland dengan panas hidrasi rendah (Low Heat PC). Jenis ini

merupakan jenis khusus dengan panas hidrasi yang serendah - rendahnya.

Digunakan untuk bangunan beton massa besar, seperti bendungan dll

V

Semen Portland tahan sulfat (Sulfat Resistant PC). Jenis PC yang khusus

dimaksudkan untuk penggunaan pada bangunan bangunan yang kena

sulfat seperti Industri Kimia dan lain - lain.

(Sumber : SNI. 03-2834-2000)

f. Penetapan Jenis Agregat

Jenis kerikil dan pasir ditetapkan apakah berupa agregat alami (tak

terpecahkan) ataukah jenis agregat batu pecah (crushed aggregate).

24

g. Penetapan FAS

Berdasarkan jenis semen yang dipakai, jenis agregat kasar dan kuat tekan rata-

rata silinder beton yang direncanakan pada umur tertentu, ditetapkan nilai

faktor air semen dengan Tabel 2.8 dan gambar 2.5.

Tabel 2.8 Perkiraan Kuat Tekan Beton (MPa) dengan Faktor Air Semen 0,50

Jenis semen Jenis agregat kasar

Kekuatan tekan (Mpa)

Umur (hari) Bentuk

benda uji 3 7 28 91

Semen

Portland Tipe

I

Batu tak dipecah 17 23 33 40 Silinder

Batu pecah 19 27 37 45

Semen

Portland Tipe

II dan IV

Batu tak dipecah 20 28 40 48 Kubus


Semen

Portland Tipe

III

Batu tak dipecah 21 28 38 44 Silinder


Batu tak dipecah 25 31 46 53 Kubus


(Sumber : SNI. 03-2834-2000)

25

Gambar 2.5 Grafik Hubungan Antara Kuat Tekan Beton dan FAS Beton (Benda

Uji Berbentuk Silinder Diameter 150 mm, Tinggi 300 mm)

(Sumber : SNI. 03-2834-2000)

26

Langkah penetapannya dilakukan dengan cara sebagai berikut:

i. tentukan nilai kuat tekan beton pada unur 28 hari dengan menggunakan

tabel 2.8 sesuai dengan semen dan agregat yang dipakai.

ii. pada gambar 2.5 (SNI 03-2834-2000), grafik untuk benda uji berbentuk

silinder dilakukan penarikan garis tegak lurus ke atas melalui faktor air-

semen 0,5 sampai memotong kurva kuat tekan yang ditentukan pada tabel

2.8.

iii. tarik garis lengkung secara profesional.

iv. tarik garis mendatar melalui kuat tekan beton yang akan direncanakan

sampai memotong kurva yang baru ditentukan.

v. tarik garis tegak lurus ke bawah melalui titik potong tersebut untuk

mendapatkan faktor air-semen yang diperlukan.

h. Penetapan FAS Maksimum

Penetapan nilai faktor air semen (FAS) maksimum dilakukan dengan tabel 2.9.

Jika nilai faktor air semen ini lebih rendah daripada nilai faktor air semen dari

langkah g, maka nilai faktor air semen maksimum ini yang dipakai untuk

perhitungan selanjutnya

27

Tabel 2.9 Persyaratan Faktor Air Semen Maksimum Untuk Berbagai

Pembetonan dan Lingkungan Khusus

Jenis pembetonan Semen min per

m3 beton (kg) FAS maks

Beton di dalam ruang bangunan

a. Keadaan kaliling non korosif

b. Keadaan keliling korosif, disebabkan oleh

kondensasi atau uap korosif

275

325

0,60

0,52

Beton di luar ruang bangunan

a. Tidak terlindung dari hujan dan terik

matahari langsung

b. Terlindung dari hujan dan terik matahari

langsung

325

275

0,60

0,60

Beton yang masuk ke dalam tanah

a. Mengalami keadaan basah dan kering

berganti-ganti

b. Mendapat pengaruh sulfat dan alkali dari

tanah

325

0,55

Beton yang selalu berhubungan dengan:

a. Air tawar

b. Air laut

(Sumber : SNI. 03-2834-2000)

28

i. Penetapan Nilai Slump

Nilai slump yang diinginkan dapat diperoleh dengan tabel 2.10.

Tabel 2.10 Penetapan Nilai Slump (cm)

Pemakaian Beton Maksimum Minimum

Dinding, plat pondasi dan pondasi

telapak bertulang 12,5 5,0

Pondasi telapak tidak bertulang,

kaison dan struktur di bawah tanah 9,0 2,5

Plat, balok, kolom dan dinding 15,0 7,5

Pengerasan jalan 7,5 5,0

Pembetonan masal 7,5 2,5

(Sumber : SNI. 03-2834-2000)

j. Penetapan Butir Agregat Maksimum

Pada beton normal ada 3 pilihan besar butir maksimum, yaitu 40 mm, 20 mm,

atau 10 mm. Penetapan besar butir agregat maksimum dilakukan berdasarkan

nilai terkecil dari ketentuan-ketentuan berikut:

i. 3/4 kali jarak bersih minimum antar baja tulangan atau berkas baja

tulangan.

ii. sepertiga kali tebal plat.

iii. 1/5 jarak terkecil antar sisi cetakan.

k. Penetapan Jumlah Air yang Diperlukan Per Meter Kubik Beton

Berdasarkan ukuran maksimum agregat, jenis agregat, dan slump yang

diinginkan, lihat tabel 2.11.

29

Tabel 2.11 Perkiraan Kebutuhan Air per m3 Beton (liter)

Ukuran

agregat

maks

Jenis Batuan

Slump (mm)

0 – 10 10 –

30

30 –

60

60 –

180

10 mm

Batu tak

dipecah

Batu Pecah

150

180

180

205

205

230

225

250

20 mm

Batu tak

dipecah

Batu Pecah

135

170

160

190

180

210

195

225

40 mm

Batu tak

dipecah

Batu Pecah

115

155

140

175

160

190

175

205

(Sumber : SNI. 03-2834-2000)

Dalam tabel 2.11 apabila agregat halus dan agregat kasar yang dipakai dari

jenis yang berbeda (alami dan batu pecah), maka jumlah air yang diperkirakan

diperbaiki dengan rumus:

kh A,A,A ⋅+⋅= 330670 (Sumber : SNI. 03-2834-2000)……….…(2.18)

Dimana:

A = Jumlah air yang dibutuhkan (lt/m)

Ah = Jumlah air yang dibutuhkan menurut jenis agregat halusnya

Ak = Jumlah air yang dibutuhkan menurut jenis agregat kasarnya

30

l. Perhitungan Berat Semen yang Diperlukan

Berat semen per m3 beton dihitung dengan membagi jumlah air (dari langkah

k) dengan faktor air semen yang diperoleh pada langkah g dan h.

Tabel 2.12 Kebutuhan semen Minimum Untuk Berbagai Pembetonan dan

Lingkungan Khusus

Jenis pembetonan Semen min per

m3 beton (kg)

FAS

maks

Beton di dalam ruang bangunan

c. Keadaan keliling non korosif

d. Keadaan keliling korosif, disebabkan oleh

kondensasi atau uap korosif

275

325

0,60

0,52

Beton di luar ruang bangunan

c. Tidak terlindung dari hujan dan terik

matahari langsung

d. Terlindung dari hujan dan terik matahari

langsung

325

275

0,60

0,60

Beton yang masuk ke dalam tanah

c. Mengalami keadaan basah dan kering

berganti-ganti

d. Mendapat pengaruh sulfat dan alkali dari

tanah

325

0,55

Beton yang selalu berhubungan dengan:

c. Air tawar

d. Air laut

(Sumber : SNI. 03-2834-2000)

31

m. Penentuan Kebutuhan Semen Minimum

Kebutuhan semen minimum ini ditetapkan untuk menghindari beton dari

kerusakan akibat lingkungan khusus. Kebutuhan semen minimum ditetapkan

dengan tabel 2.12.

n. Penyesuaian Kebutuhan Semen

Apabila kebutuhan semen yang diperoleh dari langkah a ternyata lebih sedikit

daripada kebutuhan semen minimum (pada langkah m), maka kebutuhan

semen minimum dipakai yang nilainya lebih besar.

o. Penyesuaian Air dan FAS

Jika jumlah semen ada perubahan akibat langkah n maka nilai faktor air semen

berubah. Dalam hal ini dapat dilakukan dua cara berikut:

i. faktor air semen dihitung kembali dengan cara membagi jumlah air dengan

jumlah semen minimum.

ii. jumlah air disesuaikan dengan mengalikan jumlah semen minimum dengan

faktor air semen.

p. Penentuan Gradasi Agregat Halus

Berdasarkan gradasinya, agregat halus yang akan dipakai dapat

diklasifikasikan menjadi 4 daerah. Penentuan daerah gradasi itu didasarkan atas

grafik gradasi yang diberikan dalam tabel 2.13.

32

Tabel 2.13 Batas Gradasi Agregat Halus

Lubang Ayakan

(mm)

Persen Berat Butir Yang Lewat Ayakan

Daerah I Daerah II Daerah III Daerah 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 : SNI. 03-2834-2000)

q. Penentuan Perbandingan Agregat Halus dan Agregat Kasar

Penetapan dilakukan dengan memperhatikan besar butir maksimum agregat

kasar, nilai slump, faktor air semen, dan daerah gradasi agregat halus.

Berdasarkan data tersebut dan grafik pada gambar 2.6 atau gambar 2.7 atau

gambar 2.8.

33

Gambar 2.6 Persentase Agregat Halus Terhadap Agregat dengan Ukuran Butir

Maksimum 10 mm (Sumber : SNI. 03-2834-2000


Maksimum 20 mm (Sumber : SNI. 03-2834-2000)

34


Maksimum 40 mm (Sumber : SNI. 03-2834-2000)

r. Penentuan Berat Jenis Agregat Campuran

Berat jenis agregat campuran dihitung dengan rumus:

akahcamp BJKBJPBJ ⋅+⋅= (Sumber : SNI. 03-2834-2000)…….(2.19)

Dimana:

BJcamp = Berat jenis agregat campuran

BJah = Berat jenis agregat halus

BJak = Berat jenis agregat kasar

P = Persentase berat agregat halus terhadap berat agregat campuran

K = Persentase berat agregat kasar terhadap berat agregat campuran

s. Penentuan Berat Jenis Beton

Dengan data berat jenis agregat campuran dari langkah r dan kebutuhan air tiap

m3 beton, maka dengan gambar 2.9 dapat diperkirakan berat jenis betonnya.

Caranya adalah sebagai berikut:

35

i. dari berat jenis agregat campuran pada langkah 18 dibuat garis miring berat

jenis gabungan yang sesuai dengan garis miring yang paling dekat pada

gambar 2.9.

ii. kebutuhan air yang diperoleh pada langkah k dimasukkan ke dalam sumbu

horizontal pada gambar 2.9, kemudian dari titik ini ditarik garis vertikal ke

atas sampai mencapai garis miring yang dibuat pada cara sebelumnya di

atas.

iii. dari titik potong ini ditarik garis horizontal ke kiri sehingga diperoleh nilai

berat jenis beton.

Gambar 2.9 Penentuan Berat Isi Beton yang Dimampatkan Secara Penuh (Sumber : SNI. 03-2834-2000)

36

t. Penentuan Kebutuhan Agregat Campuran

Kebutuhan agregat campuran dihitung dengan cara mengurangi berat beton per

m3 dengan kebutuhan air dan semen.

u. Penentuan Berat Agregat Halus yang Diperlukan Berdasarkan Hasil pada

Langkah q dan t

Kebutuhan agregat halus dihitung dengan cara mengalikan kebutuhan agregat

campuran dengan persentase berat agregat halusnya.

v. Penentuan Berat Agregat Kasar yang Diperlukan Berdasarkan Hasil pada

Langkah t dan u

Kebutuhan agregat kasar dihitung dengan cara mengurangi kebutuhan agregat

campuran dengan kebutuhan agregat halus.

Catatan:

Dalam perhitungan diatas, agregat halus dan agregat kasar dianggap dalam

keadaan jenuh kering muka. sehingga apabila agregatnya tidak kering muka,

maka harus dilakukan koreksi terhadap kebutuhan bahannya. Hitungan koreksi

dilakukan dengan rumus sebagai berikut:

Air = CAA

BAA

A kh ⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

−⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

−100100

21 (Sumber : SNI. 03-2834-2000)..(2.20)

Agregat halus = B100

AAB 1h ⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

+ (Sumber : SNI. 03-2834-2000) ………….(2.21)

Agregat kasar = C100

AAC 2k ⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

+ (Sumber : SNI. 03-2834-2000) …………(2.22)

Dimana:

A = Jumlah kebutuhan air (lt/m3)

B = Jumlah kebutuhan agregat halus (kg/m3)

C = Jumlah kebutuhan agregat kasar (kg/m3)

37

Ah = Kadar air sesungguhnya dalam agregat halus (%)

Ak = Kadar air sesungguhnya dalam agregat kasar (%)

A1 = Kadar air salam agregat halus jenuh kering muka/absorbsi (%)

A2 = Kadar air salam agregat kasar jenuh kering muka/absorbsi (%)

2.6 Kuat Tekan

2.6.1 Kuat Tekan Karakteristik

Kekuatan tekan karakteristik adalah kekuatan tekan, dimana dari sejumlah

besar hasil-hasil pemeriksaan benda uji, kemungkinan adanya kekuatan tekan yang

kurang dari itu terbatas sampai 5% saja (PBI-1971).

Beton adalah suatu bahan konstruksi yang mempunyai sifat kekuatan tekan

yang khas yaitu jika diperiksa sejumlah besar benda-benda uji, nilainya akan

menyebar sekitar suatu nilai rata-rata tertentu. Penyebaran dari hasil-hasil

pemeriksaan ini akan kecil atau besar tergantung pada tingkat kesempurnaan dari

pelaksanaannya. Dengan menganggap nilai-nilai dari hasil pemeriksaan benda uji

menyebar normal (mengikuti lengkung dari gauss), maka ukuran dari besar

kecilnya penyebaran dari nilai-nilai hasil pemeriksaan tersebut, jadi ukuran dari

mutu pelaksanaannya adalah nilai deviasi standar (PBI-1971) :

s = Standar deviasi

f'c = Kuat tekan beton masing-masing hasil uji (MPa)

f'cr = Kuat tekan beton rata-rata (MPa)

kuat tekan beton rata-rata dapat dihitung berdasarkan rumus (PBI-1971):

).....(2.23..............................1971).....-PBI : (Sumber n

)'f'f(s

n

crc

11

2

−

−=∑

....(2.24)........................................1071).....-PBI : (Sumber n

'f'f

n

c

cr

∑= 1

38

n = Jumlah seluruh benda uji yang diperiksa (minimum 20 buah benda uji)

Dengan menganggap nilai-nilai dari hasil pemeriksaan benda uji menyebar

normal (mengikuti lengkung dari gauss), maka kekuatan tekan beton karakteristik

(f'ck) dengan adanya kekuatan tekan yang tidak memenuhi syarat sebesar 5% maka

untuk kuat tekan beton karakteristik dapat ditentukan dengan rumus sebagai

berikut (PBI-1971) :

f'ck = f'cr - 1,64s ( Sumber : PBI-1971) …………….………….…(2.25)

Dimana : f'ck: Kuat tekan beton karakteristik (MPa)

f'cr: Kuat tekan beton rata-rata (MPa)

s : standar deviasi (MPa)

2.6.2 Kuat Tekan Beton yang Digunakan Dalam Penelitian

Kuat tekan adalah kemampuan untuk menahan beban yang berada diatasnya.

Kuat tekan rancana pada penelitian ini menggunakan f’c 24,9 MPa. Beton dengan

mutu K 300 menyatakan kekuatan tekan karakteristik yang kemungkinan adanya

kekuatan tekan yang kurang dari 300 kg/cm2 terbatas sampai 5% saja pada umur

beton 28 hari, dengan menggunakan kubus beton ukuran 15 × 15 × 15 cm

(mengacu pada standar PBI 1971), sedangkan untuk beton dengan mutu f’c = 24,9

MPa menyatakan kekuatan tekan karakteristik yang kemungkinan adanya kekuatan

tekan yang kurang dari 24,9 MPa terbatas sampai 5% saja pada umur beton 28

hari, dengan menggunakan silinder beton diameter 15 cm, tinggi 30 cm (mengacu

pada standar PBI 1971).

Berdasarkan SNI T-15-1991-03 untuk mengkonversikan kuat tekan benda uji

kubus ke benda uji silinder dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

39

fc’= ( 0,76 + 0,2 log ( fck / 15 )) fck ( Sumber : PBI-1971) …..….…(2.26)

Dimana : fc’ : Kuat tekan beton benda uji silinder dengan diameter 15cm (MPa)

fck : Kuat tekan beton dengan benda uji kubus bersisi 15cm (MPa)

Tabel 2.14 Perbandingan Kekuatan Tekan Beton Pada berbagai Benda Uji Benda Uji Perbandingan Kekuatan Tekan Kubus 15 × 15 × 15 cm 1,00 Kubus 20 × 20 × 20 cm 0,95 Silinder 15 × 30 cm 0,83 Sumber : PBI-1971 (Peraturan Beton Indonesia)

Sebagai contoh beton yang memiliki kuat tekan karakteristik sebesar 300

kg/cm2 (benda uji kubus), bila dikonversi ke benda uji silinder maka kuat tekan

karakteristiknya menjadi 300 × 0,83 = 249 kg/cm2 (benda uji silinder). Karena 1

MPa = 10 kg/cm2 maka kuat tekan beton karakteristik 300/10 = 30 MPa (benda uji

kubus) setara dengan kuat tekan karakteristik 249/10 = 24,9 MPa (benda uji

silinder).

Tabel 2.15 Hubungan Kuat Tekan Beton dengan Kegunaannya

Mutu Beton Penggunaan Secara Umum BO Lantai Kerja K 125 Lantai Kerja, Kolom Praktis / Non Struktur K 175 Kolom Praktis, meja dapur dan Bangunan Konstruksi Ringan K 200 Kolom Praktis, meja dapur dan Bangunan Konstruksi Ringan K 225 Konstruksi Bangunan Bertingkat 2 Lantai ( ruko/rumah tinggal ) K 250 Konstruksi Bangunan Bertingkat 2 Lantai ( ruko/rumah tinggal ) standartK 275 Konstruksi Bangunan Bertingkat 2 Lantai ( ruko/rumah tinggal ) standartK 300 Konstruksi Bangunan Bertingkat 3 Lantai ( ruko/rumah tinggal ) standartK 325 Konstruksi Bangunan Bertingkat 3 Lantai ( ruko/rumah tinggal ) standartK 350 Beton untuk lantai & bangunan pabrik / rigit jalan K 400 Beton untuk lantai & bangunan pabrik / rigit jalan K 425 Beton untuk lantai & bangunan pabrik / rigit jalan K 450 Beton untuk rigit jalan klas 1 ( jalan negara / jalan tol ) K 475 Beton untuk rigit jalan klas 1 ( jalan negara / jalan tol ) K 500 Beton untuk Precast ( grider /spun piler )

(Sumber : Indokon)

40

Berdasarkan SNI 03-2847-2002 syarat untuk kuat tekan beton struktur yaitu

sebagai berikut:

i. Untuk beton struktur nilai kuat tekan beton tidak boleh kurang dari

f’c = 17,5 MPa

ii. Untuk beton struktur tahan gempa kuat tekan beton tidak boleh

kurang dari f’c = 20 MPa

Pemilihan kuat tekan rencana f’c = 24,9 MPa dikarenakan pada penelitian

sebelumnya dengan menggunaan Expanded polystyrene akan mengurangi

kekuatan beton ( Giri I.B.D., I Ketut S., dan Ni Made T. (2008). ), sehingga

diharapkan walaupun kekuatan beton yang dihasilkan pada penelitian ini menurun

masih dapat digunakan sebagai beton struktur untuk bangunan tingkat.

Kuat tekan beton sama dengan beban tekan maksimum (P) dibagi dengan

luas penampang benda uji (A) (Modul Praktikum S0793 Teknologi Bahan

Konstruksi).

( )MPaAPf c

' = ………………………………………………………………..(2.27) Sumber : Modul Praktikum S0793 Teknologi Bahan Konstruksi

dengan:

f'c = Tegangan maksimal tekan benda uji (MPa)

P = Beban tekan maksimum (kN)

A = Luas tampang melintang benda uji (cm2)

Perhitungan tegangan tekan benda uji dilakukan semua benda uji dan

hasilnya dicatat. Pada jenis mesin uji tekan beton tertentu, dilengkapi dengan alat

pencatat otomatis yang langsung memberikan gambar kurva hubungan antara

beban dan perpendekan yang terjadi pada setiap pertambahan beban dari 0 hingga

41

mencapai kuat tekan tertentu atau benda uji sampai hancur (Modul Praktikum

S0793 Teknologi Bahan Konstruksi).

2.7 Perumusan Hipotesis

Hipotesis alternatif yang dapat disusun dari model penelitian ini dan akan

diteliti lebih lanjut adalah sebagai berikut :

Ha2 : Dengan penambahan expanded polystyrene mengurangi berat jenis beton.

Ha1 : Dengan penambahan fly ash, maka akan berpengaruh secara signifikan

terhadap kuat tekan beton.

2.8 Kuat Tekan dan Berat Jenis Beton Normal

Beton normal pada penelitian ini digunakan untuk membandingkan kuat

tekan dan berat jenis beton normal dengan beton yang menggunakan Styrofoam

sebagai pengganti sebagian agregat halus dan penggunaan fly ash sebagai

pengganti sebagian semen.

Tabel 2.16 Komposisi Campuran Beton Normal

Volume Air (lt)

Semen (kg)

Agregat Halus (kg)

Agregat Kasar (kg)

1 m3 201,71 410 700,34 929,96 Berdasarkan komposisi campuran beton normal pada tabel 2.16 maka

didapatkan hasil pengujian berat jenis dan kuat tekan beton (f’c = 24,9 MPa ) yang

disajikan dalam tabel 2.17 berikut ini :

Tabel 2.17 Hasil Pengujian Berat Jenis dan Kuat Tekan Beton Normal

Campuran Umur (hari)

Volume Beton (cm3)

Berat (kg)

Berat Isi (kg/m3)

Berat Isi Rata-rata

(kg/m3)

Beban max (kN)

Kuat Tekan

Uji (MPa)

Kuat Tekan

Rata-rata (MPa)

Normal 28 5298,75 12,290 2319,41

2299,41 450 25,48

25,48 12,011 2266,76 440 24,91 12,251 2312,05 460 26,04

42

Documents

9- BAB II - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2011-2-00663-SP Bab 2.pdfUntuk mendapatkkan mutu beton yang baik maka harus memilih ... batu apung dan lain-lain ... memerlukan