4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penelitan Terdahulu

Mengenai penelitian terdahulu yang dilakukan oleh Febrianto (2011) Pada

Campuran Beton. Didapatkan hasil penelitian kuat lentur maksimum didapat pada

prosentase kadar zeolit 10% dapat meningkatkan kuat lentur beton dari 2,83 Mpa

menjadi 4,41 Mpa (naik 35,67%) dengan nilai porositas 11,75%. Diperoleh

porositas beton berbanding terbalik dengan kuat lentur dimana dari hasil pengujian

didapatkan bahwa beton dengan nilai porositas terkecil yaitu pada penambahan

15% dan penggantian 10% berat semen. Dan diperoleh peningkatan mutu beton

sehingga mineral zeolit layak digunakan sebagai alternatif bahan tambah untuk

beton.

Menurut Iswanto (2011) melakukan penelitian Zeolit Sebagai Bahan Tambah

Pada Campuran Beton .Dari perencanaan didapatkan kadar optimum penggunaan

zeolit sebagai bahan tambah terhadap nilai kuat tekan berdasarkan analisa regresi

persamaan polynominal program Microsoft excel sebesar 9,433 % terhadap berat

semen dapat meningkatkan kuat tekan dengan nilai tambah sebesar 9,374 % dari

beton normal, sedangkan kadar optimum penggunaan zeolit sebagai pengganti

semen sebesar 6,067 % terhadap berat semen dapat meningkatkan kuat tekan

dengan nilai tambah sebesar 1,9938 % dari beton normal. Kadar optimum

penggunaan zeolit sebagai bahan tambah terhadap nilai modulus elastisitas

berdasarkan analisa regresi persamaan polynominal program Microsoft excel

sebanyak 6,915 % terhadap berat semen dapat menghasilkan nilai tambah modulus

elastisitas 4,350 % dari beton normal, sedangkan kadar optimum penggunaan zeolit

sebagai pengganti semen sebanyak 10,544 % terhadap berat semen dapat

menghasilkan nilai tambah modulus elastisitas sebesar 11,518 % dari beton normal.

5

2.2 Landasan Teori

2.2.1. Zeolit

Zeolit adalah kelompok mineral yang dalam pengertian/penamaan bahan

galian merupakan salah satu jenis bahan galian non logam atau bahan galian

mineral industri dari 48 jenis yang yang terdata dan pernah dijumpai oleh kegiatan

penyelidikan yang pernah dilakukan oleh Pusat Sumber Daya Geologi (PSDG),

Badan Geologi, Departemen Energi Dan Sumber Daya Mineral. Zeolit adalah satu

kelompok berkerangka alumino-silikat yang terjadi di alam dengan kapasitas tukar

kation yang tinggi, adsorpsi tinggi dan bersifat hidrasi-dehidrasi. Telah diketahui

sekitar 50 spesies yang berbeda dari kelompok mineral ini, tetapi hanya 9 mineral

zeolit yang sering dijumpai, seperti: analcim, chabazit, klinoptilolit, heulandit,

erionit, ferrierit, laumontit, mordenit dan phillipsit. Struktur dari setiap mineral ini

berbeda tetapi semua mempunyai lorong terbuka yang besar dalam struktur kristal

yang memungkinkan satu lubang besar untuk penyerapan dan bertukar kation,

mengakibatkan zeolit sangat efektif sebagai penukar kation.

Dalam pemanfaatan zeolit telah mengalami pengembangan sedemikian rupa

sehingga dapat digunakan untuk beberapa keperluan dalam industri dan pertanian,

juga bagi lingkungan, terutama untuk menghilangkan bau, karena zeolit dapat

menyerap molekulmolekul gas seperti CO, CO2, H2S dan lainnya. Zeolit

merupakan bahan galian non logam atau mineral industri multi guna karena

memiliki sifat-sifat fisika dan kimia yang unik yaitu sebagai penyerap, penukar ion,

penyaring molekul dan sebagai katalisator. Potensi Zeolit di Indonesia (Kusdarto)

79 Secara geologi, mula jadi zeolit ditemukan dalam batuan tuf yang terbentuk dari

hasil sedimentasi, debu volkanik yang telah mengalami proses alterasi. Ada empat

proses sebagai gambaran mula jadi zeolit, yaitu proses sedimentasi debu volkanik

pada lingkungan danau yang bersifat alkali, proses alterasi, proses diagenesis dan

proses hidrotermal. Indonesia berada dalam wilayah rangkaian gunung api mulai

dari Sumatera, Jawa, Nusatenggara, sampai Sulawesi. Beragam jenis batuan

gunung api yang dihasilkan, diantaranya berupa batuan piroklastika tuf berbutir

halus yang bersifat asam dan bersusunan dasit-riolit atau bermassa kaca gunung api.

Tuf halus ini tersebar luas mengikuti jalur gunung api tersebut yang sebagian atau

6

seluruhnya telah mengalami proses ubahan atau diagenesis menjadi zeolit.

Karenanya, secara geologi Indonesia berpotensi besar menghasilkan zeolit seperti

yang terdapat di Sumatera (Lampung, Sumatera Utara), Jawa (Jawa Barat, Jawa

Tengah, Jawa Timur), Nusa Tenggara Timur, dan Sulawesi. Bisa dilihat gambar

zeolit pada Gambar 2.1. (Jurnal Zeolit Indonesia, 2008)

Gambar 2.1. Contoh zeolit

Komposisi kimia mineral zeolit pada umumnya terdiri dari SiO2, Al2O3,

Fe2O3 dan CaO yang merupakan oksida dominan. Sedangkan oksida yang lain

jumlahnya hanya beberapa persen dari berat semen. Komposisi kimia mineral zeolit

dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Komposisi Kimia Zeolit

komposisi Berat %

SiO2 Al2O3 Fe2O3 K2O

Na2O MgO CuO

62,75 15,48 0,83 1,39 1,32 0,87 3,42

Sumber: Laboratorium Kimia, Dirjen Geologi Dan Sumberdaya Mineral Direktorat Vulkanologi Yogyakarta.

Zeolit memiliki struktur berongga dan biasanya rongga ini diisi oleh air dan

kation yang bisa dipertukarkan dan memiliki ukuran pori tertentu. Oleh sebab itu

zeolit dapat dimanfaatkan sebagai penyaring molekuler, penukar ion, penyerap

bahan dan katalisator. Adapun sifat-sifat zeolit adalah sebagai berikut:

7

a. Dehidrasi

Sifat dehidrasi mineral zeolit akan berpengaruh terhadap sifat absorbsinya.

Zeolit dapat melepaskan molekul air dari dalam rongga permukaan yang

menyebabkan medan listrik meluas ke dalam rongga utama dan akan efektif

berinteraktif dengan molekul yang akan terabsorbsi.

b. Absorbsi

Dalam keadaan normal ruang hampa dalam kristal zeolit terisi oleh

molekul air bebas yang berada disekitar kation. Bila Kristal zeolit dipanaskan

3000C – 4000C maka air tersebut akan keluar sehingga zeolit dapat berfungsi

sebagai penyerap gas atau cairan. Beberapa jenis mineral zeolit dapat menyerap

gas sebanyak 30% dari beratnya dalam keadaan kering.

c. Penukar Ion

Ion-ion dalam mineral zeolit berguna untuk menjaga kenetralan zeolit.

Ion-ion ini dapat bergerak bebas sehingga pertukaran ion yang terjadi

tergantung ukuran dan muatan maupun jenis zeolitnya.

d. Katalis

Ciri paling khusus dari mineral zeolit secara praktis akan menentukan sifat

khusus mineral ini adalah adanya ruang kosong yang akan membentuk saluran

di dalam strukturnya. Bila zeolit digunakan dalam proses penyerapan atau

katalis maka akan terjadi difusi molekul ke dalam ruang bebas antara Kristal.

e. Penyaring/pemisah

Distribusi diameter dari pori-pori zeolit lebih efektif dalam menyaring

molekul, memisahkan molekul berdasarkan perbedaan ukuran, bentuk dan

polaritas molekul daripada media berpori lainnya.

a. . Zeolit pada klasifikasi Bahan Pozzolan

Telah disebutkan diatas bahwa Pozzolan adalah bahan alam atau buatan

yang sebagian besar terdiri dari unsur-unsur silikat an aluminat yang reaktif.

Pozzolan dapat dipakai sebagai bahan tambah atau pengganti sebagian semen

portland. Bila dipakai sebagai pengganti sebagian semen portland umumnya

berkisar 10% - 35% dari berat semen. Bila Pozzolan dipakai sebagai bahan

tambahan atau menjadikan beton lebih tahan terhadap serangan kimia.

8

2.3. Beton

Beton diperoleh dengan cara mencampur semen, air, agregat (dan kadang-

kadang bahan tambah, yang sangat bervariasi mulai dari bahan kimia tambah, serat,

sampai bahan bangunan non-kimia) pada perbandingan tertentu. Dalam adukan

beton, air dan semen membentuk pasta yang disebut pasta semen. Pasta semen ini

selain mengisi pori-pori diantara butiran-butiran agregat halus juga bersifat sebagai

perekat atau pengikat dalam proses pengerasan, sehingga butiran-butiran agregat

saling terekat dengan kuat dan terbentuklah suatu massa yang kompak dan padat

(Tjokrodimuljo, 1996).

Beton merupakan fungsi dari bahan penyusun yang terdiri dari bahan semen

sebagai bahan ikatnya, agregat kasar, agregat halus, air, dan bahan tambah lainnya.

Beton didefinisikan sebagai sekumpulan interaksi mekanis dan kimiawi dari

material pembentuknya. Agar dihasilkan kuat tekan beton yang sesuai dengan

rencana diperlukan mix design untuk menentukan jumlah masing-masing bahan

penyusun yang dibutuhkan. Disamping itu, adukan beton harus diusahakan dalam

kondisi yang benar-benar homogen dengan kelecakan tertentu agar tidak terjadi

pemisahan. Selain perbandingan bahan susunnya, kekuatan beton ditentukan oleh

padat tidaknya campuran bahan penyusun beton tersebut. Semakin kecil rongga

yang dihasilkan dalam campuran beton, maka semakin tinggi kuat desak beton yang

dihasilkan. (Mulyono, 2004).

Beton sering digunakan dalam konstruksi bangunan dikarenakan mempunyai

banyak sekali keuntungan diantaranya adalah:

a. Bahan pembentuk beton mudah didapat dengan harga relatif murah.

b. Beton tahan terhadap aus dan juga api atau kebakaran.

c. Beton segar mudah diangkut maupun dicetak dalam bentuk apapun dengan

ukuran seberapapun sesuai keinginan, cetakan dapat dipakai beberapa kali

sehingga ekonomis dan menjadi lebih murah.

d. Perawatannya murah dan mudah.

e. Beton segardapat disemprotkan kepermukaan beton lama yang retak maupun

diisikan kedalam retakan beton dalam proses perbaikan dan dapat

9

dipompakan sehingga memungkinkan untuk dituang ke tempat-tempat yang

posisinya sulit.

f. Beton sangat kuat dalam menahan tekan serta mempunyai sifat tahan terhadap

perkaratan dan pembusukan oleh kondisi lingkungan. Bila dibuat dengan car

baik kuat tekannya sama dengan batuan alami.

Beton juga mempunyai kelemahan yang perlu ditinjau oleh perencanaan

dalam merencanakan struktur bangunan, antara lain:

a. Beton mempunyai kuat tarik rendah, sehingga mudah retak, oleh karena itu

perlu diberi bajatulangan atau serat.

b. Beton sulit untuk kedap air sempurna, sehingga selalu dapat dimasuki air, air

yang membawa kandungan garam dapat merusak beton.

c. Beton segar mengerut pada saat pengeringan dan beton keras mengembang

jika basah sehingga dilatasi (contaction joint) perlu diadakan pada beton yang

panjang atau lebar untuk memberi tempat bagi susut pengerasan dan

pengembangan beton.

d. Beton bersifat getas (tidak dektail) sehingga harus dihitung dan didetail secara

seksama agar setelah dikompositkan dengan baja tulangan menjadi bersifat

dektail, terutama pada struktur tahan gempa.

2.4. Bahan Penyusun Beton

Bahan penyusun beton terdiri dari semen, agregat halus, agregat kasar dan

air. Namun dalam penelitian kali ini juga menggunakan zeolit sebagai bahan

tambah beton. Penjelasan lebih lanjut bahan – bahan penyusun beton.

2.4.1 Semen Portland

Semen Portland dibuat dengan beberapa langkah, sehingga sangat halus dan

memiliki sifat adesif maupun kohesif. Semen diperoleh denga membakar secara

bersamaan, suatu campuran dari calcareous (yang megandung kalsium karbonat

atau batu gamping) dan argillaceous (yang mengandung alumina) dangan

perbandinga tertentu. Secara umum kandungan Semen Portland ialah: kapur, silica,

dan alumina. Ketig bahan dasar tersebut dicampur dan di bakar dengan suhu 1550

10

C dan menjadi klinker. Setelah itu kemudian dikeluarkan, didinginkan dan

dihaluskan sampai halus seperti bubuk kemudaian ditambahkan gibs atau kalsium

sulfat (CaSO4) kira-kira 2 sampai 4 persen sebagai bahan pengontrol waktu

pengikat (Tjokrodimuljo, 1996).

Komposisi kimia semen Portland pada umumnya terdiri dari CaO, SiO2, Al2,

O3 dan Fe2O3 yang merupakan oksida dominan, sedangkan oksida yang lain

jumlahnya hanya beberapa persen dari berat semen. Ke empat oksida utama

tersebut didalam semen berupa senyawa C3S, C2S, C3A, dan C3AF dengan

perbandingan tertentu pada setiap produk semen, tergantung pada komposisi bahan

bakunya. Komposisi kimia semen Portland dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2. komposisi kimia semen Portland Oksida Persen (%)

Kapur (CaO) Silica (SiO2)

Alumunia (Al2O3) Besi (Fe2O3)

Magnesia (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: Tjokrodimuljo, 1996

Senyawa-senyawa utama semen Portland yaitu C3S, C2S, C3A dan C4AF

memiliki sifat yang menentukan sifat yang menentukan sifat kekuatan semen, sifat-

sifat senyawa tersebut antara lain :

a. Trikalsium Silikat (C3S) atau 3CaO.SiO2

Senyawa ini mengalami hidrasi sangat cepat disertai pelepasan sejumlah besar

panas, selain itu juga berpengaruh besar terhadap pengerasan semen terutama

sebelum mencapai umur 14 hari. Senyawa ini juga kurang tahan terhadap agresi

kimiawi, dan mengalami disintegrasi oleh sulfat tanaah yang dapat

menyebabkan retak-retak pada beton.

b. Dikalsium Silikat (C2S) atau 2CaO.SiO2

C2S bereaksi dengan air lebih lambat sehingga berpengaruh terhadap

pengerasan semen setelah berumur lebih dari 7 hari dan memberikan kekuatan

akhir. Unsur ini juga membuat semen tahan terhadap serangan kimia dan juga

mengurangi besar susut pengeringan.

11

c. Trikalsium Aluminat (C3A) atau 3CAO.Al2O3

Senyawa ini mengeras dalam beberapa jam dengan melepas sejumlah panas.

Kuanitas yang terbentuk dalam ikatan menentukan kekuatan beton pada umur

14 hari. Senyawa ini juga mudah bereaksi dengan sulfat sehingga menyebabkan

terjadinya retak-retak pada beton.

d. Tetrakalcium Aluminoferrit (C4Al) atau 4CAO.Al2O3.Fe2O3

Senyawa ini tidak terlalu mempengaruhi kekuatan dan sifat semen. C4AF hanya

berfungsi mempercepat dan menyempurnakan reaksi pada dapur pembakaran

proses pembentukan semen.

Senyawa kimia yang terkandung dalam semen merupakan bahan yang

reaktif terhadap air. Apabila semen bercampur dengan air, maka senyawa-senyawa

tersebut akan bereaksi menghasilkan suatu pasta yang akan mengeras menurut

waktu. Proses bereaksinya semen dengan air itulah yang dinamakan hidrasi semen.

Reaksi hidrasi ini berlangsung sangat lambat dan bertambah lambat sejalan dengan

bertambahnya waktu. Hal ini disebabkan makin terbentuknya lapisan pasta semen

yang menyelimuti butiran semen. Secara teoritis proses hidrasi akan berhenti bila

tebal lapisan mencapai 25𝜇m. (Mulyono, 2004). Sesuai dengan tujuan

pemakaiannya, semen portland di Indonesia di bagi menjadi 5 jenis seperti yang

ditampilkan pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3. Jenis-jenis semen portland Jenis Semen Karakteristik Umum

Jenis I Semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus

Jenis II Semen portland untuk penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang

Jenis III Semen portland untuk penggunaannya memerlukan persyaratan kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan

Jenis IV Semen portland untuk penggunaannya menuntut panas hidrasi rendah

Jenis V Semen portland untuk penggunaannya menuntut persyaratan sangat tahan terhadap sulfat

Sumber: Tjokrodimuljo, 1996

12

2.4.2. Agregat

Agregat adalah suatu batuan yang mengandung senyawa-senyawa kimia

sehingga mempunyai suatu karakteristik kekuatan dan berat jenis yang berbeda-

beda. Agregat menempati sekitar 75% dari isi total beton, sifat-sifat agregat

mempunyai pengaruh yang besar terhadap perilaku dari beton yang sudah

mengeras. Sifat agregat bukan hanya mempengaruhi sifat beton, akan tetapi juga

mempengaruhi ketahanan (durability) yaitu daya tahan terhadap kemunduran mutu

akibat siklus dari pembekuan pencairan. Walaupun fungsinya hanya sebagai bahan

pengisi, tetapi karena komposisinya yang cukup besar agregat menjadi hal yang

amat sangat penting. Agregat yang digunakan dalam campuran beton dapat berupa

agregat alam atau agregat buatan. Secara umum, agregat dapat dibedakan

berdasarkan ukurannya, yaitu agregat kasar dan agregat halus.

Agregat dibedakan menjadi 2 jenis yaitu agregat halus dan agregat kasar cara

membedakannya berdasarkan pada ukuran butiran – butirannya.

2.4.2.1 Agregat halus

Agregat yang berupa pasir sebagai hasil desintegrasi alami dari batu-batuan

atau berupa pasir buatan yang dihasilkan oleh alat-alat pemecah batu.

Syarat- syarat agregat halus :

a. Agregat halus terdiri dari butir–butir yang tajam dan keras. Butir agregat halus

harus bersifat kekal, artinya tidak pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca

seperti terik matahari dan hujan.

b. Kandungan lumpur tidak boleh lebih dari 5% (ditentukan terhadap berat

kering). Yang diartikan dengan lumpur adalah bagian–bagian yang dapat

melalui ayakan 0,063 mm. Apabila kadar lumpur lebih dari 5%, maka agregat

harus dicuci.

c. Pasir laut tidak boleh dipakai sebagai agregat halus untuk semua mutu beton,

kecuali dengan petunjuk dari lembaga pemeriksaan bahan yang diakui.

Menurut peraturan SK SNI-T-15-1990-03, kekerasan pasir dibagi menjadi

empat kelompok menurut gradasinya, yaitu pasir halus, agak halus, pasir kasar dan

13

agak kasar. Adapun gradasi kerikil yang baik sebaiknya masuk dalam batasan-

batasan yang tercantum dalam Tabel 2.4.

Tabel 2.4. Gradasi Agregat Halus

Lubang ayakan (mm)

Persen bahan 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 : Tjokrodimuljo, 1996

*) Keterangan : Daerah I : Pasir Kasar

Daerah II : Pasir Agak Kasar

Daerah III : Pasir Agak Halus

Daerah IV : Pasir Halus

Indeks yang dipakai untuk menentukan kehalusan dan kekerasan butir agregat

ditetapkan dengan modulus halus butir. Pada umumnya pasir mempunyai modulus

halus butir antar 2 sampai 3.5. Menurut Tjokrodimuljo (1996), agregat halus adalah

pasir alam sebagai desintegrasi alami dari batuan atau pasir yang dihasilkan oleh

industry pemecah batu dan mempunyai ukuran terbesar 4,8 mm. Pasir alam dapat

digolongkan menjadi 3 macam yaitu :

1. Pasir Galian

Pasir ini diperoleh langsung dari permukaan tanah atau dengan cara menggali.

Bentuk pasir ini biasanya tajam, bersudut, berpori dan bebabs dari kandungan

garam walaupun biasanya harus dibersihkan dari kotoran tanah dengan jalan

dicuci terlebih dahulu.

2. Pasir Sungai

Pasir ini diperoleh langsung dari dasar sungai, yang pada umumnya berbutir

halus, bulat – bulat akibat proses gesekan. Daya lekatan butiran agak kurang

karena bentuk butirannya bulat.

14

3. Pasir laut

Pasir laut adalah pasir yang diambil dari pantai. Butir – butirnya halus dan

bulat karena gesekan. Pasir ini merupakan pasir yang jelek karena mengandung

banyak garam. Garam ni menyerap kandungan air dari udara dan mengakibatkan

korosi terhadap struktur beton, oleh karena itu pasir laut sebaiknya tidak dipakai

dalam kontruksi beton.

2.4.2.2 Agregat kasar

Menurut Tjokrodimulyo (1992), agregat kasar yaitu berupa pecahan batu,

pecahan kerikil atau kerikil alami dengan ukuran butiran minimal 5mm dan ukuran

maksimal 40 mm, Agregat kasar dibedakan menjadi 3 golongan, yaitu :

1. Agregat Normal

Agregat normal adalah agregat yang berat jenisnya antar 2,5 sampai 2,7

gram/cm3. Agregat ini biasanya berasal dari agregat basalt, granit, kuarsa dan

sebagainya. Beton yang dihasilkan mempunyai berat jenis antara 2,3 gram/cm3

2. Agregat Berat

Agregat berat adalah agregat yang mempunyai berat jenis lebih dari 2,8

gram/cm3, misalnya magnetic (FeO4) atau serbuk besi. Beton yang dihasilkan

mempunyai berat jenis tinggi sampai 5 gram/cm3. Penggunaannya biasanya

sebagai pelindung dari radiasi.

3. Agregat Ringan

Agregat ringan adalah agregat yang mempunyai berat jenis kurang dari 2,0 gram

/cm3 yang biasanya dibuat untuk beton non structural atau dinding. Keuntungan

dari menggunakan agregat ini adalah berat sendiri yang rendah sehingga

strukturnya ringan.

Besaran ukuran maksimum agregat mempengaruhi kuat tekan betonnya. Pada

pemakaian ukuran agregat maksimum lebih besar memerlukan jumlah pasta semen

lebih sedikit untuk mengisi rongga – rongga antara butirannya, berarti sedikit pula

pori – pori ( karena pori – pori beton sebagian besar berada dalam pasta, tidak dalam

agregat) sehingga kuat tekan lebih tinggi. Namun sebaliknya, karena butiran –

15

butiran agregatnya besar maka luas permukaannya terjadi lebih sempit, sehingga

lekatan antar agregat dan pastanya kurang kuat. (Tjokrodimulyo 1992).

Adapun gradasi kerikil yang baik ditetapkan seperti dalam Tabel 2.5.

Tabel 2.5. Gradasi Agregat Kasar

Lubang Ayakan (mm)

Persen beat butiran lewat ayakan

Besar butiran maksimum

40 mm 20 mm

40 95 – 100 100

20 30 – 70 95 – 100

10 10 – 35 25 – 55

4,8 0 – 5 0 – 10 Sumber : Tjokrodimuljo, 1996

Menurut Mulyono (2004) agregat biasanya tidak ditempatkan dalam ruang

tertutup tetapi diletakkan diudara terbuka atau stock field. Ada persyaratan yang

harus dipenuhi dalam penyimpanan agregat ini, antara lain :

1. Pengawasan agregat harus dimulai dari saat kedatangan sampai pengambilan

kembali

2. Agregat harus ditimbun diatas bak – bak berlantai jika volumenya dibawah 10

meter kubik. Jika besar, sebaiknya dibuatkna landasan menggunakan land

concrete campuran 1 : 3 : 5 agar tidak tercampur saat pengambilan.

3. Jika agregat ditimbun dalam keadaan kering, terutama yang ditimbun di stock

field, sebaiknya agregat disiram dengan menggunakn springkle (selang air).

4. Agregat di uji secara berkala sebelum digunakan, sebagai kontrol kualitas bahan.

2.4.3 Sifat Agregat Dalam Campuran Beton

Menurut Mulyono (2004) sifat – sifat agregat sangat berpengaruh pada mutu

campuran beton. Untuk menghasilkan beton yang mempunyai kekuatan seperti

diinginkan. Sifat – sifat agregat yang harus diketahui dan harus dipelajari agar kita

dapat mengambil tindakan yang positif dalam mengatasi masalah – masalah yang

timbul. Agregat yang digunakan di Indonesia harus memenuhi syarat SII 0052 –

80, “Mutu dan Cara Uji Agregat Beton” dan dalam hal – hal yang tidak termuat

dalam SII 0052 – 80 maka agregat tersebut harus memenuhi syarat dan kententuan

16

yang diberikan oleh ASTM C-33-82, “Standart Specification for Concrete

Aggregates” (Ulasan PB, 1989 : 14).

2.4.4. Serapan Air Dan Kadar Air Agregat

Pada saat terbentuknya agregat kemungkinan ada terjadinya udara yang

terjebak dalam lapisan agregat atau terjadi karena dekomposisi mineral pembentuk

perubahan cuaca, maka terbentuklah lubang atau rongga kecil didalam butiran

agregat (pori). Pori dalam agregat mempunyai variasi yang cukup besar dan

menyebar diseluruh tubuh butiran. Pori-pori mungkin menjadi reservoir air bebas

didalam agregat. Presentase berat air yang mampu diserap agregat didalam air

disebut sebagai serapan air, sedangkan banyaknya air yang terkandung dalam

agregat disebut kadar air.

2.4.4.1 Serapan Air

Serapan air dihitung dari banyaknya air yang mampu diserap oleh agregat

pada kondisi jenuh permukaan kering (JPK) atau saturated surface dry (SSD),

kondisi ini merupakan :

1. Keadaan kebasaan agregat yang hampir sama dengan agregat dalam beton,

sehingga agregat tidak akan menambah maupun mengurangi air dari

pastanya.

2. Kadar air dilapangan lebih banyak mendekati kondisi SSD dari pada kondisi

kering.

2.4.4.2 Kadar Air

Kadar air adalah banyaknyan air yang terkandung dalam suatu agregat. Kadar

air agregat dapat dibedakan menjadi empat jenis :

1. Kadar air kering tungku, yaitu keadaan yang benar-benar tidak berair.

2. Kadar air kering udara, yaitu kondisi agregat yang permukaannya kering

tetapi sedikit mengadung air dalam porinya dan masih dapat menyerap air.

3. Jenuh kering permukaan atau JPK, yaitu keadaan dimana tidak ada air di

permukaan agregat, tetapi agregat tersebut masih mampu menyerap air. Pada

17

kondisi ini, air dalam agregat tidak akan menambah atau mengurangi air pada

campuran beton.

4. Kondisi basah, yaitu kondisi dimana butir-butir agregat banyak mengadung

air, sehingga akan menyebabkan penambahan kadar air campuran beton.

2.4.5. Air

Menurut Tjokrodimuljo (1996) air merupakan bahan dasar pembuatan beton

yang penting namun harganya paling murah. Air diperlukan untuk berreaksi dengan

semen, serta untuk menjadi bahan pelumas antara butir-butir agregat agar dapat

mudah dikerjakan dan didapatkan. Untuk berreaksi dengan semen, air yang

perlukan hanya sekitar 25 % berat semen saja, namun dalam kenyataan nilai faktor

air-semen yang dipakai sulit kurang dari 0,35. Kelebihan air ini yang dipakai

sebagai pelumas. Tetapi perlu dicatat bahwa tambahan air ini untuk pelumas ini

tidak boleh terlalu banyak karena kekuatan beton akan rendah serta betonnya

porous.selain itu, kelebihan air akan bersama-sama dengan semen bergerak ke

permukaan adukan beton segar yang saja dituang (bleeding) yang kemudian

menjadi buih dan merupakan suatu lapisan tipis yang dikenal dengan laitance

(selaput tipis). Selaput tipis ini akan mengurangi kelekatan antara lapis-lapir beton

dan merupakan bidang sambungan yang lemah. Apabila ada kebocoran cetakan, air

bersama-sama semen juga dapat keluar, sehingga terjadilah sarang-sarang kerikil.

Dalam pemakaian air untuk beton itu sebaiknya air memenuhi syarat sebagai

berikut :

1. Tidak mengandung lumpur atau benda melayang lainnya lebih dari 2 gr/ltr.

2. Tidak mengandung garam-garam yang dapat merusak beton (asam, zat organik)

lebih dari 15 gr/ltr.

3. Tidak mengandung Klorida (Cl) lebih dari 0,5 gr/ltr.

4. Tidak mengandung senyawa sulfat lebih dari 1 gr/ltr

18

2.4.6. Jenis-Jenis Beton

Berdasarkan beratnya, beton dibedakan menjadi beberapa jenis yaitu :

a. Beton Ringan

Beton ringan memiliki berat 2400 km/m3 den dapat menghantarkan panas.

Dapat dikatakan beton ringan jika beratnya kurang dari 1800 kg permeter

kubik.

b. Beton Massa

Dinamakan beton massa karena digunakan untuk pekerjaan beton yang besar

dan masif misalnya untuk bendungan, kanal, pondasi jembatan dan lain – lain.

c. Ferosemen

Suatu bahan gabungan yang diperoleh dari campuran beton dengan tulangan

kawat anyam atau kawat yang dianyam. Beton jenis ini akan mempunyai

kekuatan tarik yang tinggi dan ketahanan terhadap patah lelah, dan ketahanan

terhadap kelolosan air lebih baik.

d. Beton Serat

Merupakan campuran beton biasa dan ditambahan bahan berupa serat. Serat

biasanya berupa batang-batang yang berukuran antara 5 dan 500 mikro meter,

dan panjang kisaran 25 mm sampai 100 mm. Serat berupa bahan rami, bambu,

dan ijuk.

2.4.7. Sifat-sifat Beton

2.2.7.1 Kemudahan Pengerjaan (workability)

Salah satu sifat beton sebelum mengeras (beton segar) adalah kemudahan

pengerjaan (workability). Workability adalah tingkat kemudahan pengerjaan beton

dalam mencampur, mengaduk, menuang dalam cetakan dan pemadatan tanpa

mengurangi homogenitas beton dan beton tidak mengalami bleeding (pemisahan)

yang berlebihan untuk mencapai beton yang diinginkan.

Menurut Tjokrodimuljo (1996), unsur-unsur yang mempengaruhi sifat workability

antara lain adalah berikut ini:

a. Jumlah air yang dipakai dalam campuran adukan beton, makin banyak air yang

dipakai makin mudah beton segar ini dikerjakan.

19

b. Penambahan semen ke dalam campuran juga memudahkan cara pengerjaan

adukan betonnya, karena pasti diikuti dengan bertambahnya air campuran untuk

memperoleh nilai fas tetap.

c. Gradasi campuran pasir dan kerikil, bila campuran pasir dan kerikil mengikuti

gradasi yang telah disarankan oleh peraturanoleh peraturan maka adukan beton

akan mudah dikerjakan.

d. Pemakaian butir-butir batuan yang bulat mempermudah cara pengerjaan beton.

e. Pemakaian butir maksimum kerikil yang dipakai juga berpengaruh terhadap

tingkat kemudahan pengerjaan.

f. Cara pemadatan adukan beton menentukan sifat pengerjaan yang berbeda. Bila

cara pemadatan dilakukan dengan alat getar maka diperlukan tingkat kelecakan

yang berbeda, sehingga diperlukan jumlah air yang lebih sedikit jika dipadatkan

dengan tangan.

2.4.7.2 Pemisahan Kerikil

Kecendrungan butiran krikil untuk memisahkan diri dari campuran adukan

beton tersebut “segregation”. Kecendrungan pemisahan kerikil ini diperbesar

dengan :

a) Campuran yang kurus (kurang semen)

b) Terlalu banyak air

c) Semakin besar butir kerikil

d) Semakin kasar permukaan kerikil

Pemisahan kerikil dari adukan beton berakibat kurang baik terhadap

betonnya setelah mengeras. Untuk mengurangi kecendrungan pemisahan kerikil

tersebut maka diusahakan hal-hal sebagai berikut.

a) Air yang diberikan sesedikit mungkin.

b) Adukan beton jangan dijadikan dengan ketinggian terlalu besar.

c) Cara pengakutan, penuangan maupun pemadatan harus mengikuti cara-cara

yang betul.

20

2.4.7.3 Pemisahan Air

Kecendrungan air campuran untuk naik ke atas (memisahkan diri) pada beton

segar yang baru saja didapatkan disebut “bleeding”. Air naik ke atas sambil

membawa semen dan butiran-butiran halus pasir, yang pada akhirnya setelah beton

mengeras akan tampa sebagian lapisan selaput. Lapisan ini dikenal sebagai

“laitance”.

a) Memberi lebih banyak semen.

b) Menggunakan air sedikit mungkin.

c) Menggunakan pasir lebih banyak.

2.4.8. Perencanaan Campuran Beton

Menurut Mulyono (2004), kriteria dasar perencanaan beton adalah kekuatan

tekan dan hubungan dengan fator air semen yang digunakan. Kriteria ini sebenernya

konntradiktif dengan kemudahan pengerjaan karena menurut Abram (1920) dalam

Neville (1981) untuk menghasilkan kekuatan yang tinggi penggunaan air dalam

campuran beton harus minimum. Jika air yang digunakan sedikit, akan timbul

kesulitan dalam pengerjaan sesuai dengan pendapat Feret (1896) yang

mempertimbangkan pengaruh rongga (voids).

Kriteria lain yang harus dipertimbangkan adalah kemudahan pengerjaan.

Seperti yang disebutkan diatas, faktor air semen yang kecil akan menghasilkan

kekuatan yang tinggi, tetapi kemudahan dalam pengerjaan tidak akan tercapai.

Perencangan beton harus tetap mempertimbangkan hal ini, salah satunya dengan

menggunakan bahan tambah jenis plastisizer atau super-plastisizer. Jika pengerjaan

beton menggunakan pumping-concrete, mutlak dibutuhkan keenceran tertentu agar

sifat pemompaan beton pada saat pengecoran dapat berjalan dengan baik.

Pemilihan agregat yang digunakan juga akan mempengaruhi sifat pengerjaan.

Butiran yang besar akan menyebabkan kesulitan, terutama karena akan

menimbulkan segregrasi. Jika ini terjadi kemungkinan terbentuknya rongga-rongga

saat beton mengeras akan semakin besar. Selain dua kriteria tersebut, hal lain yang

patut dipertimbangkan adalah keawetan (durability) dan permebilitas beton sendiri.

21

Perencanaan adukan beton dimaksutkan untuk mendapatkan beton sebaik-baiknya,

yang antar lain dapat diuraikan sebagai berikut :

a) Kuat tekan yang tinggi

b) Mudah dikerjakan

c) Tahan lama (awet)

d) Murah

e) Tahan aus

2.4.9. Kuat Tekan Beton

Menurut Tjokrodimuljo (1996), telah diketahui bersama bahwa sifat beton

pada umumnya lebih baik jika kuat tekannya lebih tinggi. Dengan demikian untuk

meninjau mutu beton biasanya secara kasar hanya ditinjau kuat tekannya saja.

Dalam teori teknologi beton dijelaskan bahwa faktor-faktor yang sangat

mempengaruhi kekuatan beton adalah :

a. Faktor air semen dan kepadatan

b. Umur beton

c. Jenis semen

d. Jumlah semen

e. Sifat agregat

1. Faktor Air Semen

Hubungan antara faktor air semen (fas) dan kuat tekan beton secara umum

dapat ditulis dengan rumus yang diusulkan Duff Abrams (1919) sebagai berikut :

fc= A/(B1,5.x)

Dengan :

Fc = Kuat tekan beton

X = Fas (ysng semula dalam proporsi volume)

A,B = Konstanta

Dari rumus diatas tampak bahwa semakin rendah nilai faktor air semen

semakin tinggi kuat tekan betonnhya, namun kenyataanya pada suatu nilai faktor

air semen tertentu semakin rendah, hal ini karena jika faktor air semen terlalu

rendah adukan beton sulit dipadatkan. Dengan demikian ada suatu nilai faktor air

semen tertentu yang optimum yang menghasilkan kuat tekan beton maksimum.

22

Kepadatan adukan beton sangat mempengaruhi kuat tekan betonnya setelah

mengeras. Adanya angka pori udara sebanyak 5 % dapat mengurangi kuat tekan

beton sampai 35 %, dan pori sebanyak 10 % mengurangi kuat tekan beton sampai

60 %. Untuk mengatasi kesulitan pemadatan adukan beton dapat dilakukan dengan

cara pemadatan dengan alat getar (vibrator), atau dengan memberi bahan kimia

tambahan (chemical admixture) yang bersifat mengecerkan adukan beton sehingga

lebih mudah didapatkan.

2. Umur beton

Kuat tekan beton bertanbah sesuai dengan bertambahnya umur beton itu.

Kecepatan bertambahnya kuat tekan beton tersebut sangat dipengaruhi oleh

berbagai faktor, antara lain : faktor air semen dan suhu perawatan. Semakin tinggi

fas semakin lambat kenaikan kekuatan betonnya, dan semakin tinggi suhu

perawatan semakin cepat kenaikan kekuatan betonnya.

3. Jenis semen

Menurut SNI 0031-81 semen Portland dibagi menjadi lima jenis sebagai

berikut :

Jenis I : Semen untuk penggunaan umum, tidak memelukan persyaratan khusus

Jenis II : Semen untuk beton tahan sulfat dan mempunyai panas hidrasi sedang.

Jenis III : Semen untuk beton kekuatan awal tinggi (cepat mengeras)

Jenis IV : Semen untuk beton yang memerlukan pasas hidrasi rendah

Jenis V : Semen untuk beton yang sangat tahan terhadap sulfat.

4. Jumlah semen

Jumlah kandungan semen berpengaruh terhadap kuat tekan beton

sebagaimana diuraikan sebagai berikut :

a. Jika faktor air semen sama, (nilai slam berubah) beton dengan jumlah

kandungan semen tertentu mempunyai kuat tekan tertinggi. Pada jumlah

semen yang terlalu sedikit berarti jumlah air juga sedikit sehingga adukan

beton sulit didapatkan sehingga kuat tekan beton rendah. Namun jika jumlah

semen berlebihan berarti jumlah air juga berlebihan sehingga beton

mengadung banyak pori dan akibatnya kuat tekan beton rendah.

23

b. Jika nilai slam sama, (nilai faktor air semen berubah) beton dengan

kandungan semen lebih banyak mengadung kuat tekan lebih tinggi. Hal ini

karena pada nilai slam sama jumlah air hampir sama, sehingga penambahan

semen berarti mengurang nilai faktor air semen.

5. Sifat agregat

Pengaruh kekuatan agregat terhadap kekuatan beton sebenernya tidak begitu

besar karena umumnya kekuatan agregat lebih tinggi dari pada pastanya. Meskipun

demikian bila dikehendakin kuatan beton yang tinggi, diperlukan juga agregat yang

kuat agar kekuatannya tidak lebih rendah dari pada pastanya. Sifat agregat yang

paling berpengaruh terhadap kekuatan beton ialah kekasaran permukaan dan ukuran

maksimumnya.

Kuat tekan beton dapat dihitung dengan persamaan 2.1

fc= 𝑃𝐴................................................................................................... (2.1)

dimana :

fc = kuat tekan beton ( MPa )

P = beban maksimum (N)

A = luas penampang benda uji (mm2)

2.4.10. Permebilitas Beton

Menurut Brooks (1987) permeabilitas beton dapat diartikan kemudahan

cairan atau gas, untuk melewati beton. Permebilitas sangat menarik karena

berhubungan dengan kekentalan air dari suatu struktur bangunan terhadap serangan

bahan kimia. Meskipun tidak ada tes yang ditentukan oleh ASTM dan BS,

permeabilitas beton dapat diukur dengan menggunakan uji laboratorium sederhana

namun hasilnya terutama komparatif. Dalam pengujian semacam itu, sisi benda uji

disegel dan air di bawah tekanan diaplikasikan pada permukaan atas saja. Ketika

kondisi telah tercapai (dan ini mungkin memakan waktu sekitar 10 hari) kuantitas

air yang mengalir melalui kekasaran beton pada waktu tertentu diukur. Permebilitas

air dinyatakan sebagai koefisien permebilitas, k, yang diberikan oleh persamaan

Darcy. Dari data pengujian permeabilitas ini dapat ditentukan koefisien

24

permeabilitas yang menunjukkan suatu angka kecepatan rembesan fluida dalam

suatu zat. Koefisien permeabilitas untuk dihitung dengan formula Darcy,

k = (dl / dh) Q / (A.t)

Keterangan :

k = koefisien Permeabilitas, cm/det

Q = Total air permeable, cm3

A = luas penampang benda uji, cm2

dh = P/(ρ.g), dengan P = 5 bar, ρ = 1 gr/cm3, g = 980.665 cm/det2, cm

dl = penetrasi, cm

t = waktu yang diperlukan dalam mencapai penetrasi, det

Pengujian penetrasi permeabilitas beton dengan penambahan zeolit sesuai

dengan SNI-S-36-1990-03 & DIN 1045 untuk beton kedap air disyaratkan bila air

merembes ke dalam beton kurang dari 5 cm. Dimana yang di maksud dengan beton

kedap air yang memiliki sifat permeabilitas menurut persyaratan SNI-S-36-1990-

03 adalah beton yang tidak ditembus air dan harus memenuhi ketentuan minimum

sebagai beton kedap air agresif, bila diuji dengan cara tekanan air, maka tembusnya

air kedalam beton tidak melampaui batas berikut :

a. Agresif sedang : 50 mm

b. Agresif kuat : 30 mm

2.4.11. Modulus Elastisitas

Modulus elastisitas atau modulus Young adalah ukuran kekerasan

(stiffness) dari suatu bahan tertentu. Modulus ini dalam aplikasi rekayasa

didefinisikan sebagai perbandingan tegangan yang bekerja pada sebuah benda

dengan regangan yang dihasilkan. Secara lebih rinci, modulus ini adalah suatu

angka limit untuk regangan-regangan kecil yang terjadi pada bahan yang

proporsional dengan pertambahan tegangan. Dan, secara eksperimental, modulus

ini dapat ditentukan dari perhitungan atau pengukuran slope (kemiringan) kurva

teganganregangan (stress-strain) yang dihasilkan dalam uji tekan suatu sampel atau

spesimen. yang seperti ditunjukkan pada Gambar 2.2..

25

Gambar 2.2. Suatu plot dari diagram tegangan-regangan Beton untuk mengukur

kemiringan kurva Ec Modulus Elastisitas Beton)

Berdasarkan teori elastisitas, secara umum kemiringan kurva pada tahap

awal atau pada jangkauan proporsional elastis menggambarkan angka modulus

elastisitas beton Gambar 2.3.

Gambar 2.3. Kurva tegangan-regangan dari kuat tekan fc’ (compressive strength)

yang berbeda-beda.

Batas-batas proporsional elastis (ASTM C469 dan Eurocode-92: 0.40fc’,

modulus secant) dalam estimasi atau perhitungan angka modulus sangat penting,

sebab sifat bahan beton yang sebenarnya adalah non linear atau elasto-plastik,

dimana akibat dari suatu pembebanan tetap yang sangat kecil sekalipun, disamping

memperlihatkan kemampuan elastis bahan juga menunjukkan deformasi permanen.

Angka modulus elastis yang didasarkan atas ketahanan bahan terhadap deformasi

26

(uji kuat tekan) disebut modulus elastis statik. Tulisan ini membatasi persoalan

terdapatnya variansi pengukuran modulus elastis dengan memfokuskan pada

modulus elastis statik (yang diperoleh melalui uji kuat-tekan) dan modulus elastis

berdasarkan rumus hanya pada limit regangan proporsional elastik, atau membatasi

definisi Masalah kedua yang timbul adalah kenyataan bahwa angka modulus

elastisitas beton itu sendiri dalam praktek telah dibawa kepada suatu formulasi

empiris yang mengandung faktor kuat tekan fc’ (compressive strength) beton,

seperti dalam beberapa standar di bawah ini

a) Berdasarkan ACI 318-M-83

Ec = 33 wc 1.5 fc0.5 → dibatasi untuk fc ≤ 6000 psi

Dimana :

Ec = modulus elastisitas beton (psi)

wc = berat satuan beton (pcf)

fc = kuat tekan beton uji silinder 28 hari (psi)

b) Berdasarkan ACI 363-M-90

Ec = 40000 fc0.5 → untuk : 3000 ≤ fc ≤ 6000 psi

Dimana :

Ec = modulus elastisitas beton (psi)

wc = berat satuan beton (pcf)

fc = kuat tekan beton uji silinder 28 hari (psi)

c) Berdasarkan Eurocode 2-1992:

Ec = 0,4 𝐹𝑐′

Ɛ (0,4 𝐹𝑐′) → ntuk: 3000 ≤ fc ≤ 6000 psi

Dimana :

Ec = modulus elastisitas statik (MPa)

= regangan aksial (mm/mm)

fc = kuat tekan beton uji silinder 28 hari (psi)

27

d) Berdasarkan ASTM C469

Ec = 0,4 𝐹𝑐′−𝜎 1

Ɛ (0,4 𝐹𝑐′)− Ɛ 1

Dimana :

Ec = modulus elastisitas statik (MPa)

1 = regangan aksial (mm/mm)

1= tegangan yang berhubungan dengan 1

fc’ = kuat tekan beton uji silinder 28 hari (MPa)

e) Berdasarkan SKSNI T-15-1991

Ec = 0.043 wc1.5 fc0.5 → untuk: 1500 ≤ wc ≤ 2500 kgf/m3

Dimana :

Ec = modulus elastisitas beton (Mpa)

Wc = berat satuan beton (kgf/m3)

Fc = kuat tekan beton umur 28 hari (Mpa)

Ec = 4700fc’0.5 → untuk wc = ± 23 kN/m3

Dimana : (beton normal)

Ec = modulus elastisitas beton (Mpa)

Wc = berat satuan beton (kgf/m3)

Fc = kuat tekan beton umur 28 hari (Mpa)

2.4.12. Mix Desain yang dimodifikasi

Ada sejumlah metode perencanaan campuran (mix design). Tidak dapat

dikatakan mana metode yang paling baik karena masing-masing mempunyai

keunggulan, tergantung material yang dipakai dan tujuan struktur beton tersebut.

Perlu pula dikaji apakah metode-metode dari luar negeri sesuai dengan material dan

kondisi kerja di Indonesia. Metode perencanaan campuran hanyalah

memperkirakan proporsi campuran awal. Estimasi ini perlu dicek dengan membuat

sedikitnya satu campuran percobaan (trial mix) dan sering masih harus dikoreksi.