Sekilas Tentang Beton
Apa Itu Beton?
Dalam konstruksi, beton adalah sebuah bahan bangunan komposit yang terbuat dari kombinasi agregat dan pengikat semen. Bentuk paling umum dari beton adalah beton semen Portland yang terdiri dari agregat mineral. Nama lama beton adalah batu cair.
Ingredient Propotions
Coarse Aggregate : 43%
Sand : 34%
Cement + Water : 23%
Apa Itu Agregat?
Agregat dapat dibagi dalam dua kelompok, yaitu agregat alami dan agregat buatan.
1. Agregat Alami
Merupakan jenis agregat yang terbentuk secara alami oleh alam. Agregat alami dapat diklasifikasikan menurut sejarah terbentuknya peristiwa geologi, yaitu agregat beku, agregat sedimen, dan agregat metamorf. Contohnya: pasir alam (pasir sungai, pasir galian, pasir pantai), kerikil alami, pumise/batu apung.
2. Agregat Buatan
Merupakan jenis agregat yang dibuat oleh manusia. Agregat mulai dibuat oleh manusia oleh karena lokasi mendapatkan agregat alami sangat jauh/jarang atau mungkin juga karena kualitasnya yang lebih baik dari agregat alami. Agregat buatan dapat berupa: batu pecah, pecahan bata/genteng, tanah liat bakar, expanded shale, fly-ash, terak dingin, dsb.
Hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam memilih agregat:
- Ukuran (diameter)
- Permukaan
- Kebersihan
- Berat jenis
- Bentuk
- Kandungan air
- Ketahanan aus
- Tingkat kekerasan, dsb
Apa Itu Semen?
Semen merupakan suatu bahan utama penyusun beton yang bereaksi dengan air membentuk pasta semen. Pasta semen inilah yang mengikat agregat-agregat kasar dan halus menjadi satu kesatuan yang kompak. Semen yang paling umum digunakan adalah semen portland. Biasanya dipercayai bahwa beton mengering setelah pencampuran dan perletakan. Sebenarnya beton tidak menjadi padat karena air menguap, tetapi karena semen berhidrasi. Proses hidrasi ini sendiri berlangsung dari arah luar menuju ke dalam.
Apa Fungsi Air?
Air juga merupakan salah satu bahan penyusun dalam pembuatan beton. Air diperlukan untuk membentuk pasta (bereaksi dengan semen) dan menjadi bahan pelumas antara butir-butir agregat agar dapat mudah dikerjakan dalam proses pengadukan, penuangan, maupun pemadatan. Secara umum air yang digunakan adalah air bersih yang bebas dari kotoran, bebas dari air laut, bebas dari gula. Untuk bereaksi dengan semen, air yang dibutuhkan hanya sekitar 25-30% dari berat semen, namun pada prakteknya bila nilai fas yang didapat kurang dari 0,35 adukan akan sulit dikerjakan. Oleh karena itu, biasanya diambil nilai fas lebih dari 0,40 yang berarti kelebihan air digunakan sebagai pelumas agar adukan beton mudah dikerjakan. Akan tetapi perlu dicatat bahwa jumlah air yang terlalu banyak dapat menyebabkan kekuatan beton menjadi rendah.
Bahan Tambahan
Bahan tambahan dapat berupa bubuk ataupun cairan yang ditambahkan ke dalam campuran adukan beton selama pengadukan dengan tujuan untuk mengubah sifat adukan atau betonnya.
Pengolahan Beton
Pengolahan beton ialah proses pembuatan beton dari pencampuran/pengadukan bahan-bahan beton, pengangkutan adukan, penuangan adukan, pemadatan adukan, perataan adukan, dan perawatan selama pengerasan. Pengadukan secara umum dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu: pengadukan manual dengan menggunakan tangan maupun pengadukan dengan mesin. Cara pengangkutan adukan beton akan tergantung pada jumlah adukan yang dibuat dan keadaan tempat penuangan. Pemadatan adukan beton dilakukan dengan tujuan untuk memperkecil pori-pori yang ada di dalam beton. Sedangkan tahap terakhir yaitu perawatan beton dilakukan dengan menjaga agar permukaan beton selalu lembab.
Pekerjaan Beton
Pekerjaan beton di lapangan secara garis besar dapat dibagi menjadi beberapa elemen, yaitu:
- acuan beton, dihitung dalam meter persegi luas permukaan
- perancah acuan, dihitung dalam meter persegi luas permukaan yang ditopang
- baja tulangan, dihitung dalam berat baja tulangan terpasang
- pekerjaan beton, dihitung dalam meter kubik volume beton jadi
Pekerjaan Acuan Beton dan Perancahnya
Acuan beton dan perancah merupakan pekerjaan penting dan strategis karena akan menentukan posisi, alinyemen, ukuran dan bentuk beton yang dicetak. Sesuai dengan fungsinya maka syarat kekokohan, stabilitas, kerapian acuan dan perancah sangat menentukan keberhasilan pekerjaan beton secara keseluruhan. Meskipun demikian tetap saja pekerjaan ini digolongkan sebagai pekerjaan yang sementara karna acuan berikut perancah akan dibongkar dan disingkirkan setelah beton mengeras. Pekerjaan acuan dimulai dengan merancang berdasarkan pada bentuk beton jadi sesuai dengan gambar detail dan spesifikasi teknis dari dokumen perencanaan. Acuan beton sedapat mungkin dibuat berdasarkan pola rancangan panel-panel baku berukuran standar yang secara luwes dapat dirakit untuk dipakai pada bermacam permukaan bidang cetakan. Syarat utama dalam pembuatan acuan beton adalah rapat air, dimensinya tepat sesuai dengan gambar rencana, lurus dan rata pada seluruh permukaannya, serta kokoh dalam menopang seluruh beban termasuk getaran-getaran yang ditimbulkan sewaktu memasang tulangan ataupun pemadatan beton.
Pekerjaan Baja Tulangan
Pekerjaan baja tulangan diukur berdasarkan pada berat batang baja tulangan yang dikerjakan. Pelaksanaannya berawal dari daftar bengkkan baja tulangan yang dibuat berdasarkan gambar perencanaan, yang menggambarkan keseluruhan kebutuhan penulangan termasuk seluruh sambungan-sambungannya. Untuk menjamin kerapian dan kekokohan rangka penulangan harus dilengkapi dengan memasang perkuatan bantuan berupa penyokong, penopang, atau penyangga secukupnya pada tempat-tempat tertentu.
Pekerjaan Adukan Beton
Semen yang bereaksi dangan air sebagai material perekat harus dicampur dan diaduk dengan benar dan merata agar dapat dicapai mutu beton yang baik. Kekentalan adukan beton harus diawasi dan dikendalikan dengan cara memeriksa slump pada setiap adukan beton baru. Umumnya pengadukan dilakukan dengan mesin. Waktu pengadukan tergantung pada kapasitas isi mesin pengaduk, jumlah adukan, jenis serta susunan butir material dan nilai slump beton.
Apa Itu Slump?
Slump beton adalah besaran kekentalan (viscocity) /plastisitas dan kohesif dari beton segar. Nilai slump digunakan sebagai petunjuk ketepatan jumlah pemakaian air dalam hubungannya dengan faktor air semen (fas) yang ingin dicapai. Faktor air semen selain menentukan sifat mudah dikerjakan, juga berpengaruh terhadap kekuatan beton yang dihasilkan.
Pengendalian Pekerjaan Pembetonan
Sering terjadi di lapangan kekuatan beton yang diproduksi cenderung bervariasi dari adukan satu ke adukan berikutnya. Besarnya variasi tersebut bergantung pada:
(1) variasi mutu bahan (agregat) antar adukan
(2) variasi hasil pengadukan
(3) variasi hasil pemadatan
(4) stabilitas pekerja (fit or tired)
Untuk menjamin kekuatan beton yang baik, maka diperlukan pekerjaan pengendalian mutu beton, yaitu memantau dan mengevaluasi secara terus-menerus agar beton yang dibuat di lapangan selalu mempunyai kuat tekan sesuai yang diharapkan. Bila beton yang dihasilkan kurang memuaskan, maka diperlukan langkah sbb.
- analisis ulang struktur berdasarkan kuat tekan beton sesungguhnya
- uji tidak merusak (non destructive test), misalnya dengan Schmidt Rebound Hardness, uji bor inti, dll
Beton Konvensional
Merupakan jenis beton semen biasa. Beton ini terdiri atas campuran kerikil (batu pecah), pasir, dan semen dengan perbandingan berat 3 : 2 : 1. Biasanya beton ini memerlukan penulangan besi.
Beton Polimer
Beton jenis ini ciptaan Prof. Ir. H. Djuanda Suraatmadja. Beton polimer memiliki sifat kedap air, tidak terpengaruh sinar ultraviolet, tahan terhadap larutan agresif seperti bahan kimia serta kelebihan lainnya. Keunggulan lain adalah beton polimer bisa mengeras di dalam air sehingga bisa digunakan untuk memperbaiki bangunan-bangunan bawah air.
Satu-satunya kelemahan yang hingga kini belum teratasi adalah harga beton polimer masih belum bisa lebih rendah dibandingkan dengan beton semen, kecuali untuk daerah Irian Jaya, di mana harga semen berlipat-lipat dari harga semen di Pulau Jawa. Karena itu, beton polimer selama ini lebih banyak digunakan untuk rehabilitasi bangunan yang rusak. Beton polimer dapat dibedakan atas polymer concrete, polymer modified concrete (beton biasa tetapi dimofifikasi dengan menggunakan polimer), polymer impregnated concrete (beton berpori-pori yang kemudian diisi dengan polimer), dan sulfur polymer concrete(beton yang dibuat dari pasir, kerikil, belerang, dan polimer).
Beton Geopolimer
Ditemukan oleh Davidovits. Dinamakan demikian karena merupakan sintesa bahan-bahan alam nonorganik lewat proses polimerisasi. Bahan dasar utama yang diperlukan untuk pembuatan material geopolimer ini adalah bahan-bahan yang banyak mengandung unsur-unsur silikon dan aluminium. Unsur-unsur ini banyak ditemukan, di antaranya pada material buangan hasil sampingan industri, seperti misalnya abu terbang dari sisa pembakaran batu bara. Selama ini, abu terbang-disebut demikian karena kecilnya ukuran partikel dan karenanya mudah beterbangan di udara-lebih banyak tidak dimanfaatkan dengan semestinya ataupun dipakai hanya sebagai bahan timbunan. Penimbunan yang sembarangan bahkan berpotensi mengancam kelestarian lingkungan, selain mudah beterbangan dan mengotori udara, partikel-partikel logam berat yang dikandungnya dengan mudah larut dan mencemari sumber-sumber air. Untuk melarutkan unsur-unsur silikon dan aluminium, serta memungkinkan terjadinya reaksi kimiawi, digunakan larutan yang bersifat alkalis. Material geopolimer ini digabungkan dengan agregat batuan kemudian menghasilkan beton geopolimer, tanpa menggunakan semen lagi.
Geopolimer dikatakan ramah lingkungan, karena selain dapat menggunakan bahan-bahan buangan industri, proses pembuatan beton geopolimer tidak terlalu memerlukan energi, seperti halnya proses pembuatan semen yang setidaknya memerlukan suhu hingga 800 derajat Celsius. Dengan pemanasan lebih kurang 60 derajat Celsius selama satu hari penuh sudah dapat dihasilkan beton yang berkekuatan tinggi. Karenanya, pembuatan beton geopolimer mampu menurunkan emisi gas rumah kaca yang diakibatkan oleh proses produksi semen hingga tinggal 20 persen saja.
Hasil-hasil riset selama ini telah menunjukkan bahwa beton geopolimer memiliki sifat-sifat teknik yang amat mengesankan, di antaranya kekuatan dan keawetan yang tinggi. Sebuah perusahaan beton pracetak di Australia bahkan sudah mulai memproduksi prototipe beton geopolimer pracetak dalam bentuk bantalan rel kereta, pipa-pipa beton untuk saluran pembuangan air kotor, dan lain-lain. Hal yang memberikan perbedaan cukup penting antara beton geopolimer dengan beton polimer organik yang sudah lebih dulu diperkenalkan, terutama adalah biaya pembuatannya. Beton geopolimer bisa diproduksi dengan biaya yang setara dengan beton biasa, yang jauh lebih murah dibanding biaya untuk menghasilkan beton polimer organik.
Di dunia material konstruksi, hingga saat ini fokus penelitian-penelitian yang dilakukan terhadap beton geopolimer ini lebih ditekankan pada aplikasinya sebagai beton pracetak, mengingat ketelitian yang lebih tinggi masih diperlukan dalam proses pembuatannya. Di bidang lain, geopolimer juga sedang diteliti untuk keperluan pembuatan keramik dan bahan pemasung logam-logam berbahaya.
Penggunaan Beton
Beton telah umum digunakan untuk membuat perkerasan jalan, struktur bangunan, fondasi, jalan, jembatan penyeberangan, struktur parkiran, dasar untuk pagar/gerbang, semen dalam bata atau tembok blok, dsb.
Pengujian Sifat-Sifat Beton
1. Uji Kuat Tekan Beton
Maksud : menentukan kuat tekan (compressive strength) beton dengan benda uji berbentuk silinder yang dibuat dan dimatangkan (curing) di laboratorium maupun di lapangan.
Tujuan : memperoleh nilai kuat tekan dengan prosedur yang benar
Kuat tekan beton adalah besarnya beban per satuan luas, yang menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani dengan gaya tekan tertentu yang dihasilkan oleh mesin tekan.
2. Uji Slump
Maksud : menentukan slump beton (concrete slump)
Tujuan : idem
3. Uji Los Angeles
Maksud : menentukan ketahanan aus serta ketahanan pecah (keuletan) kerikil berhubungan dengan kekuatan beton yang akan dibuat.
Nilai yang diperoleh dari hasil pengujian berupa persentase berat antara bagian yang aus dan berat semula sebelum pengujian.
4. Uji Rudeloff
Maksud : menentukan ketahanan hancur kerikil yang berhubungan dengan kekerasan dan kekuatan kerikil.
Kekerasan kerikil berhubungan dengan kekuatan beton yang akan dibuat.
5. Uji Kuat Tarik Beton
Maksud : menentukan nilai kuat tarik beton guna keperluan perencanaan komponen struktur
Kuat tarik beton adalah tegangan tarik yang menyebabkan keruntuhan benda uji, dalam satuan MPa.
