#5 Beton

Apa itu Beton?

Beton adalah suatu material yang terdiri dari campuran pasir, kerikil atau batu pecah, semen dan air. Terdapat 2 jenis beton, yaitu beton biasa dan beton bertulang. Bila membuat beton biasa hanya dengan menambahkan pasir,semen, air dan kerikil, beton bertulan memerlukan tambahan berupa baja didalamnya. Bahan bahan lain (admixtures)yang digunakan dalam pembuatan beton, bertujuan untuk meningkatkan workability, durability, dan waktu pengerasan.

Kenapa ada beton dan ada beton bertulang?

Beton memang memiliki kekuatan tekan yang tinggi. Namun beton juga memiliki kekuatan tarik yang rendah. Maka dari itu dibuatlah beton bertulang dengan memasukkan baja kedalam beton sehingga kekuatan tekan dan kekuatan tarik pada beton seimbang. Bukan hanya hal itu, akan tetapi pemberian baja pada beton juga berpengaruh pada keawetan beton. Jadi, Beton bertulang adalah kombinasi dari beton dan baja, dimana baja tulangan memberikan kekuatan tarik yang tidak dimiliki beton. Baja tulangan juga dapat memberikan tambahan kekuatan tekan pada struktur beton.

Pada pemakaiannya, beton bertulang memiliki banyak manfaat, diantaranya beton bertulang memiliki kekuatan tekan yang tinggi dibandingkan kebanyakan material yang lain. Betong bertulang juga lebih tahan terhadap air dan api, sangat kaku, pemeliharaan yang relatif murah, umur beton yang lebih panjang, mudah untuk diproduksi karena terbuat dari bahan bahan lokal, dapat digunakan udalam berbagai bentuk elemen struktur, ekonomis, dan tidak memerlukan tenaga kerja yang dilatih khusus. Namun hal tersebut bukanlah hal yang mutlak, beton bertulang juga memiliki beberapa kerugian dalam pembuatan dan pemakaiannya. Diantaranya adalah memiliki kekuatan tarik yang rendah seingga memerlukan baja tulangan untuk menahan tarik, memerlukan cetakan/bekisting serta formwork sampai beton mengeras sehingga memerlukan biaya yang cukup tinggi, struktur umumnya berat dan berdimensi besar, properties dan karakteristik beton bervariasi sesuai dengan proporsi campuran bahan serta mengalami perubahan volume sejalan dengan waktu (adanya susut dan rangkak).

Lalu bagaimana sebenarnya kriteria kriteria agar beton yang dihasilkan memiliki kualitas baik?

Terdapat dua keadaan dimana memiliki perimeter yang berbeda dalam menentukan kriteria yang baik, yaitu keadaan beton masih basah atau beton segar/fresh concrete dan beton yang sudah mengeras/hardened concrete. Fresh concrete memiliki kriteria yang baik jika konsistensi campuran yang sedimikian sehingga adukan tersebut dapat diperoleh dengan mudah. Selain itu adukan juga harus cukup kohesif untuk ditempatkan/dicor sehingga tidak terjadi segregasi (pemisahan kerikil) yang berakibat pada saat beton mengeras diperoleh beton yang tidak hmogen. Adapun kriteria untuk hardened concrete adalah kekuatan tekan dan tarik yang baik serta durabilitas beton harus sesuai dengan yang disyaratkan.

Sifat Mekanik Beton

1. Kuat Tekan Beton yaitu  kemampuan beton untuk menerima gaya tekan per satuan luas dan dinyatakan dengan Mpa. Kuat tekan beton (f’c) dilakukan dengan melakukan uji silinder beton dengan ukuran diameter 150mm dan tinggi 300mm. Pada umur 28 hari dengan tingkat pembebanan tertentu. Selama periode 28 hari silinder beton ini biasanya ditempatkan dalam sebuah ruangan dengan temperatur tetap.
2. Modulus Elastisitas, yaitu perbandingan antara tegangan dan regangan beton. Beton tidak memiiki modulus elastisitas yang pasti. Nilainya bervariasi tergantung dari kekuatan beton, umur beton, jenis pembebanan, dan karakteristik dan perbandingan semen agregat. Peraturan ACI menyebutkan bahwa rumus untuk menghitung modulus elastisitas beton yang memiiki berat beton (wc) berkisar dari 1500-2500.
3. Susut (Shringkage), yaitu perubahan volume yang tidak berhubungan dengan beban atau berkurangnya volume elemen beton jika terjadi kehilangan kandungan air karena menguap. Proses susut pada beton akan menimbulkan deformasi yang uumnya akan bersifat menambah deformasi rangkak.
4. Rangkak (Creep), yaitu penambahan regangan terhadap waktu akibat adanya beban yang bekerja. Rangkak timbul dengan intensitas yang semakin berkurang setelah selang waktu tertentu dan kemudian berakhir setelah beberapa tahun.
5. Kekuatan Tarik, Kuat tarik beton bervariasi antara 8% sampai 15% dari kuat tekannya. Alasan utama dari kuat tarik yang kecil ini adalah kenyataan bahwa beton dipenuhi oleh retak retak halus. Retak-retak ini tidak berpengaruh besar bila beton menerima beban tekan karena beban tekan menyebabkan retak menutup sehingga memungkinkan untuk terjadinya penyaluran tekanan. Jelas ini tidak terjadi bila balok menerima beban tarik. Meskipun biasanya diabaikan dalam perhitungan desain, kuat tarik tetap merupakan sifat penting yang mempengaruhi ukuran beton dan seberapa besar retak yang terjadi. Selain itu, kuat tarik dari batang beton diketahui selalu akan mengurangi jumlah lendutan. Karena kuat tarik beton tidak besar, hanya sedikit usaha yang dilakukan untuk menghitung modulus elastisitas tarik dari beton.

Semen

Beberapa jenis semen:

1. Tipe I (semen biasa/normal): tidak memiliki karakteristik spesial, digunakan untuk konstruksi biasa.
2. Tipe II (semen panas sedang): digunakan pada lingkungan yang terekspos sulfat dengan kadar yang sedang.
3. Tipe III (semen cepat mengeras): digunakan ketika suatu struktur membutuhkan kekuatan awal yang tinggi.
4. Tipe IV (semen panas rendah): Digunakan untuk struktur yang memerlukan panas hidrasi rendah (struktur masif: dam, bendungan, dll).
5. Tipe V (semen tahansulfat): Digunakan untuk lingkungan yang memiliki kadar sulfat yang tinggi (footing, basement walls, etc). 

Jenis semen yang sering digunakan sekarang ini adalah: ‘blended portland cement’. Disini disainer dapat menentukan sendiri campuran semen yang diinginkan. Semen portland adalah salah satu jenis semen hidrolik yang paling banyak digunakan untuk pekerjaan konstruksi beton, sedang yang dimaksud dengan semen hidrolik adalah semen yang akan mengeras jika bereaksi dengan air dan mempunyai kemampuan mengikat.

Agregat

Agregat adalah sekumpulan butir- butir batu pecah, kerikil, pasir, atau mineral lainnya baik berupa hasil alam maupun buatan (SNI No: 1737-1989-F). Agregat adalah material granular, misalnya pasir, kerikil, batu pecah yang dipakai bersama-sama dengan suatu media pengikat untuk membentuk suatu beton semen hidraulik atau adukan.

Ada beberapa jenis pengkategorian untuk agregat. Terdapat dua jenis agragat yang digunakan dalam campuran beton. Agregat Halus dengan ukuran kurang dari 4,75 mm dan agregat kasar dengan ukuran lebih dari 4,75 mm. Berdasarkan sumbernya, agregat dibagi menjadi agregat yang bersumber dari alam (Kerikil, batu, pasir alami) dan buatan ( Bijih besi, terak tanur tinggi, fly ash). Beton yang memiliki berat volume lebih dari 2800 kg/m³ termasuk kedalam beton berat. Beton yang dikategorikan kedalam beton ringan memiliki berat volum kurang dari 2000 kg/m³ dan beton normal memiliki berat volum berkisar antara 2200-2500 kg/m³. Agregat ada yang berbentuk halus, kasar, berbutir, bentuk sarang lebah dan berbentuk bulat, bersudut, pipih dan panjang.

Ukuran Agregat Maksimum

• Untuk meningkatkan kekuatan, semakin besar ukuran agregat, maka semakin kecil kebutuhan airnya.

• Agregat > 38.1 mm menyebabkan kekuatan yang semakin meningkat, namun daerah lekat berkurang sehingga dapat beresiko terjadi penurunan kekuatan.

•  Agregat > 40 mm dapat menimbulkan resiko segregasi

• Standar pembatasan struktural agregat : 

ACI 318 dan PBI 1989 : Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary

Agregat memiliki beberapa persyaratan untuk bisa digunakan sebagai campuran beton. Adapun persyaratan agregat untuk digunakan sebagai campuran beton adalah sebagai berikut:

1. Tidak bersifat reaktif sehingga dapat bertahan dari serangan kimia dan menjadikan beton lebih kuat.
2. Susunan gradasi yang memenuhi syarat,
3. Tidak mengandung bahan yang berpengaruh buruk pada beton
4. Kekerasan memenuhi syarat

Sifat Agregat dan Standar yang Digunakan

1. Gradasi atau distribusi ukuran 
• Standar pengujian : 
• SNI 03-1968-1990 : Metode pengujian tantang analisis saringan agregat halus dan kasar.
• ASTM C136-1992 : Test Method for Sieve Analysis of Fine and Coarse Aggregates. 
2. Abrasi
• Standar pengujian :
• SNI 03-2147-2008 : Metode Pengujian Kehalusan Agregat dengan Mesin Abrasi Los Angeles.
• ASTM C131-1989 : Standard Test Method for Resistance to Degradation of small size coarse aggregate by Abrasion and Impact in the Los Angeles machine (AASHTO no. T96).
3. Kekekalan (Soundness)
• Standar pengujian :
• SNI 03-3407-2008 : Metode Pengujian Sifat Kekekalan Bentuk Batu terhadap Larutan Natrium.
• ASTM C88-1990 : Test Method for Soundness of Aggregates by Use of Sodium Sulfate or Magnesium Sulfate.
4. Reaktifitas rekasi agregat-alkali
• Standar pengujian :
• ASTM C227-1990 : metode mortar bar, Test Method for Potential Alkali Reactivity of Cement-Agregate Combinations.
• ASTM C289-1987 : metode kimia, Test Method for Potential Alkali Silica Reactivity of Aggregates.

5. Reaktifitas dengan kotoran dan material berbahaya
• Standar pengujian :
• Kotoran organik dari gula
• ASTM C40-1992 : Test Method for Organic Impurities in Fine Aggregates for Concrete.
• SNI 03-2816-1992      :Metode Pengujian Kotoran Organik dalam Pasir untuk Campuran Mortar atau Beton.
• Gula
• AS 1141, section 35 : Method for Sampling and Testing Aggregates.
• Material < 75µm
• ASTM C117-90 : Test Method for Material Finer than 75-mm (No. 200) Sieve in Mineral Aggregates by Washing.
• SNI 03-4142-1996 : Metode Pengujian Jumlah Bahan dalam Agregate yang Lolos Saringan Nomor 200 (0,0075 mm).

• Partikel ringan
• AS 1141, section 31 : Method for Sampling and Testing Aggregates.
• SNI 03-3416-1994 : Metode Pengujian Partikel Ringan dalam Agregat.
• ASTM C123-1990 : Test Method for Lightweight Particles in Aggregate.
5. Reaktifitas garam-garam larut

• Air Campuran Beton : semua air dapat digunakan untuk bahan campuran beton, kecuali air yang tidak memenuhi syarat :
• Kuat tekan beton pada umur 7-28 hari < 28% menggunakan air
• Standar :

BS 3148:1980 : Method of Test for Water for Making Concrete (including notes on the suitability of the water).

• Perbedaan waktu ikat awal menggunakan air 
• Standar :
• BS 3148:1980 : Method of Test for Water for Making Concrete (including notes on the suitability of the water).            

Berikut ini beberapa kepanjangan dari singkatan singkatan diatas serta penjelasannya

1. ASTM merupakan singkatan dari American Society for Testing and Material, dibentuk pertama kali pada tahun 1898 oleh sekelompok insinyur dan ilmuwan untuk mengatasi bahan baku besi pada rel kereta api yang selalu bermasalah. Sekarang ini, ASTM mempunyai lebih dari 12.000 buah standar. Standar ASTM banyak digunakan pada negara-negara maju maupun berkembang dalam penelitian akademisi maupun industri.
   
   Pada evaluasi atau pengukuran suatu besaran, terdapat beberapa prosedur yang harus dilakukan dengan benar supaya hasilnya dapat dipertanggungjawabkan. Prosedur – prosedur itu sendiri akan mengikuti salah satu standar baku yang ditetapkan oleh suatu badan atau otoritas tertentu, misalnya ASTM (American Society for Testing and Materials), JIS (Japan Industrial Standards), BS (British Standard),  DIN (Jerman), atau SNI (Standar Nasional Indonesia).

2. Metode American Concrete Institute (ACI) mensyaratkan suatu campuran perancangan beton dengan mempertimbangkan sisi ekonomisnya dengan memperhatikan ketersediaan bahan-bahan di lapangan, kemudahan pekerjaan, serta keawetan kekuatan dan pekerja beton. Cara ACI melihat bahwa dengan ukuran agregat tertentu, jumlah air perkubik akan menentukan tingkat konsistensi dari campuran beton yang pada akhirnya akan mempengaruhi pelaksanaan pekerjaan (workability).

3. PBI merupakan singkatan dari Peraturan Beton Indonesia. Sampai saat ini yang masih menjadi acuan dalam pelaksanaan pekerjaan kostruksi beton adalah 2 peraturan, yaitu peraturan lama Standar Beton Indonesia PBI dan peraturan baru : SNI, secara teknis ketika peraturan baru disahkan maka peraturan lama akan ditinggalkan namun dalam praktik dilapangan peraturan lama masih diminati oleh sebagian insinyur/sarjana di indonesia.

4. Standar Nasional Indonesia (disingkat SNI) adalah satu-satunya standar yang berlaku secara nasional di Indonesia. SNI dirumuskan oleh Komite Teknis (dulu disebut sebagai Panitia Teknis) dan ditetapkan oleh BSN.

5. Australian Standard (AS) telah dikembangkan untuk bangunan dan industri konstruksi, yang menambah keamanan, efisiensi dan efektivitas biaya bangunan di Australia. Sebuah standar adalah dokumen yang memberikan peraturan, pedoman dan spesifikasi teknis sering rinci untuk kegiatan yang dilakukan di industri.

6. British Standards (BS) adalah suatu standar yang diterbitkan oleh BSI British Standards, suatu divisi dari BSI Group. Keberadaannya dinyatakan dalam suatu Royal Charter dan secara formal ditunjuk sebagai badan standardisasi nasional (national standards body) untuk Britania Raya. BSI Group dimulai pada tahun 1901 dengan nama Engineering Standards Committee untuk menstandardisasi industri besi untuk membuat pabrikan Britania lebih efisien dan kompetitif. Dengan berjalannya waktu, standar berkembang ke berbagai aspek rekayasa, termasuk sistem kualitas, keselamatan, dan keamanan.

Sifat dan Karakteristik Beton

Sifat-Sifat Beton Basah adalah sebagai berikut :

1. Workabilitas, Merupakan ukuran kemudahan suatu adukan beton ditempatkan pada cetakannya. Faktor faktor yang harus dipikirkan pada pemilihan workabilitas adalah :
   1. Bentuk dan ukuran elemen struktur
   2. Jarak penulangan
   3. Detail lainnya yang berhubungan dengan pengecoran dan pemadatan
   Faktor-faktor yang mempengaruhi workabilitas adalah :
   1. Kandungan air
   2. Ukuran agregat dan gradasinya
   3. Perbandingan semen dan agregat
   4. Kandungan admixture
   5. Kehalusan semen
2. Konsistensi, Adalah ukuran kekenyalan suatu adukan beton. Metode yang biasanya dipakai untuk mengukur konsistensi adalah pengujian slump
3. Slump, Adalah perbedaan ketinggian adukan beton pada cetakan yang berbentuk kerucutnterpancung dan ketinggian adukan beton setelah dilepaskan dari cetakan kerucut tersebut. slumo biasanya digunakan sebagai ukuran workabilitas, tapi hubungan ini tidak mutlak

sumber: http://junaidawally.blogspot.co.id/2013/05/karakteristik-dari-sifat-mekanik-beton.html

http://tukangbata.blogspot.co.id

http://andykasipil.blogspot.co.id

https://en.wikipedia.org

http://www.ilmusipil.com

04 Beton Lanjutan.pdf