BETON

PENDAHULUAN

Beton adalah Batuan buatan yang terjadi sebagai hasil pengerasan suatu campuran tertentu dari semen, air dan agregat (batu pecah, kerikil, dan pasir).

Sejarah penemuan teknologi beton  dimulai dari :

• Aspdin (1824) Penemu Portland Cement;
• J.L Lambot (1850 ) memperkenal konsep dasar konstruksi komposit (gabungan dua bahan konstruksi yang berbeda yang bekerja bersama – sama memikul beban);
• F. Coignet (1861) melakukan uji coba penggunaan pembesian pada konstruksi atap, pipa dan kubah;
• Gustav Wayss & Koenen ( 1887) serta Hennebique memperkenalkan sengkang sebagai penahan gaya geser dan penggunaan balok “ T ” untuk mengurangi beban akibat  berat sendiri;
• Neuman  melakukan analisis letak garis netral;
• Considere menemukan manfaat kait pada ujung tulangan; dan
• E. Freyssinet memperkenalkan dasar – dasar beton pratekan.

Contoh Pemakaian Konstruksi Beton pada Jamannya

• Bangunan kubah Pantheon didirikan th 27 SM;
• Pemakaian Pot bunga dari beton yang menggunakan kawat anyaman (produk dipatenkan oleh Joseph Monier tahun 1867);
• Pembuatan kapal beton yang dilengkapi penulangan (tahun 1855);
• Jembatan Lamnyong-Darussalam; dan
• Menara Masjid Raya Baiturrahman Banda Aceh.

Sejarah Analisis dasar perhitungan di Indonesia

• PBI 1955 – PBI 1971  yang lebih dikenal dengan perhitungan lentur cara – n; dan
• SK SNI 1991 ( T-15-1991-03) tentang Standar  Tata Cara Perhitungan Struktur Beton.

Sifat Beton

• Campuran semen dengan air merupakan media pengikat
• Agregat sebagai bahan pengisi (tidak mengadakan reaksi. Beton yang baik agregat harus terbungkus seluruhnya oleh pasta semen begitu pula rongga-rongganya)
• Kwalitas beton sangat tergantung pada kwalitas pastanya. maksudnya pasta tersebut harus mempunyai kekuatan keawetan dan tahan terhadap air
• Perbandingan air, semen dan agregat harus tepat

Klasifikasi Beton

• Berdasarkan volume beton dibedakan atas:

1. Beton biasa (Ordinary concrete) : 1,80 g/cm3
2. Beton ringan (Light weight concrete) : 0,6 – 1,8 g/cm3
3. Beton penyekat panas (Heat insulation concrete) : 0,6 g/cm3

• Berdasarkan pemakaian dibedakan atas:

1. Beton biasa = Beton bertulang (Reiforced concrete) untuk konstruksi-konstruksi yang memikul beban
2. Beton bangunan air : Dalam pembuatan pintu air, terusan dsb
3. Beton khusus : Beton asam, tahan panas dsb

Sifat-sifat Dasar Beton

• Beton harus memenuhi kekuatan yang direncanakan
• Campuran beton harus mempunyai suatu mibilitas tertentu
• Campuran beton tidak boleh mengalami segregasi (pemisahan selama pengecoran)

Kekuatan Beton

• Beton sangat tahan terhadap tekanan dibanding terhadap gaya-gaya lainnya. kuat tekan merupakan ciri yang terpenting dari kuat tidaknya beton
• Kuat tekan beton tergantung

Klasifikasi Adukan

• Adukan rigid (Kenyal) : dipakai dalam pembuatan beton bertulang
• Adukan yang tidak begitu plastis : dipakai untuk bangunan teknik air, jalan dsb
• Adukan beton plastis : Massa merupakan pasta

Beton dibedakan dalam 2 kelompok besar yaitu:

• Beton keras

Sifat-sifat beton keras yang penting adalah kakuatan karakteristik, kekuatan tekan, tegangan dan regangan, susut dan rangkak, reaksi terhadap temperatur, keawetan dan kekedapan terhadap air . Dari semua sifat tersebut yang terpenting adalah kekuatan tekan beton karena merupakan gambaran dari mutu beton yang ada kaitannya dengan strukturt beton. Berbagai test uji kekuatan dilakukan pada beton keras ini antara lain:

1. Uji kekuatan tekan (compression test);
2. Uji kekuatan tarik belah (spillting tensile test);
3. Uji kekuatan lentur;
4. Uji lekatan antara beton dan tulangan; dan
5. Uji Modulus Elastisitas dan lain sebagainya.

Sifat – sifat mekanis beton keras adalah :

A. Sifat jangka pendek atau sesaat
1. Kekuatan tekan.

• Kuat tekan beton dipengaruhi oleh :
• Perbandingan air semen dan tingkat pemadatannya.
• enis semen dan kualitasnya .
• Jenis dan lekak – lekuk bidang permukaan agregat.
• Umur (pada keadaan normal kekuatan bertambah sesuai dengan umurnya).
• Suhu (kecepatan pengerasan beton bertambah dengan bertambahnya suhu).
• Efisiensi dan perawatan.

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

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

B. Sifat jangka panjang
1. Rangkak
    Rangkak adalah penambahan terhadap waktu akibat beton yang bekerja.
Faktor – faktor yang mempengaruhi rangkak adalah:
a. Kekuatan
    Rangkak dikurangi bila kenaikan kekuatan semakin besar
b. Perbandingan campuran
    Bila fas dan volume pasta semen berkurang maka rangkak berkurang.
c. Agregat
d. Rangkak bertambah bila agregat makin halus)
e. Perawatan
f. Umur
g. Kecepatan rangkak berkurang sejalan dengan umur beton

2. Susut
Susut adalah berkurangnya volume elemen beton karena terjadi kehilangan uap air ketika terjadi penguapan. Faktor – faktor yang mempengaruhi besarnya susut adalah :
a. Agregat sebagai penahan susut pasta semen
b. Faktor air semen (semakin besar fas semakin besar pula efek susut)
c. Ukuran elemen beton (kelajuan dan besarnya susut akan berkurang bila volume elemen betonnya semakin besar)
d. Kondisi lingkungan
e. Banyaknya penulangan
f. Bahan tambahan.

• Beton segar

Ada 2 hal yang harus dipenuhi ketika membuat beton:

1. Sifat-sifat yang harus dipenuhi dalam jangka waktu lama oleh beton yang mengeras, seperti kekuatan, keawetan, dan kestabilan volume; dan
2. Sifat-sifat yang harus dipenuhi dalam jangka waktu pendek ketika beton dalam kondisi plastis (workability) atau kemudahan pengerjaan tanpa adanya bleeding dan segregation.

Walaupun begitu adalah penting untuk mendapatkan beberapa dari sifat workabilitas karena penting untuk control kualitas. Pengukuran workabilitas yang telah dikembangkan antara lain:

1. Slump test;
2. Compaction test;
3. Flow test;
4. Remoulding test;
5. Penetration test; dan
6. Mixer test.

Parameter-parameter yang paling mempengaruhi kekuatan beton adalah:

• Kualitas semen;
• Proporsi semen dalam campuran beton;
• Kekuatan dan kebersihan agregat;
• Ikatan/adhesi antar pasta semen dan agregat;
• Pencampuran yang cukup dari bahan-bahan pembentuk beton; dan
• Pemadatan beton dan perawatan. 

Seperti disebutkan oleh L.J. Murdock dan K.M. Brock bahwa “kecakapan tenaga kerja adalah salah satu faktor penting dalam produksi suatu bangunan. 3 kinerja yang dibutuhkan dalam pembuatan beton:

• Memenuhi kriteria konstruksi yaitu mudah dikerjakan dan dibentuk serta mempunyai nilai ekonomi;
• Kekuatan tekan tinggi; dan
• Durabilitas atau keawetan tinggi.   

Agregat yang dipakai  untuk campuran beton :

• Agregat halus ( pasir ) dengan diameter maksimal 1 cm; dan
• Agregat kasar ( split ) dengan diameter 2 cm atau lebih.

Hal – hal penting yang berkaitan dengan sifat – sifat beton segar adalah :

1. Kemudahan pengerjaan ( workability )

Sifat ini merupakan ukuran dari tingkat kemudahan adukan untuk diaduk, diangkut, dituang dan dipadatkan.
Unsur – unsur yang mempengaruhi sifat kemudahan pengerjaan beton segar :
a. Jumlah air yang dipakai dalam campuran adukan beton.
b. Makin banyak air yang dipakai makin mudah beton segar dikerjakan.
c. Penambahan semen kedalam campuran yang diikuti dengan bertambahnya air pada campuran untuk memperoleh nilai fas tetap.
d. Gradasi campuran pasir dan kerikil.
e. Pemakaian butir maksimum kerikil.
f. Pemakaian butir – butir batuan yang bulat.

2. Pemisahan kerikil.

Kecenderungan butir – butir kerikil untuk memisahkan diri dari campuran adukan beton disebut segregation.
Kecenderungan pemisahan kerikil dapat diperbesar dengan cara:
a. Mengurang semen pada campuran adukan beton
b. Menambah jumlah air.
c. Memperbesar butir kerikil.
d. Memperkasar permukaan kerikil.

Pemisahan kerikil dari adukan beton kurang baik setelah beton mengeras Untuk mengurangi kecenderungan pemisahan kerikil tersebut maka diusahakan hal – hal sebagai berikut:
a. Memberikan air secukupnya ( sesuai dengan kebutuhan )
b. Adukan beton jangan dijatuhkan dengan ketinggian terlalu tinggi
c. Cara pengangkutan, penuangan maupun pemadatan harus mengikuti cara yang betul.

3. Pemisahan air

Kecenderungan air untuk naik ke atas (memisahkan diri) pada beton segar yang baru saja dipadatkan disebut bleeding.
Pemisahan air dapat dikurangi dengan cara – cara berikut:
a. Memberi lebih banyak semen.
b. Menggunakan air sesedikit mungkin.
c. Menggunakan pasir lebih banyak

Kelebihan Beton

• Dapat dibentuk sesuai keinginan;
• Mampu memikul beban tekan yang berat;
• Tahan terhadap temperatur tinggi; dan
• Biaya pemeliharaan rendah/ kecil.

Kekurangan Beton

• Bentuk yang sudah dibuat sulit diubah;
• Pelaksanaan pekerjaan membutuhkan ketelitian yang tinggi;
• Berat;
• Daya pantul suara besar;
• Membutuhkan cetakan sebagai alat pembentuk;
• Tidak memiliki kekuatan tarik;
• Setelah dicampur beton segera mengeras; dan
• Beton yang mengeras sebelum pengecoran, tidak bisa didaur ulang.

Menurut SNI-15-1990-03, untuk penggunaan beton dengan kekuatan tidak lebih dari 10 MPa boleh menggunakan campuran 1 pc:2 psr:3 batu pecah/split dengan slump untuk pengukuran pengerjaannya tidak lebih dari 100 mm.

Pengerjaan beton dengan kekuatan tekan hingga 20 MPa boleh menggunakan penakaran volume, tetapi pengerjaan beton dengan kekuatan tekan lebih dari 20 MPa harus menggunakan campuran berat.    

Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Kuat Tekan Beton

a. Pengaruh cuaca berupa pengembangan dan penyusutan yang diakibatkan oleh pergantian   panas dan dingin.
b. Daya perusak kimiawi, seperti air laut (garam), asam sulfat, alkali, limbah, dan lain-lain.
c. Daya tahan terhadap aus (abrasi) yang disebabkan oleh gesekan orang berjalan kaki, lalu lintas, gerakan ombak, dan lain-lain.

Zat – Zat yang Mengurangi Kekuatan Beton

Ditinjau dari aksinya, zat – zat yang berpengaruh buruk pada beton dapat dibedakan menjadi tiga yaitu:
a. Zat yang mengganggu proses hidrasi semen
b. Zat yang melapisi agregat sehingga mengganggu terbentuknya lekatan yang baik antara  agregat dan pasta semen
c. Butiran – butiran yang tidak tahan cuaca yang bersifat lemah dan menimbulkan reaksi kimia antara agregat dan pastanya.

Zat – zat pengganggu ini dapat berupa kandungan organik, lempung atau bahan – bahan halus lainnya, misalnya silt atau debu pecahan batu, garam, shale, lempung, kayu, arang, pyrites (tanah tambang yang mengandung belerang), dan lain – lain.

Evaluasi Pekerjaan Beton

            Kekuatan beton yang diproduksi di lapangan cenderung bervariasi dari adukan ke adukan. Besar variasi tergantung pada berbagai faktor antara lain:
a. Variasi mutu bahan (agregat) dari satu adukan dengan adukan berikutnya
b. Variasi cara pengadukan
c. Stabilitas pekerja

            Pengawasan terhadap mutu beton yang dibuat di lapangan dilakukan dengan cara membuat diagram hasil uji kuat tekan beton dari benda – benda uji yang diambil selama pelaksanaan. Dalam buku “Perencanaan Campuran dan Pengendalian Mutu Beton” (1994) tercantum bahwa beton yang dibuat dapat dinyatakan memenuhi syarat (mutunya tercapai) jika kedua persyaratan berikut terpenuhi:
a. Nilai rata – rata dari semua pasangan hasil uji (yang masing – masing pasangan terdiri dari empat hasil uji kuat tekan) tidak kurang dari (fc’+0,82 Sc).
b. Tidak satupun dari hasil uji tekan (rata – rata dari dua silinder) kurang dari 0,85fc’.

 Jika salah satu dari dua persyaratan tersebut di atas tidak terpenuhi, maka untuk adukan berikutnya harus diambil langkah – langkah untuk meningkatkan kuat tekan rata – rata betonnya.
           Khusus jika persyaratan kedua yang tidak terpenuhi maka selain memperbaiki adukan beton berikutnya harus pula diambil langkah – langkah untuk memastikan bahwa daya dukung struktur beton yang sudah dibuat masih tidak membahayakan terhadap beban yang akan ditahan.

Langkah – langkah itu antara lain:
a. Analisis ulang struktur berdasarkan kuat tekan beton sesungguhnya (actual)
b. Uji tidak merusak (non-destructive test), misalnya dengan Schmidt Rebound Hammer (Hamer Test), Pull-out Tet, Ultrasonic Pulse Velocity Test, atau semi destructive test, yaitu uji bor inti, dan sebagainya