BAHAN - BAHAN DALAM PEMBENTUKAN BETON

Bahan pembentuk beton dibagi menjadi 2, yang pertama bahan utama yaitu semen, agregat dan air serta bahan tambahan (admixture).

A. Bahan Utama

Bahan utama pembentuk beton adalah semen, air, agregat halus dan agregat kasar. Semen dan air sebagai bahan aktif berfungsi sebagai pengikat. Jika semen dan air diaduk maka akan menghasilkan pasta. Kemudian pasta tersebut diharapkan dapat mengikat agregat kasar dan agregat halus lalu mengeras menjadi seperti batu.

Kombinasi jumlah dan kualitas dari bahan pembentuk beton tersebut sangat mempengaruhi kuat tekan beton. Beberapa contoh komposisi dan kualitas yang tidak sesuai akan menyebabkan beberapa hal berikut:

·        Komposisi air yang terlalu banyak akan menyebabkan air tidak menyatu dengan semen dan bergerak keatas semen (bleeding). 

·        Agregat yang terlalu banyak kandungan lumpur. Jika kandungan lumpur terlalu banyak, juga akan melemahkan kuat tekan Beton.

·        Agregat yang terlalu banyak kandungan air juga dapat melemahkan kuat tekan beton karena hal ini dapat mempengaruhi water to cement ratio yang telah direncanakan di awal.

 

Sesuai dengan gambar dibawah ini, semen portland dan air akan menghasilkan pasta semen. Jika pasta itu dicampur dengan agregat halus maka akan menjadi mortar. Kemudian jika Pasta semen dicampur dengan agregat halus dan agregat kasar maka akan menjadi beton.  (Sujatmiko, 2019)

    Gambar 1. Proses terjadinya Beton

Selain kekuatan pasta semen, hal lain yang perlu menjadi perhatian adalah agregat. Proporsi campuran agregat dalam beton adalah sekitar 60-75%, sehingga pengaruh agregat akan menjadi besar, baik dari sisi ekonomi maupun dari sisi tekniknya. Semakin baik mutu agregat yang digunakan, secara linear dan tidak langsung akan menyebabkan mutu beton menjadi baik, begitu juga sebaliknya jika melihat fungsi agregat dalam campuran beton hanya sebagai pengisi maka diperlukan suatu sifat yang saling mengikat dan saling mengisi (interlocking) yang baik, hal ini dapat tercapai jika bentuk permukaan dan bentuk agregatnya memenuhi syarat yang diberikan baik itu syarat ASTM, ACI maupun SII. Agregat yang digunakan dalam beton yang berfungsi sebagai bahan pengisi, namun karena presentase agregat yang besar dalam volume campuran, maka agregat memberikan kontribusi terhadap kekuatan beton.  (Sujatmiko, 2019)

Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan beton terhadap agregat (Sujatmiko, 2019):

1.         Perbandingan agregat dan semen campuran

2.         Kekuatan agregat

3.         Bentuk dan ukuran

4.         Tekstur permukaan

5.         Gradasi

6.         Reaksi kimia, dan

7.         Ketahanan terhadap pahnas

B. Bahan tambahan (Admixture)

Bahan tambahan (admixture) adalah bahan/material selain air, semen dan agregat yang ditambahkan ke dalam beton atau mortar sebelum atau selama pengadukan. Bahan tambah biasanya hanya digunakan untuk memperbaiki sifat-sifat beton, baik saat beton dalam keadaan segar ataupun saat beton mengeras nantinya. Banyaknya dan komposisi kimia dari bahan tambah akan menyebabkan karakteristik yang berbeda terhadap kinerja beton yang diharapkan. Admixture digunakan untuk memodifikasi sifat dan karakteristik beton.

 

Secara umum ada dua jenis bahan tambah yaitu bahan tambah berupa mineral (additive) dan bahan tambah kimiawi (chemical admixture). Bahan tambah admixture ditambahkan pada saat pengadukan atau pada saat pengecoran. Sedangkan bahan tambah additive ditambahkan pada saat pengadukan. Bahan tambah admixture biasanya dimaksudkan untuk mengubah perilaku beton pada saat pelaksanaan atau untuk meningkatkan kinerja beton pada saat pelaksanaan. Untuk bahan tambah additive digunakan dengan tujuan perbaikan kinerja kekuatannya.

 

Menurut ACI Committee 212.1R-8 (Revised 1986) yang selalu diperbaiki sejak 1944, 2954, 1963, 1971. Jenis bahan tambah untuk beton dikelompokkan dalam 5 kelompok yaitu: accelerating, air-entraining, water reducer and set-controlling, finely devided mineral dan miscellaneous.

C. BEBERAPA ALASAN PENGGUNAAN BAHAN TAMBAH

Beberapa tujuan yang penting dari penggunaan bahan tambah ini menurut manual of concrete practice dalam admixtures and concrete (ACI.212.1R-8, Revised 1986) antara lain:

a)     Memodifikasi Beton Segar, Mortar dan Grouting

 

Ø Menambah sifat kemudahan pekerjaan tanpa menambah air atau mengurangi kandungan air dengan sifat pengerjaan yang sama.

Ø Menghambat atau mempercepat waktu peningkatan awal dari campuran beton.

Ø Mengurangi atau mencegah secara preventif penurunan atau perubahan volume beton.

Ø Mengurangi segregasi

Ø Mengembangkan dan meningkatkan sifat penetral dan pemompaan beton segar.

Ø Mengurangi kehilangan nilai slump

Ø   

 

b)     Memodifikasi Beton Keras, Mortar dan Grouting

 

Ø Menghambat atau mengurangi ekolusi panas selama pengerasan awal (beton muda).

Ø Mempercepat laju pengembangan kekuatan beton pada umur muda.

Ø Menambah kekuatan beton (kuat tekan, kuat lentur atau kuat geser dari beton).

Ø Menambah sifat keawetan beton atau ketahanan dari gangguan luar termasuk serangan garam – garam sulfat.

Ø Mengurangi kapilaritas dari air.

Ø Mengurangi sifat permeabilitas.

Ø Mengontrol pengembangan yang disebabkan oleh reaksi dari alkali termasuk alkali dalam agregat.

Ø   

Ø Menghasilkan struktur beton yang baik.

Ø Menambah kekuatan ikatan beton bertulang.

Ø Mengembangkan ketahanan gaya impact (berulang) dan ketahanan abrasi.

Ø Mencegah korosi yang terjadi pada baja (embedded metal).

Ø Menghasilkan warna tertentu pada beton atau mortar

D. ASPEK EKONOMI PENGGUNAAN BAHAN TAMBAH

         Penambahan bahan tambah dalam sebuah campuran beton atau mortar tidak mengubah komposisi yang besar dari bahan yang lainnya, karena penggunaan bahan tambah ini cenderung merupakan pengganti atau substitusi dari dalam campuran beton itu sendiri.

         Karena tujuannya memperbaiki atau mengubah sifat dan karakteristik tertentu dari beton atau mortar yang akan dihasilkan, maka kecenderungan perubahan komposisi dalam berat – volume tidak terasa secara langsung dibandingkan dengan komposisi awal beton tanpa bahan tambah.

Penambahan biaya mungkin baru bisa terasa efeknya pada saat pengadaan bahan tambah tersebut yang meliputi biaya transportasi, penempatannya dilapangan dan biaya diluar dari biaya yang langsung tetap menjadi perhatian dalam aspek ekonominya.

E. PERHATIAN PENTING DALAM PENGGUNAAAN BAHAN TAMBAH

          Penggunaan bahan tambah dalam sebuah campuran beton harus dikonfirmasikan dengan standar yang berlaku seperti SNI, ASTM, atau ACI. Selain itu, yang terpenting adalah memperhatikan petunjuk dalam manualnya jika menggunkaan bahan ”paten” yang diperdagangkan.

Beberapa evaluasi yang perlu dilakukan jika menggunakan bahan tambah:

a)   Penggunaan semen dengan tipe yang khusus

b)   Penggunaan satu atau lebih bahan tambah

c)   Petunjuk umum mengenai penggunaan atau temperatur yangt diijinkan pada saat pengadukan dan pengecoran

Selanjutnya hal yang menjadi perhatian adalah:

 

a)   Penggantian tipe semen atau sumber dari semen atau jumlah dari semen yang

digunakan atau memodifikasi gradasi agregat, atau proporsi campuran yang diharapkan

b)   Banyak bahan tambah mengubah lebih dari satu sifat beton, sehingga kadang – kadang justru merugikan

c)   Efek bahan tambah sangat nyata untuk mengubah karakteristik beton misalnya FAS, tipe dan gradasi agregat, tipe dan lama pengadukan.

F. JENIS BAHAN TAMBAH

         Secara umum bahan tambah yang digunakan dalam beton dapat dibedakan menjadi dua yaitu bahan tambah yang bersifat kimiawi (chemical admixture) dan bahan tambah yang bersifat mineral (additive).

         Bahan tambah admixture ditambahkan saat pengadukan dan atau saat pelaksaaan pengecoran (placing) sedangkan bahan tambah aditif yaitu yang bersifat mineral ditambahkan saat pengadukan dilaksanakan.

         Bahan tambah ini biasanya merupakan bahan tambah kimia yang dimasukkan lebih banyak mengubah perilaku beton saat pelaksanaan pekerjaan jadi dapat dikatakan bahwa bahan tambah kimia (chemical admixture) lebih banyak digunakan untuk memperbaiki kinerja pelaksanaan.

Bahan tambah aditif merupakan bahan tambah yang lebih banyak bersifat penyemenan jadi bahan tambah aditif lebih banyak digunakan untuk perbaikan kinerja kekuatannya.

a)  Bahan Tambah Kimia

Menurut standar ASTM. C.494 (1995:254) dan Pedoman Beton 1989 SKBI.1.4.53.1989 (Ulasan Pedoman Beton 1989:29), jenis bahan tambah kimia dibedakan menjadi tujuh tipe bahan tambah.

Pada dasarnya suatu bahan tambah harus mampu memperlihatkan komposisi dan unjuk kerja yang sama sepanjang waktu pekerjaan selama bahan tersebut digunakan dalam racikan beton sesuai dengan pemilihamn proporsi betonnya (PB, 1989:12). Jenis dan definisi bahan tambah kimia ini sebagai berikut:

 

Tipe A ”Water – Reducing Admixtures”

     

            Water – Reducing Admixtures adalah bahan tambah yang mengurangi air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu.

 

Water – Reducing Admixture digunakan antara lain untuk dengan tidak mengurangi kadar semen dan nilai slump untuk memproduksi beton dengan nilai perbandingan atau rasio faktor air semen yang rendah. Atau dengan tidak mengubah kadar semen yang digunakan dengan faktor air semen yang tetap maka nilai slump yang dihasilkan dapat lebih tinggi. Hal lain juga dimaksudkan dengan mengubah kadar semen tetapi tidak mengubah faktor air semen dan slump.

Pada kasus pertama dengan mengurangi faktor air semen secara tidak langsung akan meningkatkan kekuatan tekannya karena dalam banyak kasus dengan faktor air semen yang rendah akan meningkatkan kekuatan beton.

Pada kasus kedua dengan tingginya nilai slump yang didaptkan akan memudahkan penuangan adukan (placing) atau dengan hal ini waktu penuangan adukan dapat diperlambat. Pada kasus ketiga dimasukkan untuk mengurangi biaya karena penggunaan semen yang lebih kecil (marther, Bryant., 1994:494-495).

Bahan tambah pengurang air dapat berasal dari bahan organik ataupun campuran anorganik untuk beton tanpa udara (non-air-entrained) atau dengan udara dalam hal mengurangi kandungariair campuran.

            Selain itu bahan tambah ini dapat digunakan untuk memodifikasi waktu pengikatan beton atau mortar sebagai dampak perubahan faktor air semen. Komposisi dari campuran bahan tambah ini diklasifikasikan secara umum menjadi 5 kelas:

1.   Asam lignosulfonic dan kandungan garam-garam.

2.   Modifikasi dan turunan asam lignosulfonic dan kandungan garam-garam.

3.   Hydroxylated carboxylic acids dan kandungan garamnya.

4.   Modifikasi hydroxylated carboxylic acids dan kandungan garamnya.

5.   Material lain seperti:

Material inorganik seperti seng, garam-garam, barak, fosfat, klorida.

·     Asam amino dan turunannya,

·     Karbonhidrat, polisakarin dan gula asam.

·     Campuran polimer, seperti eter, turunan melamic, naptan, silikon, hidrokarbon-sulfat.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan bahan tambah ini adalah air yang dibutuhkan, kandungan air, konsistensi, bleeding dan kehilangan air pada saat beton segar, laju pengerasan, kekuatan tekan dan lentur, ketahanan terhadap perubahan volume,

susut pada saat pengeringan. Berdasarkan hal tersebut, menjadi penting untuk melakukan pengujian sebelum pelaksanaan pencampuran terhadap bahan tambah tersebut.

 

Tipe B ”Retarding Admixture”

         Retarding Admixtures adalah bahan tambah yang bermngsi untuk menghambat waktu pengikatan beton. Penggunanya untuk menunda waktu pengikatan beton {setting time) misalnya karena kondisi cuaca yang panas, atau memperpanjang waktu untuk pemadatan untuk menghindari cold joints dan menghindari dampak penurunan saat beton segar pada saat pengecoran dilaksanakan.

 

Tipe C ”Accelerating Admixture”

         Accelerating Admixtures adalah bahan tambah yang bermngsi untuk mempercepat pengikatan dan pengembangan kekuatan awal beton. Bahan ini digunakan untuk mengurangi lamanya waktu pengeringan (hidrasi) dan mempercepat pencapaian kekuatan pada beton. Accelerating Admixtures yang paling terkenal adalah kalsium klorida. Bahan kimia lain yang berfungsi sebagai pemercepat antara lain adalah senyawa-senyawa garam seperti klorida, bromida, karbonat, silikat dan terkadang senyawa organik lainnya seperti tri-etanolamin. Perlu ditekankan bahwa kalsium klorida jangan digunakan jika korosi progresif dari tulangan bajadapat terjadi. Dosis maksimum adalah 2 dari berat semen yang digunakan.

Penggunaan bahan tambah pemercepat laju pengerasan harus didasarkan atas pertimbangan ekonomi dengan membandingkan pada penggunaan bahan tambah lain seperti, bandingkan dengan penggunaan semen Tipe III, penggunaan semen yang lebih banyak, penggunaan metode perawatan dan proteksi yang berbeda, penggunaan bahan air dan agregat yang panas. Secara umum, kelompok bahan tambah ini dibagi menjadi tiga: (1). Larutan garam organik

(2). Larutan campuran organik

(3). Material miscellaneous.

 

Tipe D ”Water Reducing and Retarding Admixture”

         Water Reducing and Retarding Admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi ganda yaitu mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu dan menghambat pengikatan awal.

         Water Reducing and Retarding Admixtures yaitu pengurang air dan pengontrol pengeringan (Water Reducing Admixture). Bahan ini digunakan untuk menambah kekuatan beton. Bahan ini juga akan mengurangi kandungan semen yang sebanding dengan pengurangan kandungan air. Bahan ini hampir semuanya berwujud cair.

         Air yang terkandung dalam bahan ini akan menjadi bagian dari air campuran beton. Jadi, dalam perencanaan air ini hams ditambahkan sebagai berat air total dalam campuran beton. Perlu ditekankan bahwa perbandingan antara mortar dengan agregat kasar tidak boleh berubah.

         Perubahan kandungan air, atau udara, atau semen, harus diatasi dengan perubahan kandungan agregat halus sehingga volume tidak berubah.

 

Tipe E ”Water Reducing and Accelerating Admixture”

         Water Reducing and Accelerating Admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi ganda yaitu mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilan beton yang konsistensinya tertentu dan mepercepat pengikatan awal.

         Bahan ini digunakan untuk menambah kekuatan beton. Bahan ini juga akan mengurangi kandungan semen yang sebanding dengan pengurangan kandungan air artinya FAS yang digunakan tetap dengan mengurangi kadar air. Bahan ini hampir semuanya berwujud cair. Air yang terkandung dalam bahan ini akan menjadi bagian dari air campuran beton. Jadi, dalam campuran perencanaan air ini harus di tambahkan sebagai berat air total dalam campuran beton. Perlu ditekankan bahwa perbandingan antara mortar dengan agregat kasar tidak boleh berubah. Perubahan kandungan air, atau udara, atau semen, harus diatasi dengan perubahan kandungan agregat halus sehingga volume tidak berubah Pemercepat waktu pengikatan didalam bahan tambah kimia ini untuk mempercepat sehingga untuk beton yang menggunakan bahan tambah ini akan dihasilkan waktu pengikatan cepat dan kadar air yang rendah dalam FAS. Kondisi yang dikehendaki adalah kuat tekan beton yang tinggi tetapi kecepatan pengikatan yang dinginkan dapat lebih tinggi.

         Fungsinya untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu, sebanyak 12% atau lebih. Kadar pengurangan air dalam bahan ini lebih tinggi sehingga diharapkan kekuatan beton yang dihasilkan lebih tinggi dengan air yang sedikit, tetapi tingkat kemudahan pekerjaan juga lebih tinggi. Jenis bahan tambah ini dapat berupa superplasticizer. Bahan jenis ini pun termasuk

dalam bahan kimia tambahan yang baru, dan disebut sebagai "bahan tambahan kimia pengurang air". Tiga jenis plastisizer yang dikenal adalah :

(1). kondensi sulfonat melamin formadehid dengan kandungan klorida sebesar 0.005%,

(2). sulfonat nafthalin formaldehid dengan kandungan klorida yang dapat diabaikan 

(3). modifikasi lignosulfonat tanpa kandungan klorida. Ketiga jenis bahan tambahan tersebut dibuat dari sulfonat organik dan disebut superplastisizer, karena dapat mengurangi pemakaian air pada campuran beton dan meningkatkan slump beton sampai 8 inch (208 mm) atau lebih. Dosis yang disarankan adalah 1% sampai 2% dari berat semen. Dosis yang berlebihan akan menyebabkan menurunnya kekuatan tekan beton.

 

Tipe   G   ”Water   Reducing,   High   Range   Retarding Admixture”

         Water Reducing, High Range Retarding Admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu, sebanyak 12% atau lebih dan juga untuk menghambat pengikatan beton. Jenis bahan tambah ini merupakan gabungan superplasticizer dengan menunda waktu pengikatan beton. Biasanya digunakan untuk kondisi pekerjaan yang sempit karena sedikitnya sumber daya yang mengelola beton yang disebabkan oleh keterbatasan ruang kerja.

 

b)  Bahan Tambah Mineral (additive)

         Bahan tambah mineral ini merupakan bahan tambah yang dimaksudkan untuk memperbaiki kinerja beton. Pada saat ini, bahan tambah mineral ini lebih banyak digunakan untuk memperbaiki kinerja tekan beton, sehingga bahan tambah mineral ini cenderung bersifat penyemenan. Beberapa bahan tambah mineral ini adalah pozzollan, fly ash, slag, dan silica fume. Beberapa keuntungan penggunaan bahan tambah mineral ini antara lain (Cain, 1994: 500-508):

Ø memperbaiki kinerja workability

Ø mengurangi panas hidrasi

Ø mengurangi biaya pekerjaan beton

Ø mempertinggi daya tahan terhadap serangan sulfat

Ø mempertinggi daya tahan terhadap serangan reaksi alkali-silika

Ø mempertinggi usia beton

Ø mempertinggi kekuatan tekan beton

Ø mempertinggi keawetan beton

Ø mengurangi penyusutan

Ø mengurangi porositas dan daya serap air dalam beton

 

Abu Terbang Batu Bara

         Menurut ASTM C.618 (ASTM, 1995:304) abu terbang (fly ash)didefinisikan sebagai butiran halus hasil residu pembakaran batubara atau bubuk batu bara. Fly ash dapat dibedalkan menjadi dua, yaitu abu terbang yang normal yang dihasilkan dari pembakaran batubara antrasit atau batubara bitomius dan abu terbang kelas C yang dihasilkan dari batubara jenis lignite atau subbitumeus. Abu terbang kelas C kemungkinan mengandung kapur (lime) lebih dari 10% beratnya. Kandungan kimia yang dibutuhkan dalam fly ash tercantum dalam Tabel 5 1 (ASTM C.618-95:305).

 

Slag

Slag merupakan hasil residu pembakaran tanur tinggi. Definisi slag dalam ASTM. C.989, Standard spesification for ground granulated Blast-Furnace Slag for use in concrete and mortar", (ASTM, 1995: 494) adalah produk non-metal yang merupakan material berbentuk halus, granular hasil pembakaran yang kemudian didinginkan, misalnya dengan mencelupkannya dalam air.

Keuntungan penggunaan slag dalam campuran beton adalah sebagai berikut (Lewis, 1982).

1.   Mempertinggi kekuatan tekan beton karena kecenderungan melambatnya kenaikan kekuatan tekan.

 

2.   Menaikkan ratio antara kelenturan dan kuat tekan beton.

 

3. Mengurangi variasi kekuatan tekan beton.
4. Mempertinggi ketahanan terhadap sulfat dalam air laut.

5.     Mengurangi serangan alkah-silika.

6.     Mengurangi panas hidrasi dan menurunkan suhu.

7.     Memperbaiki penyelesaian akhir dan memberi wama cerah pada beton.

8.     Mempertinggi keawetan karena pengaruh perubahan volume.

9.     Mengurangi porositas dan serangan klorida.

 

 

Daftar Pustaka

1.   Ilmu Bahan Bangunan, Kanisius, 1999.

2.   Perencanaan Struktur Beton Bertulang Tahan Gempa, Rachmat Purwono, itspress, 2005.

3.   Seni Konstruksi, Mario Salvadori, Pakar Raya, 2009.

4.   Teknik Bangunan, Daryanto, Rineka Cipta, 2009.

5.   Teknologi Beton, Tri Mulyono, Andi Offset, 2009.

6.   Konstruksi Kayu, Daryanyo, Satu Nusa, 2010.