BAB II - eprints.unisnu.ac.ideprints.unisnu.ac.id/1580/3/3. BAB II.pdf · konstruksi umum yang...
Transcript of BAB II - eprints.unisnu.ac.ideprints.unisnu.ac.id/1580/3/3. BAB II.pdf · konstruksi umum yang...
-
5 Universitas Islam Nahdlatul Ulama
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Beton
Menurut pedoman Beton 1989, Draf konsesus (SKBI.1.4.53, 1989:4-5)
beton didefinisikan sebagai campuran semen portland atau sembarang semen
hidrolik yang lain, agregat halus, agregat kasar, dan air dengan atau tanpa
menggunakan bahan tambahan. Macam dan jenis beton menurut bahan
pembentukannya beton normal, bertulang, pra-cetak, pra-tekan, beton ringan,
beton tanpa tulang, beton fiber dan lainnya.
Proses awal terjadinya beton adalah pasta semen yaitu proses hidrasi
antara air dengan semen, selanjutnya jika ditambahkan dengan agregat halus
menjadi mortar, dan jika ditambahkan dengan agregat kasar menjadi beton.
Penambahan material lain akan membedakan jenis beton, misalnya yang
ditambahkan adalah tulang baja akan terbentuk beton bertulang.
Bagan 2.1 Proses Terjadinya Beton (Tri Mulyono,2004:136)
SEMENPORLAND
AIR
PASTASEMEN
AGREGATHALUS
MORTAR
AGREGAT KASARKKKKKHHGAKKKKKKASARKASAR
HALUS
BETON
JENIS BETON
DI TAMBAHKANTULANGAN,
SERAT, AGREGATRINGAN,
PRESTRESS,PRECAST, DLL
DENGAN ATAU TIDAKMENGGUNAKAN BAHAN TAMBAH
BETON BERTULANG,BETON SERAT, BETON
RINGAN, BETONPRESTESS, BETONPRACETAK, DLL.
-
6 Universitas Islam Nahdlatul Ulama
2.2. Keat Tekan Beton (f’c)
Kekuatan beton dianggap sifat yang paling penting dalam berbagai
kasus. Beton baik dalam menahan tegangan tekan dari pada jenis tegangan
lain, dan umumnya pada perencanaa nstruktur beton memanfaatkan sifatini
(Antoni dan Nugraha, 2007).
Kuat tekan beton adalah besarnya beban persatuan luas yang
menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani denga ngaya tekan
tertentu, yang dihasilkan oleh mesin tekan (SNI 03-1974-1990).
Pengujian kekuatan tekan beton dilakukan dengan menggunakan Mesin
tekan. Benda uji diletakkan pada bidang tekan pada mesin secara sentris.
Pembebanan dilakukan secara perlahan sampai beton mengalami kehancuran.
fc′ =
Keterangan:
Fc′ = Kuat tekan beton (Kg/cm2)
P = Berat beban Maksimum (Kg)
A =Luas permukaan benda uji (cm2)
2.3. Kelebihan dan kekurangan beton
Dalam keadaan yang mengeras, beton bagaikan batu karang dengan
kekuatan tinggi. Dalam keadaan segar, beton dapat diberi bermacam bentuk,
sehingga dapat digunakan untuk membentuk seni arsitektur atau semata-mata
untuk tujuan dekoratif. Beton juga akan memberikan hasil akhir yang bagus
jika pengolahan akhir dilakukan dengan cara khusus, umpamanya diekspose
agregatnya (agregat yang mempunyai bentuk yang bertekstur seni tinggi
diletakkan dibagian luar, sehingga nampak jelas pada permukaan betonnya).
Selain tahan terhadap serangan api seperti yang telah disebutkan diatas, beton
juga tahan terhadap pengrusakan yang disebabkan oleh reaksi kimia. Secara
umum kelebihan dan kekurangan beton (sumber:Tri Mulyono,2004:4) adalah:
-
7 Universitas Islam Nahdlatul Ulama
1. Kelebihan beton :
a. Dapat dengan mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi
b. Mampu memikul beban yang berat
c. Tahan terhadap temperatur yang tinggi
d. Biaya pemeliharaan yang kecil
2. Kekurangan beton :
a. Bentuk yang telah dibuat sulit diubah
b. Pelaksanaan pekerjaan membutuhkan ketelitian yang tinggi
c. Berat
d. Daya pantul suara yang besar
e. Kurang kuat terhadap gaya tarik
2.4. Material Pembentukan Beton
2.4.1. Semen
Semen adalah bahan yang mempunyai sifat adhesif maupun
kohesif, yaitu bahan pengikat. Menurut Standar Industri Indonesia, SII
0013-1981, definisi semen portland adalah semen hidrolis yang
dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker yang terutama terdiri
dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidraulis bersama bahan-
bahan yang biasa digunakan, yaitu gypsum.
Semen Portland adalah bahan konstruksi yang paling banyak
digunakan dalam pekerjaan beton. Menurut ASTM C-150,1985,
semen portland didefinisikan sebagai semen hidrolik yang dihasilkan
dengan menggiling klinker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik,
yang umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium sulfat
sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-sama dengan bahan
utamanya.
-
8 Universitas Islam Nahdlatul Ulama
Tabel 2.1Komposisi Umum Oksida-Oksida Semen Portland Jenis I
No Oksida NotasiPendek
Nama Umum %Berat
1 CaO C Kapur 632 SiO2 S Silika 223 Al2O3 A Alumina 64 Fe2O3 F Ferrit Oksida 2,55 MgO M Magnesia 2,66 K2O K Alkalis 0,67 Na2O N Disodium oksida 0,38 SO2 S Sulfur dioksida 2,09 CO2 C Karbon dioksida -10 H2O H Air -
Sumber : Antoni dan Nugroho, 2007.
Kandungan senyawa yang terdapat dalam semen akan
membentuk karakter dan jenis semen. Semen memenuhi persyratan
mutu portland Composite Cement SNI 15-7064-2004 yaitu:
1. Tipe I, semen portland yang dalam penggunaannya tidak
memerlukan persyaratan khusus seperti jenis-jenis lainnya.
Fungsi semen portland type I digunakan untuk keperluan
konstruksi umum yang tidak memakai persyaratan khusus
terhadap panas hidrasi dan kekuatan tekan awal. Cocok dipakai
pada tanah dan air yang mengandung sulfat 0, 0% – 0, 10 % dan
dapat digunakan untuk bangunan rumah pemukiman, gedung-
gedung bertingkat, perkerasan jalan, struktur rel, dan lain-lain.
2. Tipe II, semen portland yang dalam penggunaannya
memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang.
Fungsi semen portland type II digunakan untuk konstruksi
bangunan dari beton massa yang memerlukan ketahanan sulfat
( Pada lokasi tanah dan air yang mengandung sulfat antara 0, 10
– 0, 20 % ) dan panas hidrasi sedang, misalnya bangunan
dipinggir laut, bangunan dibekas tanah rawa, saluran irigasi,
beton massa untuk dam-dam dan landasan jembatan.
-
9 Universitas Islam Nahdlatul Ulama
3. Tipe III, semen portland yang dalam penggunaannya
memerlukan kekuatan awal yang tinggi dalam fase permulaan
setelah pengikatan terjadi, misalnya untuk pembuatan jalan
beton, bangunan-bangunan tingkat tinggi, bangunan-bangunan
dalam air yang tidak memerlukan ketahanan terhadap serangan
sulfat.
4. Tipe IV, semen portland yang dalam penggunaannya
memerlukan panas hidrasi yang rendah. Oleh karena itu semen
jenis ini akan memperoleh tingkat kuat beton dengan lebih
lambat ketimbang Portland tipe I. Tipe semen seperti ini
digunakan untuk struktur beton masif seperti dam gravitasi besar
yang mana kenaikan temperatur akibat panas yang dihasilkan
selama proses curing merupakan faktor kritis.
5. Tipe V, semen portland yang dalam penggunaannya
memerlukan ketahanan yang tinggi terhadap sulfat. Fungsi
semen portland type V dipakai untuk konstruksi bangunan-
bangunan pada tanah/ air yang mengandung sulfat melebihi 0,
20 % dan sangat cocok untuk instalasi pengolahan limbah
pabrik, konstruksi dalam air, jembatan, terowongan, pelabuhan,
dan pembangkit tenaga nuklir.
2.4.2. Agregat
Penjelasan didalam SNI-15-1991-03, agregat didefinisikan
sebagai material granular, misalnya pasir, kerikil dan batu pecah yang
dipakai bersama-sama dengan satu media pengikat untuk membentuk
beton semen hidrolik atau adukan. Dalam struktur beton biasanya
agregat biasa menempati kurang lebih 70 % – 75 % dari volume beton
yang telah mengeras.
-
10 Universitas Islam Nahdlatul Ulama
Pada umumnya, semakin padat agregat-agregat tersebut
tersusun, semakin kuat pula beton yang dihasilkannya, daya tahannya
terhadap cuaca dan nilai ekonomis dari beton tersebut. Atas dasar
inilah gradasi dari ukuran-ukuran partikel dalam agregat mempunyai
peranan yang sangat penting untuk menghasilkan susunan beton yang
padat.
Faktor penting yang lainnya ialah bahwa permukaannya
haruslah bebas dari kotoran seperti tanah liat, lumpur dan zat organik
yang akan memperoleh ikatannya dengan adukan semen dan juga
tidak boleh terjadi reaksi kimia yang tidak diinginkan diantara
material tersebut dengan semen.
Agregat yang digunakan untuk beton harus memenuhi
persyaratan sebagai berikut:
1. Ketentuan dan persyaratan dari SII 0052-80
“Mutu dan Cara Uji Agregat Beton”. Bila tidak tercangkup dalam
SII 0052-80 maka agregat harus memenuhi ASTM C33
“Specification for Structural Concrete Agregates”.
2. Ketentuan dari ASTM C330 “Specification for Light Weight
Agregates for Structural Concrete” , untuk agregat dan struktur
beton.
Berdasarkan ukurannya, agregat dapat dibedakan menjadi:
1. Agregat halus, diameter 0 – 5 mm disebut pasir, yang dibedakan
Pasir halus : Ø 0 – 1 mm
2. Pasir kasar : Ø 1 – 5 mm
3. Agregat kasar, diameter ≥ 10 mm, biasanya berukuran antara 10 –
20 mm yang disebut kerikil.
-
11 Universitas Islam Nahdlatul Ulama
2.4.3. Air
Air yang dimaksud disini adalah air yang digunakan sebagai
campuran bahan bangunan, harus berupa air bersih dan tidak
mengandung bahan-bahan yang dapat menurunkan kualitas beton.
Menurut PBI 1971, persyaratan dari air yang digunakan
sebagai campuran bahan bangunan adalah sebagai berikut :
1. Air untuk pembuatan dan perawatan beton tidak boleh mengandung
minyak, asam alkali, garam-garam, bahan-bahan organik atau
bahan lain yang dapat merusak daripada beton.
2. Apabila dipandang perlu maka contoh air dapat dibawa ke
Laboratorium Penyelidikan Bahan untuk mendapatkan pengujian
sebagaimana yang dipersyaratkan.
3. Jumlah air yang digunakan adukan beton dapat ditentukan dengan
ukuran berat dan harus dilakukan setepat-tepatnya.
Air yang digunakan untuk proses pembuatan beton yang paling
baik adalah air bersih yang memenuhi persyaratan air minum. Air
yang digunakan dalam proses pembuatan beton jika terlalu sedikit
maka akan menyebabkan beton akan sulit untuk dikerjakan, tetapi jika
kadar air yang digunakan terlalu banyak maka kekuatan beton akan
berkurang dan terjadi penyusutan setelah beton mengeras.
Untuk memperoleh kepadatan beton dengan rasio air semen
yang rendah sebaiknya menggunakan alat penggetar adukan
(vibrator). Menjaga kelembaban dan panas agar dapat konstan
sewaktu proses hidrasi berlangsung, misalnya dengan menutupi
permukaan dengan karung basah.
-
12 Universitas Islam Nahdlatul Ulama
2.4.4. Pasir Sungai Bandungharjo
Sungai Bandungharjo terletak di selatan Jalan Bandungharjo
Desa Bandungharjo Kecamatan Donorojo Kabupaten Jepara dapat
dilihat pada Gambar berikut:
Lokasi Pengambilan Pasir
Gambar 2.1Peta Lokasi Sungai Bandungharjo
-
13 Universitas Islam Nahdlatul Ulama
Gambar 2.2Lokasi Sungai Bandungharjo
Titik pengambilan material diambil dari deposit pasir yang
tersebar di wilayah aliran Sungai Bandung Harjo. Deposit pasir
tersebut merupakan material endapan yang terbawa oleh aliran air
ketika terjadi banjir. Proses pengambilan pasir Sungai Bandungharjo
di lakukan oleh warga sekitar lokasi pengambilan pasir.
2.4.5. Bottom ash unit 3 dan unit 4 PLTU Tanjung Jati B Jepara
Bottom ash adalah limbah hasil pembakaran batu bara dimana
jumlahnya akan terus menambah selama industri terus berproduksi.
Penanganan limbah ini dilakukan dengan cara menimbunnya di lahan
kosong sehingga apabila volume limbah se]makin bertambah maka
semakin luas pula area yang diperlukan untuk menimbunnya. Selain
itu penanganan limbah dengan cara penimbunan penimbunan dapat
berpotensi bahaya bagi lingkungan dan masyarakat sekitar seperti,
logam-logam dalam abu batu bara tertiup angin sehingga mengganggu
pernafasan.
LokasiPengambilanPasir
-
14 Universitas Islam Nahdlatul Ulama
Uji pendahuluan bertujuan untuk mengetahui karakteristik
awal dari bahan yang akan dibuat beton sehingga bisa menjadi acuan
dalam melakukan analisis. Pengujian karaktristik awal pada bottom
ash batu bara meliputi kadar hasil pengujian berikut.
(Indriyani,dkk,2015).
Tabel 2.2Hasil Laboratorium bottom ash unit 3 dan 4 PLTU
Tanjung Jati B JeparaNo Parameter Unit Test
ResultTest Method
1 SiO2 % wt 49.11 ASTM D 4326 - 112 Al2O3 % wt 25.62 ASTM D 4326 - 113 FE2O3 % wt 8.80 ASTM D 4326 - 114 TiO2 % wt 0.90 ASTM D 4326 - 115 CaO % wt 6.42 ASTM D 4326 - 116 MgO % wt 2.88 ASTM D 4326 - 117 K2O % wt 1.74 ASTM D 4326 - 118 Na2O % wt 3.16 ASTM D 4326 - 119 SO3 % wt 0.09 ASTM D 4326 - 1110 MnO2 % wt 0.04 ASTM D 4326 - 1111 P2O5 % wt 0.26 ASTM D 4326 - 1112 Moisture
Content% wt 18.58 PO – MOM – 02
13 L O I % wt 0.46 PO – MOM – 0314 Oil
Content% wt 0.03 Destilation/Gravimetric
15 UnbernedCarbon
% wt 0.20 Infrared absorptiometricMethod
Test Size Unit On Pass
Manual /ASTM
Mesh No. 100 (0.149mm)
%wt73.88 26.12
Mesh No. 200 (0.074mm)
%wt78.52 21.48
Mesh No. 325 (0.044mm)
%wt81.56 18.44
Sumber: Sertifikat Laboratorium Sucofindo No.17734/EOBOAI, 201
Komposisi kimia dari Bottom Ash sebagian besar tersusun dari
unsur-unsur Si, Al, Fe, Ca, serta Mg, S, Na dan unsur kimia yang lain.
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Moulton (1973), didapat
-
15 Universitas Islam Nahdlatul Ulama
bahwa kandungan garam dan pH yang rendah dari Bottom Ash
dapat menimbulkan sifat korosi pada struktur baja yang bersentuhan
dengan campuran yang mengandung Bottom Ash. Selain itu rendahnya
nilai pH yang ditunjukkan oleh tingginya kandungan sulfat yang
terlarut menunjukkan adanya kandungan pyrite (iron sulfide) yang
besar.(Achmad,dkk,2014)
2.4.6 Penelitian-Penelitian Terdahulu.
A. Pengaruh campuran bottom ash dan lama perendaman air laut terhadap
kuat tekan pada silinder beton (Achmad,dkk,2014)
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh campuran
spesi semen dan bottom ash terhadap nilai kuat tekan beton dengan
variasi camuran 0%, 10%, 20%, 25% dan direndam di air laut dengan
dengan durasi waktu 7, 14, dan 28 hari.
Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini adalah :
1. Adanya pengaruh dari pemanfaatan bottom ash sebagai peganti
semen terhadap kuat tekan beton silinder. Komposisi campuran
bottom ash 10% terjadi kekuatan optimal pada kuat tekan beton
silinder. Sedangkan kekuatan paling minimum terdapat pada
kadar bottom ash 25 %.
2. Lamanya perendaman dengan menggunakan air laut mempunyai
pengaruh yang terlalu signifikan terhadap nilai kuat tekan pada
silinder beton.
B. Pengaruh beberapa jenis pasir terhadap kekuatan beton
(Mukhlis,dkk,2013)
Dalam penelitian ini akan diuji pengaruh jenis-jenis pasir terhadap
kekuatan beton. Jenis pasir yang digunakan adalah pasir laut, pasir besi,
dan pasir duku dengan umur 3,14 dan 28 hari. Perbandingan campuran
yang digunakan adalah 1 pc : 2ps :3kr dan 1pc :2ps :4kr.
Dari penelitian yang dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa :
-
16 Universitas Islam Nahdlatul Ulama
1. Kuat tekan beton dengan menggunakan komposisi campuran 1 : 2 : 3
untuk bahan pasir besi dan pasir laut yang dimulai dari umur 3,14 dan
28 hari, memberikan nilai yang semakin meningkat pada nilai kuat
tekan beton seiring dengan bertambahnya umur beton. Sedangkan
penggunaan pasir duku, nilai kuat tekan beton yang dihasilkan kurang
memuaskan.
2. Kuat tekan beton dengan menggunakan komposisi campuran 1 : 2 : 4
untuk bahan pasir besi dan pasir laut yang dimulai dari umur 3,14 dan
28 hari, semakin meningkat kuat tekan betonnya seiring dengan
bertambahnya umur beton.
3. Kuat tekan beton yang mutunya paling baik dipergunakan pada
penggunaan komposisi 1 : 2 : 3 terhadap jenis pasir besi dan pasir laut.
Sedangkan pada penggunaan komposisi 1:2:4 yaitu terhadap
penggunaan bahan pasir duku.
4. Pengaruh meningkatnya nilai kuat tekan beton yaitu dari nilai berat
jenis yang dimiliki beberapa jenis pasir, kadar lumpur yang diperoleh
setiap jenis pasir dan kekerasan permukaan atu ukuran jenis pasir dll.
C. Pengaruh campuran kadar bottom ash dan lama perendaman air laut
terhadap kapasitas lentur balok (Wisnu,dkk,2014)
Penelitian tentang cara pemanfaatan limbah bottom ash sebagai
pengganti semen dalam pencampuran beton. Penelitian ini dilakukan
dengan pengujian kuat tekan silinder dan kuat tekan lentur pada balok,
adapun perendaman dengan menggunakan air laut dengan perendaman
7,14, dan 28 hari. Sedangkan variasi campuran bottom ash adalah 0%,
10%, 20%, dan 25%.
Dari hasil penelitian tersebut dapat diambil kesimpulan sebagai
berikut:
1. Pengaruh penambahan bottom ash sebagai pengganti semen
yang belum terencana secara sempurna menyebaban nilai kuat
tekan beton tersebut belum mencapai nilai kuat tekan sesuai
dengan yang direncanakan.
-
17 Universitas Islam Nahdlatul Ulama
Dari hasil pengujian didapat campuran bottom ash dengan
kadar prosentase 10% memiliki nilai kapasitas lentur yang
paling besar dan pada campuran bottom ash 25% memilikinilai
kapasitas lentur yang paling rendah.
2. Lama perendaman dengan menggunakan air laut pengaruhnya
tidak terlalu signifikan terhadap nilai kapasitas lentur pada
balok.