BAB II : Teknologi Bahan Konstruksi Beton

BAB II : Variasi Beton

BETON MUTU TINGGI

Pengertian Beton Mutu Tinggi Normal (NSC), Mutu Tinggi (HSC) dan Mutu Sangat Tinggi (VHSC)

Setelah kita masuk ke Bab Pengertian Beton secara umum. Kita merasa perlu untuk mengklasifikasikan beton-beton tersebut menurut penggolongannya masing-masing. Baik dari segi campurannya, sifat-sifatnya maupun kekuatannya.

Dalam Bab II ini, saya akan menjelaskan sedikit tentang pengklasifikasian beton menurut kekuatannya yang saya ambil dari pembelajaran saya di kuliah dan literatur-literatur yang saya baca, baik dari buku-buku perpustakaan, buku-buku pelajaran beton, dan Internet.

Klasifikasi beton menurut kekuatannya dibagi menjadi tiga, yakni beton mutu normal (NSC) yang berkekuatan antara 200-500 kg/cm2, beton mutu tinggi (HSC) yang berkekuatan 500-800kg/cm2, dan beton mutu sangat tinggi (VHSC) yang berkekuatan lebih dari 800 kg/cm2.

Di Indonesia, produksi beton untuk bangunan dan perumahan didominasi oleh beton dengan kekuatan 200-500 kg/cm2. Untuk beton tersebut bisa kita jumpai di pabrik precast dan balok-balok beton praktekan.

Konsep Desain Campuran Beton Mutu Tinggi

Sebelum kita menggunakan beton mutu tinggi sebagai elemen suatu konstruksi, kita harus mempertimbangkan beberapa hal, yakni tuntutan kebutuhan, keuangan, serta proporsi campuran yang akan digunakan. Oleh karena itu, kita harus tahu beberapa bahan-bahan untuk membuat beton mutu tinggi.

Bahan Dasar HSC dan VHSC

Pada dasarnya bahan beton untuk beton HSC dan VHSC hampir sama dengan beton normal, yakni pasta (semen), agregat kasar (batu pecah), agregat halus (pasir) dan air. Akan tetapi untuk memudahkan pengerjaan, membatasi jumlah volume rongga yang akan mempengaruhi kekuatan suatu beton tersebut. Maka digunakan bahan kimia tambahan dan bahan mineral tambahan tertentu dalam campuran beton, yaitu Superplastisizer (SP)/water reducer, fly ash (abu terbang), dan silica fume ( mikro silika). Namun, baru-baru ini teah dikembangkan pula nano silica.

Agregat

Agregat terbagi atas dua, yakni agregat halus dan agregat kasar. Biasanya untuk membuat beton kita memakai batu pecah dan pasir yang mempunyai peran terhadap kekuatan beton. Sifat-sifat agregat tersebut dapat mempengaruhi sifat-sifat beton, antara lain keawetan, kekuatan, susut dan rangkak, koefisien muai panas, konduktivitas, berat jenis modulus elastisitas, dan biaya. Biasanya untuk membuat HSC dan VHSC, ada persyaratan yang harus terpenuhi, yakni ASTM C33.

Selain itu, karena agregat merupakan bahan utama yang mendominasi campuran beton (60-80%), maka kita juga perlu memperhatikan mengenai syarat-syarat agregat yang baik. Misalkan mengenai bentuk, grading, surface, texture, mineralogi, dan kekerasannya.

Bahan Tambahan Mineral

Silica Fume dan Nano Silica

Silika fume merupakan material yang terdiri dari partikel halus dengan diameter rata-rata 1 mikrometer. Material ini merupakan hasil sampingan dari produksi silicon dan ferro silicon dan mempunyai kandungan silicon dioxyde yang tinggi. Berat jenis relatif silica fume umumnya berkisar antara 2,2-2,5.

Karena tingkat kehalusan dan kandungan silikanya yang cukup tinggi, silica fume termasuk material pozzolanik yang sangat reaktif. Sehingga pengunaan untuk silica fume dalam campuran beton berkisar antara 5-15% kandungan semen portland. Silica fume bereaksi secara pozzolanik dengan lime (Ca(OH)2) selama hidrasi dengan semen untuk membentuk senyawa kalsium silikat hidrat (CSH).

Kegunaan silika fume secara geometrical adalah kemampuannya mengisi rongga-rongga diantara bahan pasta ( grain of cement)(, dan mengakibatkan membaiknya distribusi ukuran pori dan berkurangnya total volume pori. Namun kenyataan di lapangan, ternyata penggunaan silika fume memiliki kekurangan. Beton yang mengandung silika fume mempunyai kecenderungan yang meningkat bahwa beton tersebut akan mengalami retak susut. Untuk itu kita bisa gunakan beberapa trik, yakni salahsatunya adalah beton silica fume yang masih segar harus secepatnya diberi perlindungan agar penguapan air yang cepat dapat dicegah. Penggunaan silica fume dapat menghasilkan beton yang kedap, awet dan berkekuatan tinggi.

Lalu tentang nano silika, tak jauh berbeda dengan silica fume. Hanya saja ukurannya yang sangat kecil (nanometer), membuat reaksi yang diharapkan menjadi lebih cepat, sehingga membuat waktu pengerjaan menjadi lebih cepat pula. Dan ukuran distribusi yang terisi menjadi lebih baik, sehingga kekuatannya menjadi lebih besar. Pengembangan nano silika di Indonesia saat ini hanya masih beberapa.

Keuntungan dan kerugian dari penggunaan silika fume :

    1. Kekuatan tekan hancurnya lebih tinggi.2. Kekuatan tariknya lebih tinggi.

    3. Rangkaknya lebih kecil.

    4. Regangan yang terjadi kecil.

    5. Susutnya kecil

    6. Modulus Elastisnya tinggi

    7. Ketahanan terhadap sulfat tinggi.

    8. Ketahanan terhadap serangan klorida tinggi

    9. Ketahanan terhadap keausan tinggi

    10. Permeabilitas lebih kecil.

Kendala pada saat penggunaan silika fume :

    1.pelaksanaan.

    2. bahaya kesehatan kerja.

    3. air entrainment.

    4. plastic shrinkage (susut plastk)

    5. quality control (pengendalian mutu)

Fly Ash

Abu terbang atau fly ash adalah hasil sampingan dari pembakaran batu bara pada pembangkit listrik tenaga uap. Dapat digunakan sebagai bahan campuran untuk semen karena kandungan mineralnya hampir sama dengan semen. Fly ash juga dapat digunakan sebagai pengganti semen. Di Indonesia sendiri sudah banyak pembuatan beton yang menggunakan fly ash karena harganya yang lebih murah dibanding semen.

Variasi pada sifat fisik fly ash sangat mempengaruhi sifat beton mutu tinggi yang dihasilkan. Oleh karena itu, material fly ash yan akan digunakan untuk beton mutu tinggi perlu dites terlebih dahulu di Labolatorium agar sifat keseragaman dan kesesuaiannya dengan bahan lain dapat diketahui.

Bahan Tambahan Kimia

Terkadang jika kita sudah mencoba mencampur beberapa bahan dasar serta mineral untuk memperkuat dan mempercepat proses pengerasan akan menimbulkan dampak yang tertentu pada saat beton berumur muda ( 1-14 hari) atau biasa kita sebut beton muda. Untuk itu kita memerlukan bahan tambahan kimia yang digunakan pada industri beton dalam memperbaiki sifat beton muda. Beberapa bahan tambahan kimia adalah water reducer (superplastisizer), air-entrainin agents, retarders dan accelerator.

Water Reducer (superplastisizer)

Penggunaan water reducer (superplstisizer) bertujuan unutuk mengurangi air campuran sebesar 5-20%. . Hal ini mengakibatkan mengecilnya perbandingan faktor air semen (dapat mencapai 0,25-0,40) yang dapat menimbulkan kerusakan pada beton mutu tinggi karena terlalu encer. Water reducer ini juga bisa dikombinasikan dengan retarder pada ready mix plent. Akan tetapi, kita perlu untuk meneliti kedua kandungan tersebut, terutama dalam pengecoran di daerah yang cukup panas.

Accelerator

Umumnya, accelerator jarang digunakan sebagai bahan tambahan kimia pada beton mutu tinggi. Accelerator mempunyai peran mempercepat pengerasan, di mana pembukaan bekisting perlu dilakukan lebih awal. Akan tetapi, penggunaannya dapat mempengaruhi pencapaian kekuatan beton pada kemudian hari.

11 responses to “BAB II : Teknologi Bahan Konstruksi Beton

  1. echm klw pengend tau apakah agregat bisa digunakan untuk beton mutu tinggi gimna dah.. pengujianya gimana… thanks be4

    • Terimakasih atas pertanyaannya nona Intan.
      Jadi memang untuk membuat beton dengan mutu tinggi yang mempunyai kekuatan 50-80 MPa memerlukan agregat yang tidak biasa. Yang saya lihat dari kebanyakan mahasiswa di Indonesia belum mampu membuat beton mutu tinggi. Sedangkan perusahaan pre-cast. Sebutlah Adhimix atau Holcim sudah dapat membuat jenis beton mutu tinggi ini.
      Agregat dibagi menjadi dua yakni agregat halus dan kasar. Pada umumnya hampir semua pasir(halus) dan kerikil(kasar) dapat digunakan sebagai agregat untuk beton mutu normal. Sedangkan untuk mutu tinggi, ada beberapa kriteria agregat yang saya dapatkan bukan dari literatur atau standar-standar tertentu. Namun dari pengalaman-pengalaman para ahli beton.
      Saya analogikan bahwa untuk membuat roti yang bermutu tinggi, diperlukan bahan-bahan dengan mutu tinggi pula. Jadi kita butuhkan bahan-bahan untuk beton tersebut yang ‘khusus’.
      Agar lebih jelas saya akan buatkan artikel untuk menjawab pertanyaan anda.
      Mohon maaf atas kekurangan jawaban saya ini. Terimakasih

  2. dimana bs mnemukan silika yg sdh mnnggunakn teknology nano (nano silika)?apkah silika (pasir kuarsa)yg djual dipasaran sdh mnggnkan teknology nano?

    selain mnngunakn mesin ball mill utk mndapatkn ukuran nano,apkh bs mngunakn mesin penghancur lainnya seperti Los Angeles ?
    trims…

    • Terimakasih atas pertanyaannya mbak neney.
      Untuk nano silika, sekarang sudah banyak tersedia di Pulau Jawa, mengingat banyak konstruksi yang membutuhkan kekuatan yang lebih. Ditambah adanya pemberian hak paten kepada Pak Taufiq .
      Beberapa di anataranya adalah PT.SILIKA Indonesia di Karawang dan PT.TAM Int. di Jakarta. Saya juga pernah mendengar ada produsen nanosilika di Semarang. Khusus PT.TAM Int. saya pernah mendapat hibah untuk produk mikrosilika dan superplastisizer pada saat akan mengikuti perlombaan LBN 2010 di Univ. Tarumanegara. Sungguh pengalaman yang luar biasa.
      Sedangkan apakah silika yang dijual dipasaran sudah menggunakan teknologi nano, jawabannya adalah belum. Karena memang untuk memproduksi silika berteknologi nano membutuhkan biaya tinggi dan peralatan khusus.
      Untuk pertanyaan yang ketiga. Memang jika kita lihat pada prinsip mesin ball mill dan Los Angeles hampir sama, yakni menggunakan bola-bola penghancur. Perbedaannya adalah ball mill memang khusus untuk nanosilika, sedangkan Los Angeles untuk percobaan agregat kasar dalam penelitian beton.
      Jadi jawabannya kemungkinan besar bisa. Tinggal kita menambahkan beberapa komponen lain seperti yang dikembangkan oleh Masayarakt Nanoteknologi Indonesia (MNI).

  3. saya ada pertanyaan yaitu kandungan bahan kimia apa saja yang sifatnya mempercepat mengerasnya beton? terima kasih sebelumnya

  4. saya sangat tertarik akan ulasan anda.mohon beritahu saya perkembangan selanjutnya khusus tentang nano teknologie, nanosilica.terima kasih sebelumnya.

    • Terimakasih atas pertanyaannya bung Barry. Penggunaan mikro-dan nanosilica atau nanotube mengarah pada perbaikan dalam tekan kekuatan beton kinerja tinggi. Ultrasonication adalah cara yang efektif untuk pencampuran, membasahi dan menyebar dari Nanomaterials di semen atau beton.
      Mikro silika secara luas digunakan dalam beton hari ini, mengarah pada kekuatan tekan yang lebih tinggi. Nanomaterials baru, seperti nano silika atau nanotube mengarah pada perbaikan lebih lanjut dalam perlawanan dan kekuatan.
      Ketika datang untuk perbaikan sifat beton, teknik pencampuran sama pentingnya dengan komposisi beton. Pencampuran adalah suatu langkah penting dalam produksi seragam yang menentukan kualitas beton. Meskipun berbagai pedoman dan peraturan, misalnya DIN EN 206 komposisi beton dan komponen-komponennya, proses sebenarnya mencampur semen dan pencampuran beton diserahkan kepada pengguna. Hal ini menentukan, bahwa air, semen dan tersebar secara merata admixtures dan didistribusikan ke skala yang baik dan cukup agglomerates. Memadai deagglomerasi menyebar atau hasil dalam sifat beton lebih rendah. Karena kadar air rendah dan dosis tinggi admixtures, pencampuran diri pemadatan beton (SCC) dan ultra kekuatan tinggi beton (UHPC) memerlukan waktu yang lebih lama pencampuran atau pencampuran yang lebih efektif lagi.
      Selama hidrasi semen hidrasi nano produk, seperti kalsium bentuk hydrates dalam pengerasan beton. Partikel nano silika atau nanotube berubah menjadi partikel nano semen selama solidifikasi dari beton. Partikel yang lebih kecil menyebabkan partikel jarak pendek dan lebih padat dan kurang menyerap materi. Hal ini meningkatkan kekuatan tekan dan mengurangi permeabilitas.
      Kerugian utama dari nanosize bubuk dan bahan-bahan, meskipun, adalah kecenderungan untuk membentuk dan membasahi aglomerasi selama pencampuran. Kecuali partikel individu baik bubar, aglomerasi partikel mengurangi permukaan yang terbuka mengarah ke sifat beton rendah.
      Mungkin hanya sedikit yang bisa saya jelaskan, maaf atas keterbatasan ilmu yang saya miliki. Terimakasih.

    • Menurut pendapat saya, Teknologi Bahan Konstruksi dapat diartikan sebagai pengembangan material konstruksi, seperti pasir, batu, kayu, baja, semen dan lain-lain, dengan suatu alat/cara yang nanti dapat kita manfaatkan dengan lebih efisien dan efektif.

      Mohon maaf jika kurang bisa menjawab pertanyaan Bung Thomy, sekali lagi itu adalah pendapat saya. Saya tidak sarankan sebagai referensi. Terimakasih.

  5. Seputar Teknologi Beton, terutama komposit. Apa yang menjadi kendala dalam pelaksanaan di lapangan, Pak Bagus?.
    Maaf jika pertanyaan saya mendasar, maklum masih D3 pak.

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s