TEKNOLOGI BAHAN I 1 Wed, March 13th 2011

Transkripsi

1 TEKNOLOGI BAHAN I Wed, March 13 th

2 1. Pendahuluan 2. Material Penyusun Beton (Semen, Agregat, Air, dan

3 Aspek ekonomi (murah) & teknik Perkembangan bidang konstruksi Kebutuhan material Penggunaan beton komposit (misal baja) 60% 3

4 Tidak ada beban Beton bertulang Terbeban Tidak ada beban Beton Prestress Terbeban Beton Bertulang (reinforced concrete)= Beton + Baja tulangan Beton Pratekan(presstressed concrete) = Beton bertulang + Baja prategang 4

5 Matriks komposisi Semen + Air + Agregat halus, misalnya pasir Pasta Semen /grout Mortar Beton + Agregat kasar, misalnya kerikil Kadang kala beton masih ditambah lagi dengan bahan kimia pembantu (admixture) untuk mengubah sifat-sifatnya ketika masih berupa beton segar (fresh concrete). Kata beton dalam bahasa Indonesia berasal dari kata yang sama dalam bahasa Belanda. Kata Concrete dalam bahasa Inggris berasal dari bahasa Latin concretus yang berarti tumbuh bersama atau menggabung menjadi satu. Dalam bahasa Jepang digunakan kata katau-zai, yang arti harafiahnya material-material seperti tulang; mungkin karena agregat mirip tulang-tulang hewan. 5

6 filler +/- Admixture Fungsi tertentu Agregat Air Beton Semen Menurut Peraturan Beton 1989 Beton adalah campuran semen Portland atau sembarang semen hidrolik yang lain, agregat halus, agregat kasar, dan air dengan atau tanpa menggunakan bahan tambahan. 6

7 Semen adalah bahan jadi yang mengeras dengan adanya air (semen hidrolis) yang memiliki sifat adhesif dan kohesif yang memungkinkan melekatnya fragmen-fragmen mineral menjadi suatu massa yang padat. Material semen telah banyak digunakan sejak zaman dahulu. Batu-batu besar direkatkan dengan gypsum, batu kapur, gamping, dan abu pozzolan 7

8 Distribusi Produksi Industri Semen Indonesia Tahun 2005 yang Mencapai 33,92 Juta Ton 8

9 Semen harus memenuhi salah satu dari ketentuan: SNI , Semen portland Spesifikasisemen blended hidrolis (ASTM C 595) "Spesifikasisemen hidrolisekspansif" (ASTM C 845) Yang harus diperhatikan dalam pelaksanaan; 1. Jenis struktur dan lokasi konstruksi, 2. Jenis/tipe semen yang akan dipakai(tipe I, II, III, IV, V), 9 3. Cara penyimpanan semen (PB 1989 : 13)

10 Semen (Portland Cement) adalah bahan bangunan yang bersifat hidrolis yaitu bersifat perekat, mengeras bila bereaksi dengan air, tahan dan stabil dalam air, yang diperoleh dari hasil penghalusan butiran2 klinker dengan tambahan gypsum. Semen dicampur air terjadi reaksi hidrasi saat pengikatan dan pengerasan panas hidrasi Bahan tambahan lain Kalsium oksida(cao) (60 67)% Klinker Batu kapur Silikon oksida(sio 2 ) (17 25)% Pasir silika Senyawa utama dalam semen : * C 3 S : (40 70)% * C 2 S : (15 45)% * C 3 A : (1 15)% * C 4 AF: (0 18)% * Bahan tambahan gypsum : (3 5)% Besi oksida (Fe 2 O 3 ) ( )% Kerak besi Aluminium oksida(al 2 O 3 ) (3-8)% Tanah liat 10

11 KECEPATAN HIDRASI SENYAWA SEMEN Reaksi hidrasi (%) C3A C3S C4AF C2S Waktu (jam) Senyawa C2S mempunyai kecepatan hidrasi yang paling lambat sehingga semen dengan proporsi C2S yang tinggi sering digunakan untuk pengecoran beton masif dengan skala besar, misalnya untuk dam atau pondasi rakit. 11

12 12

13 13

14 PROSES PEMBUATAN SEMENT PORTLAND Batu kapur = 70% Tanah liat = 15% Quartzite (silika) Oksida besi Pengeringan Pencampuran Penggilingan dihaluskan diproporsikan SEMENT PORTLAND Gypsum Suspensi Pra-pemanasan Dipanaskan hingga C Penggilingan dihaluskan Klinker didinginkan Rotary Kiln Dibakar pada C 14

15 Agregat harus memenuhi salah satu dari ketentuan: Spesifikasi agregat untuk beton (ASTM C 33) SNI , Spesifikasi agregat ringan untuk beton struktur. Ukuran maksimum nominal agregat kasar harus tidak melebihi: 1/5 jarak terkecil antara sisi-sisi cetakan, ataupun 1/3 ketebalan pelat lantai, ataupun 3/4 jarakbersihminimum antaratulangan-tulanganataukawat-kawat, bundel tulangan, atau tendon-tendon prategang atau selongsong-selongsong Agregat menempati sekitar 60% - 80% dari volume total beton, sehingga mempunyai pengaruh besar terhadap perilaku beton sesudah mengeras. Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan agregat : Mutu, Ketersediaan di lapangan, Harga, dan Jenis konstruksi. 15

16 Agregat pada umumnya tidak bebas dari bahan-bahan kotoran (lempung, lanau, arang batu, bahan organik, dll) yang dapat: o Menyulitkan pembuatan& pengecoran beton o Menghasilkan beton yang tidak awet atau beton dgn permukaan jelek o Mengurangi kekuatan beton Perludiperhatikan: GRADASI agregat gradasi bagus(agregat kecil dapat berfungsi sebagai pengisi celah antara agregatbesar) massabetonberfungsisebagaimassayang utuh, homogendanrapat Kuat Tekan Meningkat 16

17 17

18 Tujuan penggunaan air : o untuk memicu proses kimiawi dengan semen o membasahi agregat o melumas campuran agar lebih mudah pengerjaannya Sumber air : o Air hujan, air embun, air tanah, air permukaan, air laut 18

19 Adalah bahan atau zat kimia yang ditambahkan di dalam adukan beton pada tahap awal sewaktu beton masih segar. Tujuan penggunaan admixture memperoleh sifat-sifat beton yang diinginkan sesuai dengan tujuan dan keperluannya, diantaranya: Beton segar, mortar, grouting Beton keras, mortar, grouting -Memperbaiki kelecakan -Meningkatkan kuat tekan beton -Mengatur FAS -Meningkatkan sifat kedap air -Mengurangi penggunaan semen -Menambah sifat keawetan beton -Mencegah segregasi & bleeeding (pd lingk. agresif & kebakaran) -Mengatur waktu pengikatan awal -Mencegah korosi tulangan baja -Mengurangi perubahan volume beton -Menghasilkan warna tertentu 19

20 20

21 21

22 UmurBeton: kekuatan beton akan bertambah dengan naiknya umur beton. Kekuatan beton naik secara linier sampai umur 28 hari, setelah itu kenaikannya akan kecil. Biasanya kekuatan tekan rencana beton akan dihitung pada umur 28 hari. Umur beton(hari) Semen Portland biasa Semen Portland dengan kekuatan awal tinggi

23 23

24 PERSENTASE KOMPOSISI Beton yang baik: setiap butir agregat seluruhnya terbungkus dengan mortar Ruang antar agregat harus terisi oleh mortar. Jadi: kualitas pasta atau mortar menentukan kualiatas beton. Semen adalah unsur kunci dalam beton, jumlahnya 7-15 % dari camp. Beton Beton kurus/ lean concrete: beton yang jumlah semennya sedikit (sampai 7%) Beton Gemuk/rich concrete: beton dengan jumlah semen banyak (sampai 15%) 24

25 Kelebihan Kuat tekan tinggi Mudah dicetak Ekonomis Biaya pemeliharaan rendah Tahanlama Tahan terhadap temperatur tinggi Dapatdicorditempat Penyediaan material mudah Kekurangan Kuattarikrendah(10% dari kuat tekan) Perlu biaya tambahan untuk bekisting, perancah(cor di tempat) Berat(kekuatan persatuan berat atau volume relatif rendah) Daktilitas rendah Volume tidak stabil (tergantung waktu, rangkak dan susut) 25

26 Jenis Beton Beton sederhana (plain concrete) Beton normal (normal concrete) Beton prategang (prestressed concrete) Beton kuat tekan tinggi (high strength concrete) Beton kuat tekan sangat tinggi (very high strength concrete) Kuat tekan sampai 10 MPa MPa MPa MPa > 80 MPa 26

27 KEUNGGULAN BETON 1. Ketersediaannya (availability) material dasar. Biaya relatif murah. Agregat & air biasanya didapat dari lokal setempat. Semen merupakan bahan termahal yang bisa diproduksi dalam negeri. 2. Kemudahan untuk digunakan (versatility). Mudah diangkut (bahan dapat diangkut terpisah). Dapat dipakai untuk berbagai struktur, ex : bendungan, jalan, landasan, jembatan, gedung, bangunan air, dsb. 3. Kemampuan beradaptasi (adaptability) Bersifat monolit sehingga tidak memerlukan sambungan. Dapat dicetak dengan bentuk dan ukuran berapapun. Dapat diproduksi dengan berbagai cara yang disesuaikan dengan situasi sekitarnya. 4. Kebutuhan pemeliharaan yang Minimal. Durability beton cukup tinggi. Lebih tahan karat sehingga tidak perlu dicat seperti baja. Lebih tahan terhadap kebakaran. 27

28 Kelemahan Beton & Cara Mengatasinya 1. Berat sendiri beton besar, sekitar kg/m3. 2. Kekuatan tariknya rendah meskipun kekuatan tekannya besar. 3. Beton cenderung untuk retak karena semen hidraulis. Baja tulangan bisa berkarat, meskipun tidak terekspose separah struktur baja. 4. Kualitas sangat tergantung cara pelaksanaan di lapangan. Beton yang baik maupun yang buruk dapat terbentuk dari rumus dan campuran yang sama. 5. Struktur beton sulit untuk dipindahkan. Pemakaian kembali atau daur ulang sulit dan tidak ekonomis. Dalam hal ini struktur baja lebih unggul, misalnya tinggal melepas sambungannya saja. 1. Untuk elemen struktur: membuat beton mutu tinggi, beton pratekan, atau keduanya, sedangkan untuk elemen nonstruktur dapat memakai beton ringan. 2. Memakai beton bertulang atau pratekan. 3. Melakukan perawatan (curing) yang baik untuk mencegah terjadinya retak, memakai beton pratekan, atau memakai bahan tambahan yang mengembang (expansive admixture) 4. Mempelajari teknologi beton dan melakukan pengawasan dan kontrol kualitas yang baik. Bila perlu bisa memakai beton jadi (ready mix) atau beton pracetak. 5. Beberapa elemen struktur dibuat pracetak (precast) sehingga dapat dilepas per elemen seperti baja. Kemungkinan untuk melakukan beton recycle sedang dioptimasikan. 28

29 Beton pracetak Beton prategang Beton siklop Jenis beton Beton bertulang Beton ringan Betonnon pasir 29

30 30

31 Semen Agregat Air Admixture Penakaran (penimbangan) Pengadukan beton(mixing) Sesuai hasil perhitunganmix design Alat biasa Truk(mix design di pabrik) Pengangkutan (transporting) 31

32 Harus kontinu agar mutu beton seragam Pengecoran Pemadatan (compacting) Cara manual Cara mekanik: vibrator Normal Dipercepat Perawatan (curing) 32

33 # Campuran 1 : 3 : 5 (K175) Semen : Pasir : Kerikil # Campuran 1 : 2 : 3 (K225) Semen : Pasir : Kerikil 33

34 Pengujian slump Pengujian material (bahan penyusun beton) Pengujian beton keras 34

35 35