BAB IV BAHAN AIR UNTUK CAMPURAN BETON Air merupakan salah satu bahan pokok dalam proses pembuatan beton, peranan air sebagai bahan untuk membuat beton dapat menentukan mutu campuran beton. 4.1 Persyaratan Air untuk Campuran Beton Air yang akan dipakai untuk membuat campuran beton dan juga untuk pemeliharaan beton yang telah mengeras harus memenuhi beberapa persyaratan sebagai berikut : a. Air tawar yang dapat diminum. b. Air harus bersih dan tidak mengandung minyak ; asam alkali, garam-garam ; bahanbahan organis atau bahan-bahan yang dapat merusak beton dan atau baja tulangan. c. Air yang bereaksi netral terhadap lakmus. d. Air pencampur yang digunakan pada beton yang didalamnya tertanam logam aluminium termasuk air bebas yang terkandung dalam agregat, tidak boleh mengandung ion klorida dalam jumlah yang membahayakan. e. Apabila terdapat keragu-raguan terhadap pemakaian air, dianjurkan untuk mengirim contoh air itu ke lembaga pemeriksaan air untuk diselidiki sampai seberapa jauh air itu mengandung zat-zat yang dapat merusak beton/baja tulangan. Tabel 4.1. Kandungan Ion Klorida maksimum untuk perhitungan baja tulangan terhadap korosi. Jenis Komponen Struktur Ion Klorida terlarut ( CI ) pada beton, persen terhadap berat semen Beton prategang 0,06 Beton bertulang yang terpengaruh klorida selama pemakaian Beton bertulang yang mungkin kering atau terlindung air pada masa layan 0,15 1,00 Konstruksi beton bertulang lainnya 0,30 IV - 1
f. Air yang tidak dapat diminum tidak boleh digunakan pada beton kecuali ketentuan berikut terpenuhi : 1. Pemilihan proporsi campuran beton harus didasarkan pada campuran beton yang menggunakan air dari sumber yang sama untuk melakukan uji percobaan. 2. Hasil pengujian pada umur 7 dan 28 hari pada kubus 15 x 15 x 15 cm 2 yang dibuat dari adukan dengan air yang tidak dapat diminum harus mempunyai kekuatan sekurang-kurangnya sama dengan 90 % dari kekuatan benda uji yang dibuat dengan air yang dapat diminum atau air suling. Perbandingan uji kekuatan tersebut harus dilakukan pada adukan serupa, kecuali pada air pencampur yang dibuat dan diuji sesuai dengan Metode Uji kuat tekan untuk mortar semen hidrolis ( menggunakan spesimen kubus dengan ukuran sisi 50 mm ASTM C 109 ) Tabel 4.2. Persyaratan pemakaian air untuk campuran beton dalam pengujian. No Unsur yang dipakai Hasil Pemeriksaan dari contoh air Batas syarat maksimum menurut SKSNI-04-1991 1 Sulfat sebagai SO3 45,0 mg/l 1000 mg/l 2 Chlorida sebagai CL 37,5 mg/l 500 mg/l 3 Asam, Zat Organik 145 mg/l 15000 mg/l 4 Bahan Tersuspensi 16,0 mg/l 2000 mg/l 5 ph 7,20 6,00 8,00 6 Pengamatan Visual - Air - Lumpur - Minyak - Benda terapung Bersih Bersih IV - 2
4.2 Catatan Mengenai Kesesuaian Air Untuk Pembuatan Beton Menurut British Standard (BS-3148:1980) Air yang berasal dari sumber alam tanpa pengolahan, sering mengandung bahanbahan organik, zat organik dan zat-zat mengapung seperti lempung/tanah liat, minyak dan bahan lain, yang berpengaruh buruk terhadap mutu dan sifat beton. 4.2.1 Garam-Garam Organik Ion-ion utama yang biasanya terdapat dalam air adalah Kalsium, Magnesium, Natrium, Kalium, Bikarbonat, Sulfat, Chlorida, Nitrat dan kadang-kadang Karbonat. Air yang mengandung ion-ion tersebut dalam jumlah gabungan tidak lebih dari 2000 mg per liter, pada umumnya baik untuk beton. Garam-garam klorida Adanya garam klorida didalam beton dapat merusak atau menimbulkan korosi pada logam yang tertanam pada beton. Sebagai pedoman, kadar klorida dalam air tidak boleh melampaui 500 mg per liter. Air laut telah dipakai dengan memuaskan untuk membuat beton tanpa tulangan, tetapi terdapat kecenderungan menimbulkan basah terhadap permukaan dan kristal berwarna putih di permukaan beton, serta sedikit mengurangi kekuatan. Air laut tidak boleh dipergunakan untuk membuat beton bertulang dan beton pratekan. Garam-garam Sulfat Sebagai pedoman umum, kadar sulfat yang diijinkan adalah maksimum 1000 mg SO 3 per liter. Tetapi kadar sulfat yang dapat diijinkan dalam air pencampur tergantung dari kadar sulfat pada agregat dan semen karena faktor yang menentukan adalah besarnya jumlah sufat yang terkandung dalam beton. Kadar sulfat dalam beton tidak boleh melampaui 4 % SO 3 terhadap berat semen, seperti ditentukan dalam BS 5328:1976. Alkali Karbonat dan Bikarbonat Air yang mengandung alkali karbonat dan bikarbonat akan mempengaruhi waktu pengikatan semen dan kekuatan beton. Demikian pula adanya resiko terjadinya reaksi alkali agregat dalam beton. Disyaratkan jumlah gabungan garamgaram ini tidak lebih dari 1000 mg per liter. 4.2.2 Zat-Zat Organik IV - 3
Kandungan zat-zat organik dalam air dapat mempengaruhi waktu pengikatan semen dan kekuatan beton. Air yang berwarna tua, yang berbau tidak sedap atau tampak adanya butir-butir lumut perlu diragukan dan harus dilakukan pengujian sebelum dipakai untuk pembuatan beton. 4.2.3 Pencemaran Limbah Industri Air yang tercemar limbah industri sebelum dipakai harus dianalisa kandungan bahan yang dapat merusak beton dan diuji dengan percobaan perbandingan untuk waktu pengikatan dan kekuatan betonnya 4.2.4 Penilaian Waktu Pengikatan dan Uji Kekuatan Air pengaduk dianggap tidak mempunyai pengaruh berati terhadap waktu pengikatan dan sifat pengerasan beton apabila setelah diuji menunjukkan : Perbedaan waktu pengikatan awal semen yang memakai air yag diragukan dan yang memakai air bersih atau air suling tidak lebih dari 30 menit. Kuat tekan dari rata-rata kubus beton yang memakai air yang diragukan tidak boleh kurang dari 90 % kuat tekan rata-rata kuat tekan kubus kontrol yang memakai air bersih atau air suling. Jika ketentuan tersebut tidak dipenuhi, maka air yang diragukan itu jangan dipakai untuk beton. Tujuan utama dari pengunaan air adalah agar terjadi hidrasi, yaitu reaksi kimia antar semen dan air yang menyebabkan campuran ini menjadi homogen, mengikat dan mengeras setelah lewat beberapa waktu tertentu. Air yang dibutuhkan agar terjadi proses hidrasi tidak banyak, kira-kira 20% dari berat semen. Dengan menambah lebih banyak air harus dibatasi sebab penggunaan air yang terlalu banyak dapat menyebabkan berkurangnya kekuatan beton. Disamping digunakan sebagai bahan campuran beton, air dipakai pula untuk merawat beton dengan cara pembasahan setelah dicor dan untuk membasahi atau membersihkan acuan. Air untuk perawatan dan pembuatan beton tidak boleh mengandung minyak, asam, alkali, garam, bahan-bahan organis atau bahan lain yang dapat merusak beton atau tulangannya. Sebaiknya digunakan air bersih, tidak berbau dan dapat diminum. 4.2.5 Kotoran-kotoran yang dapat Mempengaruhi Beton IV - 4
Penting untuk diketahui apakah air itu mengandung kotoran atau tidak, jika air itu mengandung kotoran maka air itu harus ditolak karena dapat mempengaruhi waktu pengikatan semen dan pengerasan beton. Berdasarkan percobaan-percobaan, penggunaan air laut akan mengurangi kekuatan tekan sekitar 10-20%. Akan tetapi hal ini dapat diatasi dengan : Menambah lebih banyak semen dalam adukan beton Dan atau disertai pengurangan air campurannya, tidak terbukti bahwa penggunaan air laut menyebabkan mundurnya atau berkaratnya tulangan. Biasanya yang menyebabkan karat tulangan adalah karena tulangan terbuka kemudian terpengaruh air laut atau cuaca. Buatlah lapisan beton yang cukup tebal, minimal 7,5 cm. Air yang mengandung kurang dari 2000 ppm (0,2 %) larutan bahan padat, dapat digunakan dengan hasil cukup baik untuk campuran beton, hindarkanlah air yang mempunyai konsentrasi lebih besar. Natrium Karbonat (Na 2 CO 3 ) dan Nattrium Bikarbonat (Na 2 HCO 3 ), Kalium Karbonat, Kalium Bikarbonat mengakibatkan hasil yang berlainan terhadap waktu mengikat berbagai jenis semen. Natrium Karbonat dapat sangat mempercepat waktu pengikatan. Natrium Bikarbonat dapat mempercepat atau memperlambat waktu pengikatan semen. Garam-garam jenis ini dalam konsentrasi besar dapat mengurangi kekuatan beton. Apabila jumlah larutan garam tersebut di atas lebih dari 1000 ppm (0,1 %), maka perlu diadakan percobaan waktu pengikatan semen serta kekuatan beton pada umur 28 hari. Larutan bahan padat yang banyak terdapat dalam air alam, disebabkan oleh larutnya Natrium Klorida dan Natrium Sulfat, untuk air campuran beton dapat diijinkan 20000 ppm Natrium Klorida dan 150 ppm Natrium Sulfat. Kalsium Karbonat dan Magnesium Karbonat tidak mudah larut dalam air, maka dari itu jenis garam ini tidak mempengaruhi dalam beton. Konsentrasi ion kalsium Bikarbonat dan Magnesium Bikarbonat, diperbolehkan sampai dengan 400 ppm, larutan jenis ini dapat dijumpai pada air di daerah perkotaan. IV - 5
Magnesium Sulfat diperbolehkan (diijinkan) dengan konsentrasi sampai 150 ppm tanpa membahayakan kekuatan beton. Kalsium Klorida dapat digunakan dalam beton sampai dengan 2 % dari berat semen dan dipergunakan untuk mempercepat tercapainya kekuatan beton, kecuali dalam beton yang mengandung Aluminium atau beton pratekan, karena dapat menyerang batangbatang baja pratekan. Garam-garam besi dapat diijinkan dengan konsentrasi sampai dengan 40000 ppm. Air alam yang terdapat di dalam tanah jarang sekali mengandung garam-garam besi melebihi 20-30 ppm, akan tetapi asam dari tambang dapat emngandung sejumlah besar besi. Garam-garam Mangaan, Timah putih, Seng, Tembaga dan Timah Hitam, dalam air campuran beton dapat menyebabkan pengurangan kekuatan yang nyata serta menimbulkan banyak variasi dalam waktu pengiakatan. Dari garam-garam ini yang paling aktif mempengaruhi kekuatan beton adalah Seng, Tembaga dan Timah Hitam. Garam-garam lain yang dapat menghambat waktu pengikatan dan tercapainya kekuatan, jika dijumpai dalam konsentrasi sampai beberapa ribu ppm dalam larutan terhadap semen. Konsentrasi garam jenis ini dapat diijinkan sampai 500 ppm dalam air campuran beton. Jenis garam lain yang dapat merusak beton adalah Natrium Sulfida, walaupun hanya terdapat dalam jumlah 100 ppm, sudah diharuskan memeriksakan air campuran tersebut. Air laut yang mengandung sampai 35000 ppm (3,5 %) garam, dapat digunakan sebagai campuran beton tanpa tulangan, akan tetapi harus diingat bahwa kekuatan akan berkurang antara 10-20 % setelah umur beton mencapai umur 28 hari, meskipun pada umur muda menunjukkan kekuatan yang lebih tinggi dari beton yang dibuat dengan air tawar. Beton yang dibuat dengan dengan air laut, harus kedap air dengan lapisan penutup beton minimal 7,5 cm, faktor air semen tidak lebih dari 0,45 serta harus cukup mengandung entrined-air. Air laut sama sekali tidak diijinkan digunakan untuk pembuatan beton pratekan, dimana terdapat baja pratekan yang berhubungan langsung dengan beton. Pasir dan kerikil yang diambil dari laut kadang-kadang dipakai untuk pembuatan beton, banyaknya garam laut pada agregat jenis ini biasanya lebih kecil dari 1 % dari berat IV - 6
air campuran. Agregat ini dicampur dengan air tawar yang dapat diminum, akan memberikan larutan garam yang jumlahnya lebih sedikit daripada jika digunakan air laut. Air campuran beton yang mengandung Asam Chlorida, Asam Belerang dan lain Asam Organik dalam konsentrasi sampai 1000 ppm, tidak mempengaruhi kekuatan beton secara negatif. Air asam dengan nilai ph kurang dari 3 harus ditolak. Tingginya konsentrasi asam dalam air campuran dinyatakan dengan nilai ph, air netral mempunyai nilai ph 7, air dengan nilai ph kurang dari 7 disebut asam, dan nilai ph lebih dari 7 disebut basa. Apabila kertas lakmus biru dimasukkan kedalam air campuran beton, kemudian berubah menjadi merah, maka air itu mengandung asam. Air yang mengandung Natrium Hydroksida dengan konsentrasi sampai 5000 ppm dari berat semen, tidak banyak mempengaruhi kekuatan beton, kecuali jika dikehendaki waktu pengerasan beton yang cepat, konsentrasi yang lebih besar dapat mengurangi kekuatan beton. Kalium Hydroksida dalam konsentrasi sampai 12000 ppm dari berat semen, sedikit sekali mempengaruhi kekuatan beton jika digunakan jenis semen tertentu, akan tetapi untuk jenis semen lain dapat mengurangi kekuatan tekan beton pada umur 28 hari. Air pembuangan industri pada umumnya mengandung larutan total bahan padat lebih kecil dari 4000 ppm, jika air pembuangan ini dipakai untuk pembuatan beton, pada umumnya akan terjadi pengurangan kekuatan tekan sampai 10 %. Air pembuangan dari pabrik penyamakan kulit, pabrik cat, pabrik arang batu, pabrik galvanisasi, dapat mengandung kotoran yang tidak diinginkan, oleh karena itu air pembuangan dari jenis pabrik itu harus diperiksa jika akan dipakai sebagai air campuran beton. Air pembuangan di kota-kota biasanya mengandung sekitar 400 ppm bahan-bahan organis, setelah diencerkan serta diturunkan konsentrasinya sampai 20 ppm, maka air ini dapat digunakan sebagai campuran beton. Larutan gula dapat mempengaruhi waktu pengikatan semen sebagai berikut : 0,03 0,15 % larutan gula dari berat semen dapat menghambat waktu mengikat semen. Sebanyak 0,03 % gula dari berat semen dapat mengurangi kekuatan beton yang berumur 7 hari, akan tetapi menambah kekuatan beton yang berumur 28 hari, apabila digunakan jenis semen yang cocok. IV - 7
Jika jumlah itu ditambah sampai 0,2 % dari berat semen, maka waktu pengikatan itu dapat dipercepat. Gula sebanyak 0,25 % dari berat semen, dapat mempercepat waktu pengikatan akan tetapi mengurangi kekuatan beton pada umur 28 hari. Kira-kira 2000 ppm suspensi (bagian-bagian yang mengambang) dari lempung atau serbuk batu yang halus dapat diijinkan dalam air campuran beton, konsentrasi yang lebih besar tidak akan mempengaruhi kekuatan beton akan tetapi sifat-sifat yang lainnya, oleh karena itu air yang mengandung suspensi harus diendapkan sebelum digunakan. Dalam air bisa terdapat bermacam-macam minyak, minyak mineral (petroleum), jika tidak bercapur dengan minyak tumbuh-tumbhan atau minyak yang berasal dari hewan, mungkin mempunyai pengaruh yang lebih kecil terhadap tercapainya kekuatan beton bila dibandingkan dengan jenis minyak lain, jika terdapat dalam air campuran beton. Minyak mineral dalam konsentrasi lebih besar dari 2 % dari berat semen, dapat mengurangi kekuatan beton lebih dari 20 %. Rumput laut dalam air campuran beton, dapat mengurangi banyak sekali kekuatan beton, oleh karena itu perlu diperhatikan hal-hal berikut : Apabila tergabung dengan semen, dapat mengurangi daya ikatan antara semen dan butir-butir agregat. Rumput laut (algae) memproduksi udara dalam beton cukup banyak, sehingga mengurangi kekuatan tekannya. Sebagi pedoman dalam praktek maka persyaratan air agar dapat digunakan untuk pembuatan campuran beton dapat dilihat seperti pada tabel 5.1 sesuai dengan PUBI 1982 pasal 1. IV - 8