BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Masalah Beton merupakan material struktur yang sudah sangat dikenal dan telah digunakan secara luas oleh manusia dalam membuat struktur bangunan. Dalam ilmu geologi, sementasi (proses pengikatan) dan pembetonan terjadi ketika suatu proses yang disebut litifikasi berlangsung, yang artinya partikel bantuan lepas diikat bersama oleh suatu mineral seperti Kalsium Karbonat (Calcite) atau Oksida Besi (Limonite). Manusia mengenal fenomena alam ini dan mulai mencoba (trial & error) untuk membuat duplikasi proses tersebut. Menurut (Abdullah Yudith, 2008 dalam lesli 2012) berdasarkan beratnya, beton diklasifikasikan menjadi 3 jenir yaitu : 1. Normal-weight concrete yaitu beton dengan massa jenis sekitar 2400 kg/m 3 2. Light-weight concrete yaitu beton dengan massa jenis sekitar 1800 kg/m 3. 3. Heavy-weight concrete yaitu beton dengan massa jenis lebih dari 3200 kg/m 3. Aplikasi penggunaan normal-weight concrete biasanya sebagai bahan bangunan rumah atau gedung. Light-weight concrete umumnya digunakan sebagai dinding ataupun atap bangunan gedung. Heavy-weight concrete biasanya 1
dipergunakan untuk pembangunan struktur bangunan tinggi, jembatan atau flyover. Atap adalah pelindung rangka atap suatu bangunan secara keseluruhan terhadap pengaruh cuaca : panas, hujan, angin dan sebagainya. Persyaratan penutup atap yang baik adalah awet dan kuat tahan lama. Dengan banyaknya gedung-gedung yang dibangun maka sangat dibutuhkan bahan penutup atap yang baik, yaitu penutup atap yang memenuhi persyaratan kuat, ringan dan kedap air. genteng beton merupakan salah satu penutup atap yang baik, namun tidak banyak masyarakat yang menggunakan genteng beton, selain harganya yang relatif mahal bila dibandingkan dengan genteng lain, genteng beton juga termasuk penutup atap yang cukup berat, sehingga memerlukan konstruksi rangka atap yang kuat agar dapat menahan berat genteng. Genteng beton adalah unsur bangunan yang dibuat dari campuran bahanbahan seperti : semen potrland, agregat halus, air dan bahan pembantu lainnya, yang dibuat sedemikian rupa sehingga dapat digunakan untuk atap. Genteng beton ini memiliki sifat keras, kuat dan bobot berat. Genteng beton yang berada di pasaran memiliki berat dalam kisaran 4,4 kg sampai 7,2 kg per buahnya dengan ukuran 3cm x 4 cm x 1 cm. Hal ini menjadi masalah dalam pemakainnya, karena berat penutup atap berpengaruh terhadap ukuran reng. Dalam penelitian ini peneliti mencoba menanggulangi masalah berat yang dimiliki oleh genteng beton dengan mengaplikasikan beton ringan menjadi genteng beton ringan namun ukuran genteng beton ringannya diperkecil dari ukuran umumnya. Berdasarkan cara memproduksinya, Menurut (Tiurma Simbolon, 2009) ada beberapa cara untuk memproduksi beton ringan tetapi semuanya hanya 2
bergantung pada rongga udara dalam agregat atau pembuatan rongga udara dalam beton. Berikut adalah beberapa cara pembuatan beton ringan. 1. Beton ringan dengan batuan berongga atau agregat ringan yang digunakan sebagai pengganti agregat kasar. Berdasarkan tingkat kepadatan dan kekuatan beton yang dihasilkan dan berdasarkan jenis agregat ringan yang dipakai, beton ringan dapat dibagi menjadi 3 golongan yaitu : a. Beton insulasi (insulating concrete) Beton ringan dengan massa jenis berkisar 300 800 kg/m 3 berkekuatan tekan berkisar 0,6 6,89 Mpa. b. Beton ringan dengan kekuatan sedang (Moderate Strength Concrete) Beton ringan dengan massa jenis berkisar 800 1440 kg/m 3 dengan kuat tekan berkisar 6,89 17,24 Mpa. c. Beton Struktural (Struktural Concrete) Beton ringan dengan massa jenis berkisar 1440 180 kg/m 3 dengan kuat tekan berkisar 17,24 Mpa pada saat umur beton mencapai 28 hari. 2. Beton ringan tanpa pasir (No fines concrete) Beton ini tidak menggunakan pasir sehingga mempunyai jumlah pori-pori yang banyak. Beton ini mempunyai massa jenis berkisar 880 1200 kg/m 3 dengan kuat tekan berkisar 7 14 Mpa yang dipengaruhi oleh berat isi dan kadar semen. 3. Beton ringan yang diperoleh dengan memasukkan udara ke dalam beton atau mortar (beton aerasi) atau Aerated Lightweight Concrete (ALC). Beton ini mempunyai massa jenis berkisar 200 1440 kg/m 3 dan biasanya digunakan untuk keperluan insulasi. Dengan menambahkan foaming agent 3
maka volume adukan beton akan mengembang secara otomatis sehingga lebih ekonomis. Berdasarkan cara memproduksi beton ringan yang dipaparkan di atas, penulis menerapkan pembuatan beton ringan yang diperoleh dengan cara memasukkan udara ke dalam mortar sebagai cara memproduksi genteng beton ringan. Adapun material penyusun yang digunakan oleh penulis dalam pembuatan genteng beton ringan adalah sebagai berikut : a. Semen Portland Menurut (Paul Nugraha dan Antoni, 2007) semen Portland adalah material yang mengandung paling tidak 7 % kalsium silikat, dan sisanya tidak kurang dari % Aluminium silikat, Aluminium feri silikat dan Magnesium Oksida. Pada tabel 1.1 ditunjukkan komposisi kimia komponen yang ada di dalam semen portland. Tabel 1.1 Komposisi Utama Semen Portland (Paul Nugraha, Antoni,2007) Nama Kimia Rumus Kimia Singkatan % berat Tricalcium silikate CaO.SiO 2 S 3 0 Dicalcium silikate CaO.SiO 2 S 2 2 Tricalcium Aluminate CaO.Al 2 O 3 C 3A 12 Tetracalcium Alumminoferrite CaO.Al 2 O 3. Fe 2 O 3 C 4 AF 8 Gypsum CaSO 4.H 2 O CSH 2 3 Untuk menghasilkan semen jenis ini bahan berkapur dan lempung dibakar hingga meleleh sebagian untuk membentuk klinker yang kemudian dihancurkan, digerus, dan ditambah dengan jumlah gips yang sesuai. 4
b. Pasir Pasir yang digunakan dalam pembuatan beton ringan adalah pasir yang lolos ayakan yang diameternya lebih kecil dari mm. Fungsi pasir disini adalah mencegah keretakan pada beton bila sudah mengering. Namun jika jumlahnya terlalu banyak maka akan mengakibatkan terjadinya perapuhan setelah kering, karena pasir tidak bersifat merekat tetapi hanya sebagai pengisi. Pasir yang baik adalah berasal dari sungai dan tidak mengandung tanah lempung karena dapat mengakibatkan retak-retak. c. Air Air juga berperan dalam pembuatan beton ringan karena melunakkan campuran agar bersifat plastis. Air yang digunakan juga harus bebas dari asam dan limbah. d. Foaming Agent Foaming Agent saat dicampurkan dengan kalsium hidroksida yang terdapat pada pasir dan air akan bereaksi sehingga membentuk hidrogen. Gas hidrogen ini membentuk gelembung-gelembung udara di dalam campuran beton tadi. Gelembung-gelembung udara ini menjadikan volumenya menjadi dua kali lebih besar dari volume semula. Di akhir proses pembusaan, hidrogen akan terlepas ke atmosfir dan langsung digantikan oleh udara. Rongga-rongga tersebutlah yang membuat beton menjadi ringan. Menurut ASTM C 796 87 a,table 1, Foaming Agents for Usse in Producing Cellular Concrete Using Preformed Foam, banyaknya foaming agent yang digunakan dalam suatu percobaan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : VVVVVV = 16.62 (62.4 WWWWWW) xx 71.0 (1000 WWWWWW)
dimana : Wuf adalah massa jenis foaming agent (kg/ m 3). Wuf biasanya berkisar antara 32 sampai 64 kg/m 3. Vfa adalah volume foaming agent yang diperlukan (m 3 ). Biasanya Vair : Vfa berkisar 40 : 1. I.2 Permasalahan Banyaknya penelitian yang dilakukan pada beton ringan saat ini hanya terfokus pada pengembangan beton ringan sebagai pengganti batu bata, ataupun sebagai panel dinding saja. Permasalahan yang akan diuji pada penelitian ini adalah bagaimana memanfaatkan kelebihan-kelebihan dari beton ringan agar dapat diaplikasikan dan dimanfaatkan sebagai penutup atap. Beberapa masalah yang akan dibahas pada penelitian ini antara lain : 1. Mechanical Properties dari beton ringan dengan berbagai komposisi campuran dengan memakai bahan tambahan foaming agent, yaitu kuat tekan pada beton ringan. 2. Mechanical Properties dari komposisi beton ringan yang diaplikasikan dalam pembuatan genteng beton ringan, yaitu kuat lentur. 3. Pengaruh curing beton pada pembuatan beton ringan dan genteng beton ringan. 6
I.3 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk : 1. Memperoleh hubungan pengaruh kuat tekan beton ringan terhadap umur perawatan. 2. Pengaruh penambahan accelerator admixture terhadap kuat tekan beton ringan. 3. Pemakaian beton ringan pada jenis penutup atap genteng. I.4 Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah dihasilkannya genteng beton ringan varian baru yang memiliki keuntungan yang lebih dari genteng beton konvensional dari penerapan teknologi beton ringan. I. Batasan Masalah Dalam penelitian ini ada beberapa lingkup masalah yang dibatasi, yaitu karakteristik bahan yang digunakan sebagai benda uji adalah sebagai berikut : a. F c beton ringan = 2 Mpa b. Berat jenis = 900 kg/m 3 c. Material yang digunakan : 1. Semen Tipe I ( Semen Biasa) 2. Pasir 3. Foaming Agent 4. SikaSet Accelator dari Sika d. W/C ratio = 0, 7
e. Silinder dengan ukuran 1 cm x 30 cm dan genteng dengan ukuran 3 cm x 2 cm x 2, cm f. Variasi Benda Uji Tabel 1.2 Perencanaan Komposisi Beton Ringan a. Variasi dengan Perawatan selama 28 hari Perbandingan Semen Pasir W/C ratio Jenis Benda Uji Banyak Sampel Lama Curing (Hari) 1 2 0. Silinder 28 0.9 2 0. Silinder 28 Foaming agent yang digunakan 1 : 2 ml air. b. Variasi dengan Perawatan di bawah 28 hari Perbandingan Semen : Pasir = 1 : 2, dengan W/C ratio sebesar 0. Lama Curing (Hari) Jenis Benda Uji Banyak Sampel 3 Silinder 7 Silinder 14 Silinder 21 Silinder Foaming agent yang digunakan 1 : 2 ml air. c. Pengaruh Penggunaan Accelerator Admixture yaitu SikaSet Accelerator pada beton ringan, tanpa kapur, tanpa perawatan. 8
Perbandingan Jumlah aditif Semen Pasir per 1 kg semen (L) 1 2 - Jenis Benda Uji Silinder Banyak Sampel 1 2 1 2 0.11 Silinder 0.1 Silinder Foaming agent yang digunakan 1 : 2 ml air. Total benda uji : Silinder sebanyak 4 (empat puluh lima) buah. d. Genteng beton ringan dengan komposisi berdasarkan hasil pengujian kuat tekan variasi beton ringan sebanyak 10 buah. I.6 Mekanisme Pengujian Benda Uji 1. Pengujian mekanika properties material di Laboratorium Rekayasa Teknik Sipil 2. Pembuatan silinder beton ringan di Laboratorium Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara 3. Pengujian silinder beton ringan di Laboratorium Rekayasa Teknik Sipil untuk pengujian : a. Kuat tekan silinder beton ringan. b. Absorpsi silinder beton ringan. 4. Pembuatan genteng beton ringan di Laboratorium Universitas Sumatera Utara. Pengujian genteng beton ringan di Laboratorium Universitas Sumatera Utara untuk pengujian : a. Penyerapan air genteng beton ringan. 9
b. Rembesan air pada genteng beton ringan. c. Uji kuat lentur pada genteng beton ringan. I.7 Sistematika Penulisan Sistematika Pembahasan ini bertujuan untuk memberikan gambaran secara garis besar isi setiap bab yang akan dibahas pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I. PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah, mekanisme pengujian benda uji dan sistematika penulisan dari tugas akhir ini. BAB II. STUDI PUSTAKA Bab ini berisi uraian tentang material penyusun beton ringan dan genteng beton ringan. Jenis beton ringan, cara pembuatan beton ringan dan genteng beton ringan serta kualitas genteng berdasarkan SNI 2007 dan PUBI. BAB III. METODOLOGI PENELITIAN Bab ini berisi uraian tentang persiapan penelitian mencakup peralatan, langkah pengujian menurut SNI 0096:2007. BAB IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN Bab ini berisi hasil pengujian benda uji dalam penelitian,meliput i :hasil pengujian sifat fisik dan mekanik beton ringan dan genteng beton ringan (kadar air, kuat tekan, lentur dan rembesan genteng). BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan-kesimpulan yang diperoleh dari seluruh proses kegiatan tugas akhir ini,serta saran untuk pengembangan penelitian dengan 10
mengacu pada pengaruh penambahan foaming agent pada campuran material pembuat genteng. 11