BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Masalah Dengan semakin pesatnya pertumbuhan pengetahuan dan teknologi di bidang konstruksi yang mendorong kita lebih memperhatikan standar mutu serta produktivitas kerja untuk dapat berperan serta dalam meningkatkan sebuah pembangunan konstruksi dengan lebih berkualitas. Diperlukan suatu bahan bangunan yang memiliki keunggulan yang lebih baik dibandingkan bahan bangunan yang sudah ada selama ini. Selain itu bahan tersebut harus memiliki beberapa keuntungan seperti bentuk yang dapat menyesuaikan dengan kebutuhan, spesifikasi teknis, dan daya tahan yang kuat, kecepatan pelaksanaan konstruksi serta ramah lingkungan. Beton merupakan material struktur yang sudah sangat dikenal dan telah digunakan secara luas oleh manusia dalam membuat struktur bangunan. Sudah hampir sebagian besar gedung - gedung dan sarana infrastruktur menggunakan beton sebagai dasar dari bangunan tersebut. Menurut (Abdullah dan Yudith, 2008) berdasarkan beratnya, beton diklasifikasikan menjadi 3 jenis yaitu : 1. Normal-weight concrete yaitu beton dengan massa jenis sekitar 2400 kg/m3 2. Light-weight concrete yaitu beton dengan massa jenis sekitar 1800 kg/m3. 3. Heavy-weight concrete yaitu beton dengan massa jenis lebih dari 3200 kg/m3. 1
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 dipergunakan untuk pembangunan struktur bangunan tinggi, jembatan atau flyover. Berdasarkan cara memproduksinya, Menurut (Tiurma Simbolon, 2009) ada beberapa cara untuk memproduksi beton ringan tetapi semuanya hanya 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/m3 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/m3 dengan kuat tekan berkisar 6,89 17,24 Mpa. c. Beton Struktural (Struktural Concrete) Beton ringan dengan massa jenis berkisar 1440 1850 kg/m3 dengan kuat tekan berkisar 17,24 Mpa pada saat umur beton mencapai 28 hari. 2
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/m3 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/m3 dan biasanya digunakan untuk keperluan insulasi. Dengan menambahkan foaming agent maka volume adukan beton akan mengembang secara otomatis sehingga lebih ekonomis. Adapun material penyusun yang digunakan oleh penulis dalam pembuatan bata beton ringan adalah sebagai berikut : a. Semen Portland Menurut (Paul Nugraha dan Antoni, 2007) semen Portland adalah material yang mengandung paling tidak 75 % kalsium silikat, dan sisanya tidak kurang dari 5 % Aluminium silikat, Aluminium feri silikat dan Magnesium Oksida. Untuk keperluan pembuatan campuran beton, semen harus memenuhi syarat - syarat sesuai dengan standar Normalisasi Indonesia (NI)-8 sebagai berikut 1. Waktu pengikatan awal untuk semen tidak boleh kurang dari satu jam 2. Pengikatan awal semen normal 60-120 menit 3. Air yang digunakan memenuhi syarat air minum, yaitu bersih dari zat organis yang dapat mempengaruhi ikatan awal 4. Suhu ruangan 230 C. 3
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 3CaO.SiO2 C3S 50 Dicalcium silikate 2CaO.SiO2 C2S 25 Tricalcium Aluminate 3CaO.Al2O3 C3A 12 Tetracalcium Alumminoferrite 4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF 8 Gysum CaSO4.H2O CSH2 3 Semen Portland (PC) umum pada berbagai tipe (yang memenuhi spesifikasi standar ASTM C 150) dapat digunakan untuk memperoleh campuran beton dengan kekuatan tekan sampai dengan 50 Mpa. b. Pasir Pasir yang digunakan dalam pembuatan beton ringan adalah pasir yang lolos ayakan yang diameternya lebih kecil dari 5 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 yang diperlukan pada pembuatan beton untuk memicu proses kimiawi semen, membasahi agregat dan memberikan kemudahan dalam pengerjaan beton. Air yang dapat diminum umumnya dapat digunakan sebagai campuran beton. 4
Air yang mengandung senyawa - senyawa yang berbahaya, yang tercemar garam, minyak gula, atau bahan kimia lainnya, bila dipakai dalam campuran beton akan menurunkan kualitas beton bahkan dapat mengubah sifat - sifat beton yang dihasilkan. d. Foaming Agent Foam agent adalah suatu larutan pekat dari bahan surfaktan, dimana apabila hendak digunakan harus dilarutkan dengan air. Salah satu bahan yang mengandung surfaktan adalah Detergent (CH3(CH2)15OSO3-Na+). 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 bata 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 : Wuf adalah massa jenis foaming agent (kg/ m3). Wuf biasanya berkisar antara 32 sampai 64 kg/m3. Vfa adalah volume foaming agent yang diperlukan (m3). Biasanya Vair : Vfa berkisar 40 : 1. 5
Dinding merupakan salah satu elemen bangunan yang berfungsi memisahkan atau membentuk ruangan. Ditinjau dari segi struktur dan konstruksi, dinding ada yang berupa dinding struktural (bearing wall), dan ada yang berupa dinding pengisi/partisi (tidak menahan beban). Salah satu jenis dinding adalah dinding batu buatan yang terbuat dari bata beton atau batako. Menurut SNI 03-0349-1989, bata beton adalah suatu jenis unsur bangunan berbentuk bata yang dibuat dari bahan utama semen portland, air dan agregat, dan atau tanpa bahan tambahan lainnya (additive), yang dipergunakan untuk pasangan dinding. Bata beton dibedakan menjadi bata beton pejal dan bata beton berlubang. Bata beton pejal adalah bata yang memiliki penampang pejal 75% atau lebih dari luas penampang seluruhnya dan memiliki volume pejal lebih dari 75% volume seluruhnya. Bata beton berlobang adalah bata yang memiliki luas penampang lubang lebih dari 25% luas penampang batanya dan volume lubang lebih dari 25% volume bata seluruhnya. Mutu bata beton sangat dipengaruhi oleh komposisi dari penyusun - penyusunnya disamping itu dipengaruhi oleh cara pembuatannya yaitu melalui proses manual (cetak tangan) dan proses mesin. Perbedaan dari proses pembuatan ini dapat dilihat dari kepadatan permukaannya. Bata beton terdiri dari berbagai bentuk dan ukuran. Istilah bata beton berhubungan dengan bentuk persegi panjang yang digunakan untuk dinding beton. Dipasaran ukuran bata beton yang biasa ditemui memiliki panjang 36cm- 40cm, tinggi 18cm-20cm, tebal 8cm-10cm. (Susanta, G. 2007). 6
I.2 Permasalahan Dinding merupakan suatu komponen bangunan yang menjadi beban mati terhadap balok dan kolom. Salah satu material penyusun dinding adalah bata, yang memberikan beban terbesar pada balok dan kolom. Permasalahan yang akan diuji pada penelitian ini adalah bagaimana mengurangi densitas bata konvensional dengan memanfaatkan kelebihan-kelebihan dari beton ringan agar dapat diaplikasikan dan dimanfaatkan sebagai bata beton ringan. 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 bata beton ringan yaitu kuat tekan. I.3 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk : 1. Mendapatkan fisik dan mekanik properties dari beton ringan dengan berbagai variasi komposisi bahan penyusun beton ringan tersebut. 2. Pengaruh penambahan accelerator admixture terhadap karakteristik beton ringan. 3. Optimasi komposisi mix design yang terbaik. 4. Penerapan beton ringan sebagai bata beton ringan. 5. Membuat analisa biaya produksi untuk bata beton ringan 7
I.4 Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah dihasilkannya bata beton ringan varian baru yang memiliki keuntungan yang lebih dari bata beton konvensional dari penerapan teknologi beton ringan. I.5 Batasan Masalah Dalam penelitian ini ada beberapa lingkup masalah yang dibatasi, yaitu karakteristik bahan yang digunakan sebagai benda uji adalah sebagai berikut : a. K beton ringan = 25 kg/cm2 b. Material yang digunakan : 1. Semen Tipe I ( Semen Biasa) 2. Pasir 3. Foaming Agent 4. SikaSet Accelator dari Sika c. W/C ratio = 0,55 d. Kubus ukuran 15x15x15 cm dan bata beton ringan ukuran 35x20x10 cm e. Analisa biaya produksi hanya sebatas standar laboratorium saja f. Variasi Benda Uji terlihat pada tabel 1.2 berikut : Tabel 1.2 Perencanaan Komposisi Beton Ringan 1. Variasi dengan Perawatan selama 28 hari, tanpa sikaset accelerator Perbandingan Semen Pasir W/C ratio Jenis Benda Uji Banyak Sampel 1 0,5 0.55 kubus 5 1 0,7 0.55 kubus 5 1 0,9 0,55 kubus 5 Foaming agent yang digunakan 1 : 25 ml air. 8
2. Pengaruh Penggunaan Accelerator Admixture yaitu SikaSet Accelerator pada beton ringan, tanpa perawatan. Dengan menggunakan sikaset accelerator, kuat tekan maksimum dapat diacapai sebelum umur kubus beton 28 hari. Perbandingan Jumlah aditif Jenis Banyak Semen Pasir W/C ratio per 1 kg semen (L) Benda Uji Sampel 1 0,5 0.55 - kubus 5 1 0,5 0.55 0.11 kubus 5 1 0,5 0,55 0.15 kubus 5 Foaming agent yang digunakan 1 : 25 ml air. Total benda uji : kubus sebanyak 30 (tiga puluh) buah. 3. Bata beton ringan dengan komposisi yang diperoleh dari hasil pengujian kuat tekan kubus beton ringan sebanyak 10 buah. I.6 Mekanisme Pengujian Benda Uji 1. Pengujian mekanika properties material di Lab. Rekayasa Teknik Sipil USU 2. Pembuatan kubus beton ringan di Laboratorium 3. Pengujian kubus beton ringan di Laboratorium Rekayasa Teknik Sipil untuk pengujian : a. Kuat tekan kubus beton ringan. b. Absorpsi kubus beton ringan. 4. Pembuatan bata beton ringan di Laboratorium 5. Pengujian bata beton ringan di Laboratorium untuk pengujian : a. Penyerapan air bata beton ringan. b. Uji kuat tekan pada bata beton ringan. 9
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 bata beton ringan. Jenis beton ringan, cara pembuatan beton ringan dan bata beton ringan serta kualitas bata berdasarkan SNI 03-0349-1989. BAB III. METODOLOGI PENELITIAN Bab ini berisi uraian tentang persiapan penelitian mencakup peralatan, langkah pengujian menurut SNI 03-0349-1989 BAB IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN Bab ini berisi hasil pengujian benda uji dalam penelitian meliputi hasil pengujian sifat fisik dan mekanik beton ringan dan bata beton ringan (kuat tekan, penyerapan air). 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 mengacu pada pengaruh penambahan foaming agent pada campuran material pembuat bata beton ringan. 10