BETON

Beton adalah bahan yang diperoleh dengan mencampurkan agregat halus, agregat kasar, semen, dan air (PBBI 1971 N.I.– 2). Sebelum mengering, beton semula berwujud semacam bubur kental sehingga mudah dilakukan pengangkutan ke dalam cetakan. Seiring dengan penambahan umur, beton akan semakin mengeras dan mencapai kekuatan rencana (f’c) pada usia 28 hari. Kecepatan bertambahnya kekuatan beton ini sangat dipengaruhi oleh faktor air semen dan suhu selama perawatan. 

Konsep bangunan hijau (green building) yang ramah lingkungan saat ini sedang gencar-gencarnya berkembang di dunia konstruksi. Salah satu bagian penting dalam konsep bangunan hijau adalah penggunaan material-material konstruksi yang ramah lingkungan. Material konstruksi yang diambil, diproduksi, digunakan dan dirawat dengan seminimal mungkin juga dapat berkontribusi pada kerusakan lingkungan. Seperti halnya dengan material beton yang banyak digunakan pada hampir semua bangunan yang pasti sangat berpengaruh besar pada kondisi lingkungan. Oleh karena itu, saat ini perlu dipikirkan penggunaan material penyusun beton yang dibuat dengan konsep ramah lingkungan dan diupayakan material lain yang mempunyai karakteristik dan kekuatan yang menyamai material beton tapi juga ramah lingkungan.

Menurut The Institution of Structural Engineers (ISE 1999) pembuatan material penyusun beton yang ramah lingkungan ini dapat dilakukan dengan mewujudkan empat usaha kelangsungan dan konservasi lingkungan, yaitu : (1) Pengurangan emisi gas rumah kaca (terbesar adalah CO₂), (2) efisiensi energi dan material dasar,  (3) penggunaan material buangan, dan (4) pengurangan efek yang mengganggu kesehatan atau keselamatan pada pengguna konstruksi, baik yang timbul selama proses konstruksi maupun yang timbul selama operasi bangunan, dengan menggunakan Konsep 4R (Reduce, Refurbish, Reuse and Recycle). Iswandi Imran menyatakan bahwa material beton yang bahan bakunya memenuhi karakteristik tersebut dapat dikatakan sebagai material beton yang ramah lingkungan ataupun yang lebih ramah lingkungan. (sumber : http://sipil.ft.uns.ac.id/index.php?option=com_content&task=view&id=210&Itemid=1)

SEMEN

Semen merupakan hasil dari perpaduan batu kapur atau gamping, kalsium, silikon, besi, alumunium, dan bahan-bahan kecil lainnya. Batu kapur atau gamping dijadikan sebagai bahan baku utama dalam pembuatan semen. Selain bahan-bahan di atas, tanah liat atau lempung dapat dijadikan bahan pendukung lainnya dalam pembuatan beton. Hasil akhir perpaduan bahan-bahan di atas, telah diketahui akan menghasilkan bubuk (bulk). Bahan-bahan baku yang telah menjadi bubuk (bulk) dibakar sampai meleleh pada suhu 1.482^oC, kemudian hasilnya melalui proses penghancuran dan penambahan gips (gypsum) dikemas dalam kantong.

Agregat 

         Agregat adalah butiran mineral alami yang berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran beton. Komposisi agregat 70% - 75% dari volume beton (Tri Mulyono, 2004 : 65). Walaupun hanya sebagai bahan pengisi, tetapi agregat sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat beton itu sendiri  terutama yang berhubungan dengan kekuatan beton. Agregat yang digunakan pada campuran beton ada dua, yaitu :

    A. Pasir (Agregat Halus)

 Agregat halus diameternya tidak lebih dari 5 mm. agregat halus dapat diperoleh secara alami maupun buatan. Agregat halus yang baik adalah yang terbebas dari beberapa bahan organik, lempung dan bahan-bahan lain yang merusak beton. Dari bentuk fisiknya, agergat halus mempunyai butiran yang tajam, keras dan butirannya tidak mudah pecah karena cuaca. Pengambilan sumber agregat halus dapat ditemukan pada sungai, galian dan laut. Untuk beton, agregat dari laut tidak diperbolehkan kecuali ada penanganan khusus. 

      Pasir adalah material yang sebagian besar terdiri dari material quartz dan feldspar, pasir diperoleh dari dalam tanah, pada dasar sungai atau tepi laut. Pasir digunakan sebagai agregat halus dalam bahan campuran beton. Berdasarkan campuran beton yang menggunakan standar British Concrete Institute, agregat ini diperoleh dari hasil percobaan pada agregat yang lolos saringan No. 4 dan tertahan saringan No. 50. (sumber : Petunjuk Praktikum Teknologi Beton, 2012)

Agregat yang berupa pasir sebagai hasil disintegrasi alami dari batuan-batuan atau berupa pasir buatan yang dihasilkan oleh alat-alat pemecah batu dan kandungan lumpur tidak boleh lebih dari 5% (PBBI 1971, N.I.– 2).

B. Kerikil (Agregat Kasar)

  Agregat Kasar mempunyai diameter lebih besar dari 5 mm. sifat agregat kasar mempunyai pengaruh terhadap kekuatan beton sehingga harus mempunyai bentuk yang baik, bersih, kuat, dan bergradasi baik. Agregat kasar dapat diperoleh dari batu pecah dan kerikil alami.

AIR

Kualitas air sangat memengaruhi kekuatan beton. Kualitas air erat kaitannya dengan bahan-bahan yang terkandung dalam air tersebut. Air yang digunakan seharusnya tidak membuat rongga pada beton, tidak membuat retak pada beton dan tidak membuat korosi pada tulangan yang mengakibatkan beton menjadi rapuh. Pada pengecoran, keenceran beton mengakibatkan mutu beton akan turun sangat jauh, walaupun permukaan yang dihasilkan tidak berongga pada awalnya. Hal ini disebabkan faktor air semen yang tinggi pada kandungan beton, sehingga akan timbul banyak rongga pada beton setelah  airnya mengering.

Pada proses pencampuran beton, penggunaan air dari sumber yang sudah diketahui pasti baik mutunya tidak perlu dilakukan pengujian mutu air sebelumnya. Syarat umum air yang langsung dapat digunakan yaitu bersih, dapat diminum, bebas dari bahan perusak (oli, asam, alkali, garam, dan bahan organik) dan tidak mengandung ion klorida dalam jumlah yang membahayakan. Air yang dipakai mempunyai kisaran kadar pH sekitar 4,5 - 8,5 jika tidak memenuhi syarat, air perlu diuji mutunya terlebih dahulu. (sumber : Petunjuk Praktikum Teknologi Beton, 2012)

Mutu Beton

Mutu Beton menyatakan kekuatan tekan luas bidang permukaan.

Mutu Beton fc'

Beton dengan mufu fc' 25 menyatakan kekuatan tekan minimum adalah 25 MPa pada umur beton 28 hari, dengan menggunakan silinder beton diameter 15 cm, tinggi 30 cm. Mengacu pada standar SNI 03-2847-2002 yang merujuk pada ACI (American Concrete Institute). 1 MPa = 10 kg/cm2.

Mutu Beton Karakteristik

Beton dengan mutu K-250 menyatakan kekuatan tekan karakteristik minimum adalah 250 kg/cm2 pada umur beton 28 hari, dengan menggunakan kubus beton ukuran 15x15x15 cm. Mengacu pada PBI 71 yang merujuk pada standar eropa lama. kekuatan tekan karakteristik ialah kekuatan tekan, dimana dari sejumlah besar hasil-hasil pemeriksaan benda uji, kemungkinan adanya kekuatan tekan yang kurang dari itu terbatas sampai 5% saja. Yang diartikan dengan kekuatan tekan beton senantiasa ialah kekuatan tekan yang diperoleh dari pemeriksaan benda uji kubus yang bersisi 15 (+0,06) cm pada umur 28 hari. 

Sedangkan fc’ adalah kuat tekan beton yang disyaratkan (dalam Mpa), didapat berdasarkan pada hasil pengujian benda uji silinder berdiameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Penentuan nilai fc’ boleh juga didasarkan pada hasil pengujian pada nilai fck yang didapat dari hasil uji tekan benda uji kubus bersisi 150 mm. Dalam hal ini fc’ didapat dari perhitungan konversi berikut ini. Fc’=(0,76+0,2 log fck/15) fck, dimana fck adalah kuat tekan beton (dalam MPa), didapat dari benda uji kubus bersisi 150 mm. Atau perbandingan kedua benda uji ini, untuk kebutuhan praktis bisa diambil  berkisar 0,83.

MASALAH PADA BETON

Susut

Susut adalah perubahan volume yang terjadi ketika air masuk dan keluar gel semen, atau ketika air  mengubah keadaan fisik atau kimianya di dalam pasta. Hampir semua bahan akan menyusut sedikit, bila dikeringkan dan akan mengembang bila dibasahi. Penyusutan merupakan salah satu penyebab retak dari pada bangunan, karena bahan bangunan pada umumnya basah pada waktu didirikan dan mongering kemudian. Susut juga terjadi pada semua bahan yang memakai semen sebagai bahan pengikat. Susut dipengaruhi oleh kadar agregat, kadar air, kadar semen, dan bahan kimia pembantu, kondisi perawatan dan penyimpangan, pengaruh ukuran.

Susut dipengaruhi oleh kecepatan angin, kelengasan relative, dan temperature udara. Pada kecepatan angin nol menampakakkan tidak ada retak, sebaliknya contoh pada 30 ⁰C dan angin 5 m/dt, kadar air lengas relative 40% menampakkan retak. Susut terjadi setelah 2 minggu sebesar 14 – 34% dari susut 20 tahun, setelah 3 bulan 40 – 80% dari susut 20 tahun, setelah 2 tahun 66 – 85% dari susut 20 tahun (Paul Nugraha, Antoni, 2007 : 2000).

 Susut dapat dikurangi dengan mengurangi jumlah air dalam campuran beton seminimal mungkin, merawat beton dengan baik, menuangkan beton sedikit demi sedikit untuk memberikan kesempatan sebelum terjadinya susut pada bagian berikutnya, dan menggunakan agregat dengan kerapatan yang tepat dan tidak berpori. 

Rangkak

Rangkak adalah perubahan bentuk dibawah beban tetap. Pemberian beban pada beton akan menyebabkan deformasi elastis. Besarnya deformasi tergantung faktor tegangan kekuatan pada waktu pembebanan, juga dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti proporsi campuran, ukuran specimen dan kondisi iklim. Keuntungan rangkak seperti bila getas maka akan tidak berguna dan sukar dikerjakan, cenderung untuk meredakan tegangan sebelum terjadi lebih besar dan menyebabkan retak. Kerugian dari rangkak yaitu deformasi yang besar dan tertekuknya kolom beton.

Retak

Bila beton baru mengering dengan cepat maka permukaannya akan mengalami tegangan tarik yang lebih tinggi dari kekuatan tariknya, sehingga akan menyebabkan retak. Retak juga mungkin terjadi bila terdapat perbedaan temperature yang tinggi (sampai 20 ⁰C) antara bagian dalam  dan bagian luar  beton. Penyebab utama dari retak adalah factor air semen, karbonasi, dan perawatan. Semakin banyak air, semakin besar susut pengeringannya begitu juga kadar semen yang tinggi akan mengakibatkan susut kimianya. Volume dari produk hidrasi adalah lebih kecil 25% dari semula, hal ini menambah porositas dari pasta. Pencegahan terhadap retak yaitu kadar air yang dipakai harus serendah mungkin, kandungan agregat setinggi mungkin, dengan diameter maksimum, pakai agregat yang bersih terutama bersih dari tanah liat, menuang beton secara seragam, buat beton sedingin mungkin, pengawasan yang berkompeten.