Material Penyusun Beton bertulang

Material Penyusun Beton Bertulang adalah artikel yang membahas tentang berbagai material yang digunakan dalam pembuatan beton bertulang. Beton bertulang merupakan salah satu jenis struktur yang terdiri dari campuran beton dan tulangan baja. Beton memiliki sifat mekanik yang kuat, sedangkan tulangan baja menyediakan stabilitas dan ketahanan struktur. Artikel ini menjelaskan berbagai jenis material yang digunakan dalam pembuatan beton bertulang. Material-material tersebut meliputi beton, pasir, agregat, semen, air, dan baja tulangan. Beton adalah material utama yang menyediakan ketahanan mekanik. Pasir dan agregat digunakan sebagai pengisi dan pengikat. Semen digunakan sebagai pengikat antara agregat dan pasir. Air digunakan untuk membuat beton menjadi lebih mudah dicampur dan dicetak. Baja tulangan digunakan untuk menambah kekuatan struktur. Artikel ini juga menjelaskan tentang berbagai jenis baja tulangan yang tersedia, seperti baja tulangan kawat, baja tulangan ulir, dan baja tulangan berongga.

 

TEKNIK STRUKTUR BANGUNAN DENGAN KONSTRUKSI BETON 

Beton adalah suatu komposit dari beberapa bahan batu-batuan yang direkatkan oleh bahan-ikat. Beton dibentuk dari agregat campuran (halus dan kasar) dan ditambah dengan pasta semen. Pada prinsipnya pasta semen mengikat pasir dan bahan-bahan agregat lain (batu kerikil, basalt dan sebagainya). Rongga di antara bahan-bahan kasar diisi oleh bahan-bahan halus. Hal ini memberi gambaran bahwa harus ada perbandingan optimal antara agregat campuran yang bentuknya berbeda-beda agar pembentukan beton dapat dimanfaatkan oleh seluruh material.

Material penyusun beton secara umum dibedakan atas:
− semen: bahan pengikat hidrolik,
− agregat campuran: bahan batu-batuan yang netral (tidak bereaksi) dan merupakan bentuk sebagian besar beton (misalnya: pasir, kerikil, batu-pecah, basalt);
− air
− bahan tambahan (admixtures) bahan kimia tambahan yang ditambahkan ke dalam spesi-beton dan/atau beton untuk mengubah sifat beton yang dihasilkan (misalnya; 'accelerator', 'retarder' dan sebagainya

Sedangkan produk campuran tersebut dibedakan atas:
− batuan-semen: campuran antara semen dan air (pasta semen) yang mengeras
− spesi-mortar: campuran antara semen, agregat halus dan air yang belum mengeras;
− mortar: campuran antara semen, agregat halus dan air yang telah mengeras;
− spesi-beton: campuran antara semen, agregat campuran (halus dan kasar) dan air yang belum mengeras;
− beton: campuran antara semen, agregat campuran dan air yang telah mengeras;

Semen

Semen dipakai sebagai pengikat sekelompok bahan-ikat hidrolik untuk pembuatan beton. Hidrolik berarti bahwa semen bereaksi dengan air dan membentuk suatu batuan massa, suatu produksi keras (batuan-semen) yang kedap air.
Semen adalah suatu hasil produksi yang dibuat di pabrik-semen. Pabrik-pabrik semen memproduksi bermacam-macam jenis semen dengan sifat-sifat dan karaktefistik yang berlainan.

Semen dibedakan dalam dua kelompok utama yakni:

− semen dari bahan klinker-semen-Portland
o semen Portland,
o semen Portland abu terbang,
o semen Portland berkadar besi,
o semen tanur-tinggi ('Hoogovencement'),
o semen Portland tras/puzzolan,
o semen Portland putih.

− semen-semen lain
o aluminium semen,
o semen bersulfat

Perbedaan di atas berdasarkan karakter dari reaksi pengerasan kimiawi. Semen-semen dari kelompok-1, diantara yang satu dan yang lain tidak saling bereaksi (membentuk persenyawaan lain). Semen kelompok-2 bila saling dicampur atau bercampur dengan kelompok-1 akan membentuk suatu persenyawaan baru. Hal ini berarti semen dari kelompok-2 tidak boleh dicampur. Semen portland dan semen portland abu-terbang adalah semen yang umum dipakai di Indonesia.

Semen dan air saling bereaksi, persenyawaan ini dinamakan hidratasi sedangkan hasil yang terbentuk disebut hidrasi-semen. Proses reaksi berlangsung sangat cepat. Kecepatan yang mempengaruhi waktu pengikatan adalah:
− kehalusan semen
− faktor air-semen
− temperatur.

Kehalusan penggilingan semen mempengaruhi kecepatan pengikatan. Kehalusan penggilingan dinamakan penampang spesifik (adalah total diameter penampang semen). Jika seluruh permukaan penampang lebih besar, maka semen akan memperluas bidang kontak (persinggungan) dengan air yang semakin besar. Lebih besar bidang persinggungannya semakin cepat kecepatan bereaksinya, Karena itu kekuatan awal dari semen-semen yang lebih halus (penampang spesifik besar) akan lebih tinggi, sehingga pengaruh kekuatan-akhir berkurang. Ketika semen dan air bereaksi timbul panas, panas ini dinamakan panas-hidratasi. Jumlah panas yang dibentuk antara lain tergantung dari jenis semen yang dipakai dan kehalusan penggilingan. Dalam pelaksanaan, perkembangan panas ini dapat membentuk suatu masalah yakni retakan yang teijadi ketika pendinginan. Pada beberapa struktur beton retakan ini tidak diinginkan. Terutama pada struktur beton mutu tinggi pembentukan panas ini sangat besar. Panas hidratasi pada suatu struktur beton dapat ditentukan dan untuk beberapa pemakaian semen yang lain, dalam masa pelaksanaannya harus dilakukan dengan pendinginan. Aspek lain yang besar pengaruhnya terhadap pembentukan panas hidratasi adalah faktor air-semen.

Faktor air semen (FAS) adalah perbandingan antara berat air dan berat semen:

berat air
F.A.S = ----------------------------------
berat semen

Misalkan:
F.A.S = 0,5; bila digunakan semen 350 [kg/m³],
Maka banyaknya air = 350 x 0,5 = 175 [l/ m³]

Faktor air-semen yang rendah (kadar air sedikit) menyebabkan air di antara bagian- bagian semen sedikit, sehingga jarak antara butiran butiran semen pendek. Akibatnya massa semen menunjukkan lebih berkaitan, karenanya kekuatan awal lebih dipengaruh dan batuan-semen mencapai kepadatan tinggi.

Semen dapat mengikat air sekitar 40% dari beratnya; dengan kata lain air sebanyak 0,4 kali berat semen telah cukup untuk membentuk seluruh semen berhidrasi. Air yang berlebih tinggal dalam pori-pori. Beton normal selalu bervolume pori-pori halus rata yang saling berhubungan, karena itu disebut pori-pori kapiler. Bila spesi-beton ditambah ekstra air, maka sebenanya hanya pori-porinya yang bertambah banyak. Akibatnya beton lebih berpori-pori dan kekuatan serta masa pakainya berkurang.

 Agregat

Agregat adalah bahan-bahan campuran-beton yang saling diikat oleh perekat semen. Agregat yang umum dipakai adalah pasir, kerikil dan batubatu pecah. Pemilihan agregat tergantung dari:
− syarat-syarat yang ditentukan beton
− persediaan di lokasi pembuatan beton
− perbandingan yang telah ditentukan antara biaya dan mutu

Dari pemakaian agregat spesifik, sifat-sifat beton dapat dipengaruhi.
Suatu pembagian yang sepintas lalu (kasar) dapat dilakukan sebagai berikut:
− agregat normal (kuarsit, pasir, kerikil, basalt)
− agregat halus (puing-batu, terak-lahar, serbuk-batu/bims).
− agregat kasar (bariet, bijib-besi magnetiet dan limoniet).

Kecuali agregat alam dapat juga digunakan produk-aIami sinter atau terbakar, beton gilas atau puing tembok batu-bata.

Umumnya pasir yang digali dari dasar sungai cocok digunakan untuk pembuatan beton. Produksi penggalian pasir dan kerikil akan dipisahpisahkan dengan ayakan dalam 3 kelompok yaitu:
− kerikil kasar (lebih besar dari 30 mm)
− kerikil beton (dari 5 mm sampai 30 mm) − pasir beton (lebih kecil dari 5 mm).

Dua kelompok terakhir adalah yang cocok (atau dengan mencampurkannya hingga cocok) untuk pembuatan beton. Dari kelompok pertama dapat dipecahkan agar dapat digunakan.

Di samping bahan agregat diperoleh dari galian alami (hampir langsung dapat digunakan untuk beton), dapat juga didapatkan dengan pemecahan formasi batuan tertentu dengan mesin pecah batu (stone crusher) sampai berbentuk batu-pecah dengan kasar yang berbeda-beda. Pemecahan ini dilakukan dalam tingkatan yang berbeda-beda. Dari jenis bongkah-bongkah yang cocok seperti basalt, granit dan kuarsit akan diledakkan dahulu sampai berupa batu-batu gumpalan. Kemudian gumpalan ini dimasukkan ke dalam mesin pecah batu secara mekanis atau dengan tangan dan dipecahkan sampai mendapat bentuk yang diinginkan.

Umumnya bentuk-bentuk yang didapatkan berupa butir-butir ukuran 7 mm sampai 50 mm yang nantinya ditambah dengan bahan-bahan antara 5 mm sampai 10 mm.

Air

Karena pengerasan beton berdasarkan reaksi antara semen dan air, maka sangat perlu diperiksa apakah air yang akan digunakan memenuhi syarat-syarat tertentu. Air tawar yang dapat diminum, tanpa diragukan boleh dipakai. Bila tidak terdapat air minum disarankan untuk mengamati apakah air yang digunakan tersebut tidak mengandung bahan-bahan yang merusak beton/baja.

Pertama-tama yang harus diperhatikan adalah kejernihan air tawar, apabila ada berberapa kotoran yang terapung, maka air tidak boleh dipakai. Di samping pemeriksaan visual, harus juga diamati apakah air itu tidak mengandung bahan-bahan perusak, contohnya: fosfat, minyak, asam, alkali, bahan-bahan organis atau garam-garam. Penelitian semacam ini harus dilakukan di laboratorium kimia. Selain air dibutuhkan untuk reaksi pengikatan, dipakai pula sebagai perawatan-sesudah beton dituang. Suatu metode perawatan selanjutnya dengan cara membasahi terus-menerus atau beton yang baru direndam air.

Air ini pun harus mernenuhi syarat-syarat yang lebih tinggi daripada air untuk pembuatan beton. Misalkan air untuk perawatan selanjutnya keasaman tidak boleh memilik kadar pHnya > 6, juga tidak dibolehkan terlalu sedikit mengandung kapur.

Bahan kimia tambahan

Bahan kimia tambahan (admixtures) suatu bahan produksi di samping bahan semen, agregat campuran dan air, yang juga dicampurkan dalam campuran spesi-beton. Tujuan dari penambahan bahan kirma ini adalah untuk memperbaiki sifat-sifat tertentu dari campuran beton lunak dan keras. Takaran bahan kimia tambahan ini sangat sedikit dibandingkan dengan bahan utarna hingga takaran bahan ini dapat diabaikan. Bahan kimia tambahan tidak dapat mengoreksi komposisi spesi-beton yang buruk.

Karenanya harus diusahakan komposisi beton seoptimal mungkin dengan bahan-bahan dasar yang cocok.

Dari macam-macarn bahan kimia tambahan yang ada harus diadakan percobaan awal terlebih dahulu derni kepentingan apakah takarannya memenuhi sifat-sifat yang dituju. Beberapa bahan tambahan mungkin mempunyai garis-garis besar atau norma yang menentukan pemakaiannya. Suatu pemakaian dari bahan kimia tambahan yang penting adalah untuk menghambat pengikatan serta meninggikan konsistensinya tanpa pertambahan air. Oleh karena itu, spesi mudah diangkut serta mempertinggi kelecakan agar pada bentuk-bentuk bekisting yang sulit pun dapat terisi pula dengan baik.

Bahan kimia tambahan yang umum dipakai adalah:

− super-plasticizer, untuk mempertinggi kelecakan (zona konsistensi dipertinggi), mengurangi jumlah air pencampur;
− pembentuk gelembung udara meninggikan sifat kedap air, meninggikan kelecakannya;
− 'retarder', memperlambat awal pengikatan atau pengerasan, memperpanjang waktu pengerjaan; digunakan pada siar ccr, membatasi panas hidratasi (struktur tingkat berat); − bahan warna, untuk memberi warna permukaan.

Tulangan

 

 

 

Selengkapnya: TEKNIK STRUKTUR BANGUNAN