Beton

Beton

Beton adalah material komposit yang tersusun dari agregat kasar dan agregat halus yang terikat secara kimiawi oleh produk hidrasi semen. Beton adalah campuran pasir, kerikil atau batu adalah campuran pasir, kerikil atau batu pecah, semen dan air. Bahan lain (admixtures) dapat ditambahkan pada campuran beton untuk meningkatkan workability, durability, dan waktu pengerasan. Beton mempunyai kekuatan tekan yang tinggi, tetapi kekuatan tariknya rendah.Beton dapat retak karena adanya tegangan tarik akibat beban, susut yang tertahan, atau perubahan temperatur. Beton bertulang adalah kombinasi dari beton dan baja, dimana baja tulangan memberikan kekuatan tarik yang tidak dimiliki beton. Baja tulangan juga dapat memberikan tambahan kekuatan tekan pada struktur beton.

Keuntungan Penggunaan Beton Bertulang untuk Material Struktur

ü  Mempunyai kekuatan tekan yang tinggi Ketahanan yang tinggi terhadap api

ü  Mempunyai kekakuan yang tinggi

ü  Pemeliharaan yang mudah dan relatif murah

ü  Umur bangunan yang panjang.

ü  Mudah diproduksi, terbuat dari bahan bahan yang tersedia lokal (batu pecah/kerikil, pasir,dan air), dan sebagian kecil semen dan baja tulangan yang dapat didatangkan dari tempat lain.

ü  Dapat digunakan untuk berbagai bentuk elemen struktur fungsi arsitektur

ü  Ekonomis, terutama untuk struktur pondasi dan basement

ü  Tidak memerlukan tenaga kerja dilatih khusus.

Kerugian Penggunaan Beton Bertulang untuk Material Struktur

ü  Mempunyai kekuatan tarik yang rendah (berkisar antara 9-15% kuat tekannya) sehingga memerlukan baja tulangan untuk menahan tarik.

ü  Memerlukan cetakan/bekisting serta formwork sampai beton mengeras, yang biayanya bisa cukup tinggi.

ü  Struktur umumnya berdimensi besar karena kekuatan yang rendah per unit volume.

ü  Properties dan karakteristik beton bervariasi sesuai dengan proporsi campuran dan proses mixing

ü  Berubah volumenya sejalan dengan waktu (adanya susut dan rangkak).

Kriteria - kriteria agar beton yang dihasilkan memiliki kualitas yang baik

Ada dua kriteria yang harus dipenuhi agar beton dapat dikategori sebagai beton yang memiliki kualitas baik.

Pertama, kriteria yang harus dipenuhi pada saat beton tersebut masih dalam keadaan basah (beton segar/freshconcrete) dan kedua, kriteria yang harus dipenuhi pada saat beton tsb sudah mengeras (hardenedconcrete).

Kriteria - kriteria yang harus dipenuhi pada saat beton belum mengeras antara lain: konsistensi campuran sedemikian sehingga adukan tersebut dapat dipadatkan dengan mudah, selain itu adukan juga cukup kohesif untuk ditempatkan/dicor sehingga tidak terjadi segregasi (pemisahan kerikil) yang berakibat pada saat beton tersebut mengeras diperoleh beton yang tidak homogen.

Sedangkan kriteria utama yang biasanya harus dipenuhi untuk beton yang sudah mengeras adalah kekuatan tekan beton dan durabilitas beton tsb harus sesuai dengan yang  disyaratkan.

Sifat Mekanik Beton

ü  Kekuatan tekan dan Kekuatan tarik

ü  Modulus Elastisitas

ü  Susut (Shrinkage)

ü  Rangkak (Creep)

Kekuatan Tekan (fc’) dan Kekuatan tarik

Kuat tekan beton hampir selalu dijadikan acuan dalam perencanaan suatu campuran beton. Masih banyak yang beranggapan beton dengan kekuatan tinggi pasti memiliki karakteristik lain yang baik juga, seperti misalnya durabilitas yang tinggi. Hal ini tidak sepenuhnya benar, karena durabilitas lebih ditentukan dari permeabilitas dan karakteristik selimut betonnya. Walaupun demikian, kekuatan beton bisa memberi

gambaran keseluruhan kualitas beton tsb karena kekuatan terkait langsung dengan struktur hidrasi dari pasta semennya. Kekuatan beton juga merupakan elemen kinerja utama untuk perencanaan struktural.

Kekuatan tekan beton ditentukan berdasarkan tes benda uji silinder beton (ukuran 15 x 30 cm) usia 28 hari. Secara umum di gunakan sebagai parameter kontrol yang menjadi ukuran bagi kualitas beton. Dipengaruhi oleh:

ü  Perbandingan air/semen (water/cement ratio)

ü  Tipe semen

ü  Admixtures/bahan tambahan

ü  Agregat

ü  Kelembaban

ü  selama curing/perawatan (yaitu: pada waktu beton baru saja mulai mengeras)

ü  Temperatur selama curing

ü  Umur beton

ü  Kecepatan pembebanan

Dua faktor utama yang menentukan kekuatan beton adalah: (1) perbandingan air semen (w/c ratio) dan (2) tingkat kekompakan beton.Jika diasumsikan bahwa beton tidak memiliki masalah kekompakan/kepadatan, maka faktor utama yang menentukan kekuatan beton adalah perbandingan air semen.

Modulus Elastisitas, Ec

Modulus elastisitas beton adalah konstanta elastis dari material beton yang besarnya dapat ditentukan dari kurva hubungan tegangan-regangan yang merupakan kemiringan atau tangen dari kurva tersebut.

Beberapa definisi:

ü  Modulus awal, yaitu slope atau kemiringan kurva tegangan regangan di titik awal kurva (Ec)

ü  Modulus tangen, yaitu slope atau kemiringan di suatu titik pada kurva tegangan regangan, misalkan pada kekuatan 50% dari kekuatan ultimate

ü  Modulus secan, yaitu garis yang menghubungkan titik awal kurva dengan titik lain pada kurva, misal titik dengan tegangan 0.5 f c

Modulus elastisitas yang tinggi berarti kekakuan beton tersebut tinggi, sedang modulus elastisitas yang rendah berarti beton tersebut bersifat lebih ductile. Modulus elastisitas beton (berat normal) bervariasi antara 20000 sampai 30000 MPa, tergantung dari kuat tekannya. Modulus elastisitas juga dipengaruhi oleh karakteristik bahan penyusunnya terutama modulus elastisitas dari agregat kasarnya.

Nilai Modulus Elastisitas:

Ec = wc1.5 (0.043) Öfc’ (MPa) Untuk beton normal, wc = 2200 - 2400 kg/m3

Ec = 4700 Öfc’ (MPa)

Susut (Shrinkage)

Susut didefinisikan sebagai perubahan (penurunan) volume yang tidak berhubungan dengan beban. Tingkat susut pada beton berbanding lurus dengan faktor air semennya dan berbanding terbalik dengan ukuran agregat kasarnya.Pada saat adukan beton mengeras, sebagian dari air akan menguap. Akibatnya beton akan menyusut dan retak. Retak dapat mengurangi kekuatan elemen struktur, dan dapat menyebabkan baja tulangan terbuka sehingga rawan terhadap korosi. Susut berlangsung pada waktu yang lama, tetapi 90% terjadi pada tahun pertama. Semakin luas permukaan beton yang terbuka, semakin tinggi tingkat susut yang terjadi. Besarnya susut tergantung dari komposisi beton, yaitu a.l. kandungan air, volume dan jenis agregat kasar serta jumlah kandungan semen.

Rangkak (Creep)

Rangkak didefinisikan sebagai peningkatan regangan dengan bertambahnya waktu pada kondisi tegangan yang konstan. Pada struktur beton bertulang, rangkak akan menimbulkan deformasi yang permanen.Pada saat struktur dibebani, deformasi elastis akan langsung terjadi pada struktur. Pada saat mengalami beban ini, beton akan terus berdeformasi sejalan dengan waktu. Deformasi tambahan ini disebut dengan rangkak atau plastic flow. Jika beban terus bekerja, deformasi akan terus bertambah, hingga deformasi akhir dapat mencapai dua atau tiga kali deformasi elastis.Jika beban dipindahkan, struktur akan kehilangan deformasi elastisnya, tetapi hanya sebagian kecil dari deformasi tambahan/rangkak yang akan hilang. Sekitar 75% dari rangkak terjadi pada tahun pertama.