Beton Besar (Mass Concrete) A. Pendahuluan Beton adalah pencampuran bahan-bahan seperti aggregat halus dan kasar dengan semen dan air sebagai perekat yang membantu proses reaksi kimia, dan juga dapat di tambahkan bahan-bahan pembantu (admixture) untuk merubah sifat-sifat tertentu dari beton yang bersangkutan. Beton merupakan salah satu pilihan sebagai bahan struktur dalam konstruksi bangunan. bangunan. Beton amat diminati penggunaanya penggunaanya karena memiliki kelebihan-kelebihan dibanding bahan lainnya antara lain harganya yang relatif murah, mempunyai kekuatan yang baik, bahan baku penyusun mudah didapat, tahan lama, tahan terhadap api, tidak mengalami pembusukan dan mudah di bentuk sesuai dengan keinginan. Namun disamping kelebihannya tersebut beton juga memiliki kelemahan yaitu berat sendiri yang yang besar. Dalam beton yang yang direncanakan dengan seksama dan kemudian dipadatkan dengan baik hanya terdapat sedikit ronggarongga udara, yaitu kurang dari dua persen. Sifat-sifat beton dalam keadaan masih segar dan setelah mengeras dapat memperlihatkan perbedaan-perbedaan yang cukup besar. Hal ini juga di pengaruhi oleh jenis, mutu, serta perbandingan-perbandingan dari bahan-bahan campurannya. Berikut kandungan yang umum terdapat pada beton :
Rongga-rongga udara 1% - 2 %
Agregat (kasar + halus) 60% - 75%
Pasta semen ( semen +air ) 25% - 40%
1. Bahan-Bahan Pembentuk Beton a. Aggregat
Agregat halus dan agregat kasar merupakan bahan pengisi dalam adukan beton. Untuk beton yang ekonomis, campuran harus dibuat sebanyak mungkin agregatnya. Sifat-sifat agregat mempunyai pengaruh yang besar terhadap perilaku beton yang sudah mengeras. Sifat agregat bukan hanya mempengaruhi sifat beton, akan tetapi juga mempengaruhi ketahanan (durability atau daya tahan terhadap kemunduran mutu akibat siklus
pembekuan).
Agregat
mempunyai
mempengaruhi karakteristik dari agregat yaitu:
sifat-sifat
fisik
yang
Berat jenis dan daya serap
Analisa ayak
Kadar lumpur
Kadar air
Kadar organik (untuk agregat halus)
Bobot isi
b. Semen
Semen adalah bahan yang bertindak sebagai pengikat untuk agregat. Jika dicampur dengan air, semen akan menjadi pasta. Ada 5 tipe semen yang secara umum dikenal, yaitu:
Tipe I yaitu semen biasa (normal cement), digunakan untuk pembuatan kontruksi beton yang dipengaruhi oleh sifat-sifat sulfat, tidak memiliki perbedaan temperatur yang ekstrem
Tipe II yaitu semen yang digunakan untuk pencegahan serangan sulfat dari lingkungan, seperti sistem drainase dengan sifat kadar konsentrasi sulfat tinggi di dalam air tanah
Tipe III yaitu jenis semen dengan waktu perkerasan yang cepat, umumnya dalam waktu kurang di seminggu
Tipe IV yaitu semen dengan hidrasi panas rendah, yang digunakan pada struktur-struktur dam, bangunan-bangunan masif
Tipe V yaitu semen penangkal sulfat. Digunakan untuk beton yang lingkungannya mengandung sulfat,terutama pada tanah/air tanah dengan kadar sulfat tinggi Semen
mempunyai
karakteristik dari semen yaitu:
Berat jenis
Kehausan
Waktu pengikatan
Kekekalan
Kekuatan aduk
Panas hidrasi
Pemuaian karena sulfat
sifat-sifat
fisis
yang
mempengaruhi
c. Air
Air merupakan bahan yang digunakan untuk berlangsungnya proses reaksi hidrasi semen agar semen membentuk pasta yang bisa mengikat agregat. Air juga berpengaruh terhadap kuat desak beton, karena kelebihan air akan menyebabkan penurunan pada kekuatan beton itu sendiri. Selain itu kelebihan air akan mengakibatkan beton menjadi bleeding, yaitu air bersama-sama semen akan bergerak ke atas permukaan adukan beton segar yang baru saja dituang. Hal ini akan menyebabkan kurangnya lekatan antara lapis-lapis beton. Air pada campuran beton juga akan berpengaruh terhadap sifat workability adukan beton dan juga besar kecilnya nilai susut beton. Air untuk pembuatan beton minimal memenuhi syarat sebagai air minum yaitu tawar, tidak berbau, bila dihembuskan dengan udara tidak keruh dan lain-lain, tetapi tidak berarti air yang digunakan untuk pembuatan beton harus memenuhi syarat sebagai air minum.
2. Jenis Jenis Beton
Berikut beberapa jenis beton yang telah mengalami perkembangan seiring dengan kemajuan teknologi untuk menanggulangi kekurangna yang di miliki beton pada umum nya. a. Beton ringan (Lightweight Concrete)
Di buat dengan aggregat ringan dengan sedemikian rupa sehingga di dapat berat isi yang lebih kecil dibandingkan beton normal. Berat isi beton jenis ini bisa mencapai 2/3 dari berat isi beton normal. b. Beton mutu tinggi (High Strength Concrete)
Beton dengan kuat tekan lebih dari 40 Mpa sudah dapat dikatakan beton mutu tinggi. Beton ini di kembangkan untuk membuat struktur yang mempunyaitinggkat
kepentingan
yang
tinggi
misalnya
bangunan-
bangunan yang memiliki tingkat kemanan yang tinggi seperti jembatan, gedung yang tinggi, reaktor nuklir dan lain sebagainya. c. Beton dengan workabilitas tinggi (High Workability Concrete)
Umumnya tingkatkesulitan dalam pengerjaan beton dikaitkan dengan tingkat keenceran campuranya atau kemaapuannya mengalir. Keenceran
yang
dimaksud
disini
bukanlah
semata-mata
dengan
pengunaan air yang berlebihan. Beton dengan workability yang di maksud disini adalah beton yang mudah mengalir atau pun mudah dikerjakan namun tetap memiliki mutu yang baik seperti beton normal atau beton mutu tinggi. d. Beton serat (Fiber Reinforced Concrete)
Beton serat adalah beton yang materialnya ditambah komponen seratyang bisa berupa serat baja, serat plastik, ataupun serabut dari bahan alami. e. Beton dengan polimer (Polymers Consrete)
Beton dengan polimers adalah beton yang dalam pembuatannya menggunakan bahan polimer sebagai bahan campuran agar didapat beton dengan kuat tekan ynag tinggi dan dalam waktu yang relatif singkat. f.
Beton berat (Heavyweight Concrete) Beton jenis ini memiliki berat isi yang lebih dibandingkan dengan beton normal yakni sekitar 3300 kg/m3 sampai dengan 3800 kg/m3. Biasanya digunakan untuk pembangunan fasilitas biologi, pengujian dan penelitain atom dan lain sebagainya
g. Beton besar (Mass Concrete)
Merupakan beton pada struktur masifdengna volume yang sangat besar seperti pada bendungan, pintu air maupun pada pilar besar yang masif. h. Beton dengan pemadatan roller (Roller Compacted Concrete)
Adalah beton yang dipadatkan dengan menggunakan roller vibrator, hal ini biasanya dilakukan pada pekerjaan-pekerjaan besar dan khusus seperti jalan berbahan beton dan bendungan. Untuk pemadatan dengan roller campuran beton harus cukup kering agar roller tidak tenggelam namun juga harus memiliki sifat basah agar distribusi semen keseluruh permukaan aggregat merata.
B. Beton besar (Mass Concrete) Merupakan beton pada struktur masif dengan volume yang sangat besar seperti pada bendungan, pintu air maupun pada pilar besar yang masif. Beton ini sering juga disebut beton massal. Salah satu hal yang paling berpengaruh terhadap
beton adalah suhu. Pengaruh suhu pada beton segar adalah percepatan pada kecepatan hidrasi semen. Hal ini mengakibatkan hal-hal sebagai berikut :
Slump loss yang tinggi
Kebutuhan air meningkat
Waktu pengikatan (set) lebih cepat
Susut atau retak yang tinggi
Hal yang perlu diperhatikan dalam pelaksanaan beton massal adalah kontrol terhadap panas yang di hasilkan dari proses hidrasi dari massa beton yang besar. Panas yang dihasilkan dari proses hidrasi dapat menyebabkan terjadinya perbedaan suhu yang tinggi antara titik-titik di dalam beton itu. Panas hidrasi ini
disebabkan oleh reaksi hidrasi campuran semen yang
merupakan reaksi eksotermik. Panas hidrasi yang dihasilkan akan menaikkan suhu beton. Pada permukaan beton, panas hidrasi itu dapat lepas karena berbatasan dengan lingkungan sehingga suhu permukaan rendah, sedangkan panas hidrasi pada bagian dalam beton massal tidak dapat lepas sehingga menimbulkan suhu yang tinggi. Perbedaan suhu antara permukaan dan bagian dalam beton massal ini dapat menimbulkan retak termal pada usia awal (Cindy Lucia L.T dkk, 2005). Maksimum perubahan suhu (Thermal shock) yang dapat menyebabkan terjadinya kontraksi dan mengakibatkan retak adalah 40º C/Jam (ACI.224.1R93.7) dan adanya perbedaan Temperatur beton dengan lingkungan tidak lebih dari 20º C (ACI.Jurnal Vol.94.no.2.1997) Keretakan yang terjadi pada pelaksanaan pengecoran beton mass al di lapangan sering diabaikan oleh pelaksana pengecoran, mereka menganggap keretakan itu merupakan hal yang wajar. Namun jika tidak cepat ditanggulangi akan memberikan dampak pada kegagalan struktur, sehingga kekuatan struktur bangunan akan berkurang saat terkena beban. Untuk itu perlu adanya penanggulangan lebih awal sebelum
pengecoran
beton
massal.
Beberapa
cara
yang
dilakukan
untuk
meminimumkan retak termal adalah yaitu usaha pendinginan yang dilakukan dengan memompakan air dingin melalui kisi - kisi pipa yang ditanam dalam beton (pipe cooling) atau dengan pendinginan permukaan (surface isolated cooling) (Cindy Lucia L.T dkk, 2005). Dari hasil analisa diperoleh bahwa pada pengecoran beton massal dengan permukaan tertutup mengakibatkan differensial temperatur antara permukaan dan
bagian dalam beton dapat diperkecil yaitu kurang dari 20ºC dimana temperatur tersebut merupakan syarat tidak terjadinya retak pada beton massal. Dengan differensial temperatur yang kurang dari 20ºC menyebabkan tegangan tarik yang terjadi pada beton tidak melebihi tegangan tarik yang diijinkan sehingga keretakan tidak terjadi. Untuk pengecoran beton massal dengan ketebalan lebih dari 1m perlu diterapkan surface isolation (permukaan tertutup) agar tidak terjadi retak. Namun penerapan surface isolation berguna dalam mencegah keretakan hanya sampai ketebalan pengecoran 5m, lebih dari 5m perlu diterapkan cara penanggulangan retak pada beton massal seperti pelaksanaan pipe cooling. Hal lain yang dapat dilakukan antara lain ialah menggunakan air dingin pada campuran beton sehingga menurunkan suhu beton dari keadaan normal, atau juga dapat menggunakan aggregat yang telah di siram air.
C. Kesimpulan dan saran 1. Kesimpulan
Kontrol terhadap beton menjadi hal yang harus di utamakan dalam pengerjaan beton massal
Perawatan
setelah
beton
dihampar
harus
di
perhatikan
untuk
meminimalisasi terjadinya keretakan akibat perubahan suhu antara beton dan lingkungan sekitarnya 2. Saran
Bila dimungkinkan untuk melakukan pekerjaan pengecoran secara kecilkecilan dan berkelanjutan baik dari segi waktu maupun biaya ada baiknya dilakukan yang seperti itu untuk mengurangi resiko keretakan pada beton yang dapat mengancam terjadinya kegagalan struktur.
Bila harus dilaksanakan pengerjaan beton massal, maka beberapa cara yang telah di sebutkan sebelumnya dapat di laksanakan untuk menghindari keretakan pada beton. Kemudian penghamparan hendaknya dilakukan malam hari untuk menekan tingkat penguapan air yang berlebihan untuk mencegah terjadinya retak, bila di siang hari dapat digunakan tenda agar beton yang baru dihampar tidak langsung tekena cahaya matahari.
Kemudian dalam penggunaan concrete pump sebaiknya pipa penyalur dilapisi oleh karung dan disiram secara periodik untuk menjaga pipa
tersebut tetap dingin agar mengurangi resiko terjadinya kenaikan temperatur akibat gesekan antara baton dengan dinding pipa.
Penggunaan semen yang pada campuran beton juga harus diperhatikan untuk mencegah tingginya hidrasi yang terjadi
Penggunaan bahan tambah juga dapat di mungkinkan untuk menurunkan reaksi hidrasi pada campuran beton tersebut
Daftar Pustaka Marsiano, “Studi Pembuatan Beton Massa dan Pengaruhnya terhadap Temperatur”, ISTN, 2009. NRMCA, “Thermal Cracking of Concret”, 2009 Mehta, P.K and P.J.M. Monteiro, “Concrete : Microstructure, Properties, and Materials”. Brahmantyo, Dody, “Pelaksanaan Gedung MKPB” UNNAR. Mulyono, T., 2004, Teknologi Beton, Edisi Pertama, ANDI, Yogyakarta.
