DISUSUN OLEH KELOMPOK 2 : 1. MOHA MOHAMM MMAD AD RIZ RIZK KY HAR HARYPUT YPUTR RA F 112 112 15 004 004 2. IWAN RAHMADI
F 112 15 005
3. AYU NATASHA LAMBOKA
F 112 15 006
4. ANDIS ISKANDAR
F 112 15 007
5. ERNA ERNA YUDIT YUDITA A 012
F 112 15
MAGISTER TEKNIK SIPIL PROGRAM PASAS PASASAR!ANA AR!ANA UNI"ERSITAS TADULAKO
KATA PENGANTAR
Kami memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan kesempatan dan kemampuan sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini. Penulisan makalah ini berjudul Reactive Powder oncrete untuk mata kuliah Teknologi !eton "anjut dimana makalah ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Kami juga menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan makalah ini. #amun kami menyadari bahwa penyusunan makalah ini masih banyak kekurangan dan kami menerima kritik dan saran membangun untuk perbaikan makalah ini. Akhirnya penyusun mengharapkan semoga makalah ini bisa berman$aat.
Palu% &ei '()*
Penyusun KELOMPOK 2
#
DAFTAR ISI SA&P+" KATA P,#-A#TAR .. /A0TAR 1S1
i ii
BAB I PENDAHULUAN
).) "atar !elakang
)
).' Tujuan .
'
).2 !atasan &asalah ..
'
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
'.). Perkembangan !eton
2
'.'. Prinsip Pengembangan Reactive Powder oncrete
2
'.2. Komposisi ampuran RP
3
'.3. Si$at4si$at &ekanik dan /urabilitas RP
5
'.5. Perkembangan Riset RP
5
'.*. &aterial Po66olan dari bahan 7rganik
*
'.8. Keunggulan dan Kekurangan RP
8
'.9. ontoh Penelitian terhadap RP pada konstruksi..
9
BAB III PENUTUP
2.) Kesimpulan 2.' Saran
))
))
/A0TAR P+STAKA
##
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Salah satu terobosan baru dalam bidang teknologi material beton adalah Reactive Powder Concrete (RPC). Material ini pertama kali dikembangkan pada awal tahun 1990-an oleh para peneliti di Laboratorium Henningston, Durham dan Richardson HDR! pada "erusahaan #ou$gues S%& di "aris, "erancis% Selan'utn$a "ierre (laude &itcin, Direktur Sains #eton (anada di )ni*ersitas Sherbrooke, mengaplikasikan R"( pada struktur 'embatan untuk pe'alan kaki dan sepeda di sherbrooke, +uebec, (anada% R"( mempun$ai karakteristik berupa kuat tekan, daktilitas dan durabilitas $ang sangat tinggi% Reactive Powder Concrete R"(! termasuk dalam 'enis beton paling mutakhir $ang dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan akan material konstruksi beton berkekuatan tinggi% R"( merupakan Ultra High Performance Concrete )H"(! atau Ultra High Strength Concrete )HS(! $ang mempun$ai karakteristik sebagai material sangat padat dengan kuat tekann$a mencapai 00 M"a% ekuatan $ang sangat tinggi tersebut dapat dicapai karena .aktor air semen .as! $ang digunakan pada campuran R"( bernilai ekstrim rendah 0,1/ 0,2!, dan dilakukan optimalisasi struktur-micro matriks beton dengan gradasi material berukuran nano nm! $ang berguna untuk meminimalkan rongga kosong antara butiran3partikel sehingga didapat matriks beton $ang ultra padat% "erencanaan gradasi untuk mendapatkan kepadatan optimal tersebut diistilahkan sebagai Packing density % #erhubung nilai .as $ang digunakan ekstrim rendah, maka dibutuhkan superplastisier , agar beton segar R"( dapat diker'akan dengan kelecakan worka!ility ! $ang baik% Selain itu, R"( mengandung bahan tambah berupa silica fume dalam 'umlah besar 4 /5 dari berat semen! $ang rekasi kimian$a menghasilkan kekuatan tambahan pada beton% Dengan demikian, diketahui bahwa campuran R"( berbeda dengan beton kon*ensional, karena R"( pada dasarn$a meniadakan penggunaan agregat kasar dan ukuran partikel material pembentuk berada pada skala nanometer% uat tekan beton $ang sangat tinggi berkorelasi dengan si.at getas beton !rittle!, tetapi hal ini dapat diminimalkan dengan penambahan serat ba'a sehingga diperoleh struktur R"( $ang bersi.at daktail dengan dimensi struktur $ang ramping, bobot struktur $ang ringan, dan dapat memikul beban sekuat ba'a% "ada beberapa tahun belakang ini, ban$ak riset $ang telah dilakukan oleh peneliti dari berbagai negara guna menghasilkan beton dengan kuat tekan dan kiner'a tinggi menggunakan bahan-bahan local, tanpa bergantung pada merek industri tertentu% "enggunaan bahan alternati. pengganti silica fume, sebagai sumber silika seperti6 ground granulated !last furnace slag , fly ash" dan abu sekam padi rice husk ash! pada campuran R"( memberikan kuat tekan dan kiner'a $ang memenuhi kriteria hampir setara dengan R"( bermaterial silica fume%
1
Sedangkan di 7ndonesia, karena masih terbatasn$a penelitian tentang R"(, pertamatama $ang harus dikembangkan adalah rancangan campuran $ang menggunakan bahanbahan lokal $ang ada, agar dapat dihasilkan R"( $ang benar-benar sesuai dengan karakteristik material di 7ndonesia% "ada tahun 009, telah berhasil dikembangkan )H"( atau R"(! pertama dengan material lokal 7ndonesia, berbasis pada teknologi nano dengan sumber silika 'uga berasal dari silica fume% uat tekan $ang dihasilkan berkisar antara 140 M"a sampai 180 M"a%
1.2 Maksud dan Tujuan &dapun man.aat dari pen$usunan makalah ini adalah memberikan kontribusi terhadap ketersediaan rancangan campuran R"( berbahan lokal 7ndonesia dengan bia$a produksi $ang lebih ekonomis% Selan'utn$a hasil riset R"( ini dapat di'adikan produk industri lokal $ang ramah lingkungan green concrete! $ang berdampak positi. terhadap pengurangan limbah padat%
1.3 Batasan Masalah Dalam pen$usunan makalah ini kami mencoba men$ampaikan tulisan hasil penelitian sebelumn$a tentang Reacti*e "owder (oncrete R"(! dan beberapa re.erensi lainn$a tentang penggunaan R"( sebagai bahan konstruksi% "embahasan makalah ini han$a berupa uraian atau deskripsi%
BAB II TINJAUAN PUTA!A 2
2.1 Perke"#angan Bet$n "erkembangan beton sebagai bahan structural 'uga terus berkembang dengan semakin ban$akn$a kebutuhan konstruksi% ahun 19/0-an beton sebagai pemikul beban struktural sudah mencapai kekuatan 4/ M"a% "enelitian tentang kekuatan beton ini terus berkembang% "ada tahun 1920-an di amerika sudah diproduksi secara missal beton dengan kekuatan antara 81-/ M"a% Hal ini terus berlan'ut sampai pada awal tahun 19:0ansudah dapat diproduksi beton dengan kuat tekan 2 M"a% "ada akhir tahun 190-an kuat tekan $ang dapat dibuat mencapai 14 M"a dan pada akhir abad ini kuat tekan 1:0: M"a sudah dapat diproduksi secara missal dengan sisten precast % #erdasarkan kekuatan beton, beton dikelompokkan sebagai berikut 6 1% #eton normal, kuat tekan $ang dicapai kurang dari 8/ M"a% % #eton mutu tinggi High Strength (oncrete3HS(! $ang memiliki kuat tekan 8/-90 Mpa 4% #eton mutu sangat tinggi )ltra High Strength (oncrete3)HS(! $ang memiliki kuat tekan diatas 90 M"a% 8% Reacti*e "owder (oncrete R"(!, ini merupakan marga baru dalam kelompok beton $ang sedikit berbeda dengan ketigabeton sebelumn$a, kekuatan $ang dimiliki antara 00-00 M"a% 2.2 Pr%ns%& Penge"#angan 'ea(t%)e P$*der +$n(rete Reacti*e "owder (oncrete adalah mortar $ang terbuat dari material $ang memiliki kehalusan tertentu $ang diharapkan akan ter'adi reaksi lan'utan antara bahan pen$usunn$a sehingga didapatkan kuat tekan $ang lebih tinggi% &gregat $ang digunakan memiliki ukuran butiran sebesar 400 ;m dengan kuat tekan $ang diperoleh sebesar 00-00 M"a% uat tekan $ang diperoleh sangat bergantung pada komposisi campuran dan curing $ang dilakukan% "embuatan R"( dilakukan dengan beberapa prinsip dasar berikut6 a% "eniadaan agregat kasar untuk meningkatkan homogenitas beton< b% "enggunaan silica fume untuk reaksi po==olanik< c% >ptimalisasi campuran material granular agar ter'adi peningkatan kerapatan dan terbentukn$a matriks beton ultra padat< d% "enerapan tekanan pada beton segar untuk memperoleh pemadatan terbaik< e% "erawatan dengan panas dalam 'angka waktu pan'ang untuk meningkatkan si.at mekanis struktur-mikro, mempercepat proses susut dan pengeringan, hal ini menghasilkan stabilitas *olume, si.at rangkak minim, dan si.at susut dapat diabaikan% .% "enambahan serat ba'a mutu tinggi untuk memperbaiki daktilitas dan kekuatan tarik, meningkatkan da$a tahan tumbukan dan keausan, serta retak-mikro dapat diatasi secara lebih e.ekti.% g% "enggunaan .aktor air semen ekstrim rendah guna mengurangi 'umlah pori-pori dan kapiler sehingga impermeabilitas meningkat $ang menghasilkan durabilitas dan kekuatan superior< h% "enggunaan superplastisier dalam dosis tinggi guna memperoleh kelecakan3 kemudahan ker'a worka!ility ! $ang baik% 2.3. !$"&$s%s% +a"&uran 'P+
3
ipikal komposisi material pen$usun R"( terdiri-terdiri atas 6 a% Semen cement !6 'enis semen portland tipe 7377, $ang terbaik adalah semen $ang mempun$ai kandungan (4& ricalcium aluminate! paling sedikit% )kuran partikel semen 1 m 100 m< b% silica fume6 bersih dari kotoran dengan ukuran partikel 0,1 m 1 m< c% superplastisier 6 berbahan dasar Polycar!o#yltatehter "(?! akan memberikan tingkat worka!ility $ang terbaik < d% pasir kuarsa $uart sand !6 ukuran partikel 1/0 m 200 m< e% serbuk3tepung kuarsa crushed @uart=3@uart= powder!6 ber'enis crystalline dengan ukuran partikel / m / m< .% serat ba'a steel fr!er ! optional !6 berbentuk lurus dengan diameter 0,1/ mm 0, mm, pan'ang antara 10 / mm% omposisi campuran R"( berdasarkan berat material dari beberapa peneliti terdahulu diperlihatkan dalam Ta#el 1%
2., %-at%-at Mekan%k dan Dura#%l%tas 'P+
4 uat tekan dan kiner'a R"( sangat tergantung pada bahan baku, proporsi material, 'enis perawatan curing ! dan kontrol kualitas keseluruhan produksi% R"( memiliki kuat tekan
antara 10 M"a 00 M"a dengan modulus elestisitas antara 40 A"a :/ A"a dan kuat tarik lentur berkisar M"a 181 M"a% R"( memiliki durabilitas ultra tinggi $ang dihasilkan dari ekstrim rendahn$a porositas matriks beton% "enetrasi ion klorida rata-rata lebih rendah / kali dibanding H"(, absorpsi air rata-rata 8 kali lebih rendah dibanding H"( dan kehilangan bobot akibat penetrasi asam3sul.at rata-rata ,/ kali lebih rendah dibanding H"(% 2./ Perke"#angan '%set 'P+ Richard,"% dan (he$re=$, M%H% 1998!6 Memberikan de.inisi tentang R"(% R"( dibagi 'enis $aitu R"( 00 dan R"( 00% R"( 00 menggunakan material semen t$pe B dengan agregat pasir kuarsa halus dengan ukuran 1/0-400 ;m, micro silica, steel .iber dengan pan'ang 1,/ mm dan diameter 10 ;m dan komposisi secara rinci dapat dilihat pada abel % "elaksanaan pencampuran dengan kon*ensional demikian 'uga untuk pemadatan digunakan *ibrator, sedang curing $ang dilakukan ada $aitu curing biasa dan curing air panas antara suhu 0-90 o(%Si.at mekanik $ang dihasilkan di tabelkan pada abel 4% R"( 00 dapat direkomendasikan untuk pemakaian beton prestress tanpa tulangan pasi.% Sedang untuk pemakaian elemen struktur penerima tekan seperti kolom tidak perlu menggunakan prestressing dan sudah diu'i untuk balok prestress dengan pan'ang 10 m tanpa tulangan% Sedang R"( 00 lebih diutamakan untuk elemen $ang kecil dan sedang untuk skala prepabrikasi, $ang secara material sama dengan R"( 00, han$a steel .iber diganti dengan stainless steel micro.iber dengan pan'ang kurang dari 4 mm dan curing $ang dilakukan Dr$-(uring dengan suhu /0 o(% Dengan adan$a penambahan steel .iber akan meningkatkan energ$ .raktur hingga 80%000 C3m 4 untuk beton normal% )ntuk komposisi campuran dan si.at mekanik dapat dilihat pada table dan tabel 4% abel% % omposisi campuran menurut Richard," dan (he$re=$, M%H%
abel%4% Si.at Mekanik dari Richard," dan Ahe$re=$, M%H%
5
2.0 Mater%al P$$lan dar% #ahan $rgan%k 1. A#u seka" &ad% rice husk ash &bu sekam padi merupakan hasil pembakaran dari kulit padi berwarna keabu-abuan pada kondisi alami% &bu sekam padi mengandung silika Si> ! 905 9/5 setelah pembakaran 'am pada temperatur 200 o( 00 o( 1/E% Ta#el , memperlihatkan bahwa kandungan silika dalam abu sekam padi lebih tinggi dibanding semen% abel% 8% omposisi kandungan kimia semen dan abu sekam padi
"enggunaan abu sekam padi dalam campuran beton akan meningkatkan kemudahan ker'a worka!ility !, menurunkan retak thermal dan susut plastis% Selain itu, abu sekam 'uga meningkatkan kekuatan, impermaebilitas dan durabilitas beton% &bus sekam padi dapat mensubstusi berat semen sebesar 40 805% 2. A#u (angkang kela&a sa*%t palm oil fuel ash &bu cangkang kelapa sawit pun$a potensi $ang cukup baik sebagai material po==olan dalam campuran beton apabila kehalusann$a ditingkatkan dengan proses penggilingan% "enggunaan abu canggkang kelapa sawit berukuran partikel :,8 m dapat mensubstitusi semen pada campuran beton sebesar 05 405% Hasil kuat tekan $ang diperoleh setara dengan campuran beton tanpa abu canggkang kelapa sawit, sedang durbilitasn$a menun'ukkan peningkatan% Sebagaimana haln$a dengan abu sekam padi, Ta#el / memperlihatkan bahwa kandungan silika dalam abu cangkang kelapa sawit 'uga lebih tinggi dibanding semen .
abel% /% omposisi kandungan kimia semen dan abu cangkakang kelapa sawit%
6
3. L%"#ah !a(a aca adalah material transparan $ang diproduksi dari peleburan silaka, soda dan (a(>4 pada suhu tinggi kemudian didinginkan sehingga men'adi padat% aca ban$ak ditemui sebagai limbah dalam bentuk botol, pecahan kaca, alat-alat rumah tangga, dan tabung *akum tabung B!% Limbah kaca merupakan non%!iodegrada!le tidak dapat terurai! $ang menimbulkan masalah sebagai limbah padat dan tidak ramah lingkungan% "enggunaan limbah kaca sebagai material konstruksi dapat menurunkan masalah lingkungan $ang ditimbulkann$a% epung limbah kaca dengan partikel 4 ;m mengandung silika tinggi $ang bersi.at sebagai material po==olan% "enggunaan tepung kaca dalam campuran beton memberikan dampak baik pada si.at-si.at mekanis dan durabilitas beton% Sementara itu, apabila limbah kaca digunakan untuk aggregate halus, akan menghasilkan kemudahaan ker'a worka!ility ! $ang lebih baik%
2.4 !eunggulan dan !ekurangan 'P+. "enggunaan R"( pada konstruksi dapat memberikan beberapa keunggulan dibandingkan dengan beton kon*ensional, antara lain6
i!
Superior dalam hal kuat tekan 6 kuat tekan R"( 8 kali lebih besar dibandingkan kuat tekan beton normal, sehingga dapat mereduksi beban mati dengan demensi struktur $ang lebih ramping% Struktur R"( memiliki bobot antara 134 13 dari bobot struktur kon*ensional% Reduksi dimensi struktur akan mengurangi bia$a total struktur dan meningkatkan da$a guna ketinggian lantai pada gedung bertingkat tinggi<
ii! Superior dalam hal daktilitas6 daktilitas R"( rata-rata 400 kali lebih besar dibanding high performance concrete H"(! $ang menggunakan agregat kasar, memberikan tingkat keandalan relia!ility ! struktur $ang lebih besar bahkan pada kondisi beban berlebih atau beban gempa<
iii! Superior dalam hal dura!ilitas (keawetan)6 durabilitas R"( $ang tinggi berdampak pada berkurangn$a bia$a perawatan% ingkat impermaebilitas R"( hampir mendekati kedap air3udara, memberikan da$a tahan terhadap karbonisasi, penetrasi klorida dan penetrasi sul.at% R"( memiliki ketahanan aus tinggi $ang dapat meningkatkan umur penggunaan 7 lantai 'embatan dan lantai industri% R"( 'uga memiliki da$a tahan tinggi terhadap korosi sehingga memberikan perlindungan $ang cukup baik dalam lingkungan $ang ekstrim<
i*! &anpa tulangan !a'a6 R"( meng-eleminasi penggunaan tulangan ba'a, hal ini mengurangi bia$a buruh $ang dipakai untuk merakit dan memasang tulangan% Cuga memberikan keleluasaan desain elemen struktur tanpa ada pembatasan ukuran penampang <
*! ereduksi kete!alan elemen !eton6 memberikan keuntungan pada penghematan material dan bia$a<
*i! ualitas permukaan beton sangat halus%
Disamping memberi beberapa keunggulan, R"( 'uga memiliki beberapa kelemahan, berupa6
i!
andungan semen tinggi 6 berat semen dalam R"( berkisar antara 00 1000 kg3m 4 4 8 kali lebih besar dibanding beton normal! mengakibatkan bia$a produksi tinggi dan menghasilkan e.ek negati. dari panas hidrasi $ang men$ebabkan masalah susut%
ii!
RPC secara umum mahal , dan tidak dapat menggantikan beton kon*ensional pada keseluruhan aplikasi% Hal ini ter'adi apabila campuran beton kon*ensional telah memenuhi kriteria kiner'a performance! dengan bia$a $ang lebih ekonomis%
2.5. +$nt$h &enel%t%an terhada& 'P+ &ada k$nstruks% 1. Panel J$%n Bal$k dan !$l$" "erencanaan 'oin balok-kolom beam-column 'oint! pada struktur beton bertulang pada daerah $ang rawan gempa, menurut "ark F "aula$ harus didasarkan pada hal-hal sebagai berikut 6 a% ekuatan panel 'oin balok-kolom tidak boleh kurang dari ga$a $ang berpotensi menimbulkan sendi plastis pada balok% Hal ini dapat mengeliminasi keperluan perbaikan pada bagian $ang sulit di'angkau serta dapat men'amin ter'adin$a disipasi energi oleh mekanisme 'oin, $ang akan mengalami degradasi penurunan! kekakuan akibat beban siklik inelastis% b% apasitas kekuatan kolom tidak boleh berkurang karena adan$a degradasi kekuatan dari panel 'oin balok-kolom% "ada gempa kecil dan sedang, panel 'oin balok-kolom diharapkan masih dapat memberikan perilaku elastis%
$
c% etahanan panel 'oin balok-kolom harus mampu untuk berde.ormasi dan men$alurkan ga$a geser dari rangka struktur% d% apasitas kekuatan kolom tidak boleh berkurang karena adan$a degradasi kekuatan dari panel 'oin balok-kolom% "ada gempa kecil dan sedang, panel 'oin balok-kolom diharapkan masih dapat memberikan perilaku elastis% e% "enulangan 'oin $ang diperlukan tidak menimbulkan kerumitan dalam pelaksanaan pembuatann$a% Dalam riset ini $ang ditin'au dalah 'oin eksterior dari bangunan gedung% )ntuk memahami perilaku 'oin pada saat beker'a ga$a gempa, maka harus dipela'ari mekanisme ga$a-ga$a $ang beker'a pada 'oin eksterior% &dapun ga$a-ga$a dalam dari balok dan kolom $ang bertemu pada panel 'oin balok-kolom tersebut akan menghasilkan ga$a geser 'oin dan berbagai 'enis tegangan, baik dalam arah hori=ontal maupun *ertical $ang dapat mengakibatkan retak diagonal pada panel 'oin $ang selan'utn$a akan mengakibatkan keruntuhan karena dilampauin$a kekuatan geser dan lekatann$a% )ntuk memper'elas mekanisme ga$a-ga$a $ang beker'a pada 'oin eksterior balok-kolom dengan satu balok dapt dilihat pada Aambar%1 dengan menggunakan keseimbangan momen pada pusat 'oin $aitu di titik (, maka akan diperoleh hasiln$a $aitu 6
Aambar 1% Aa$a-ga$a pada 'oin balok-kolom eksterior%
Selan'utn$a dari hubungan keseimbangan ga$a-ga$a $ang beker'a pada inti 'oin core 'oint!, seperti pada Aambar%1, maka akan diperoleh ga$a geser hori=ontal sebesar 6
%
* 'h + & , * kol #erdasarkan keseimbangan ga$a-ga$a, maka diperoleh ga$a geser *ertical pada 'oin B *'!, $aitu 6 * 'h + &- , C- c C- s * 'h + &- , C- c C- s % * !
BAB III PENUTUP
10
A. !es%"&ulan -
Reacti*e "owder (oncrete R"(! adalah mortar $ang terbuat dari material $ang memiliki kehalusan tertentu%
-
"enggunaan R"( dapat meningkatkan kekuatan, kekakuan dan daktilitas elemen struktur beton bertulang dibanding dengan beton mutu tinggi dan beton normal%
-
R"( ini dapat di'adikan produk industri lokal $ang ramah lingkungan green concrete! $ang berdampak positi. terhadap pengurangan limbah padat%
-
#ia$a produksi R"( $ang umumn$a mahal, peman.aatan po==olan limbah organik untuk menggantikan silica fume dan limbah kaca untuk menggantikan tepung kuarsa sebagai bahan campuran R"( akan dapat menekan bia$a produksi, serta mengurangi dampak negati. $ang ditimbulkan limbah terhadap lingkungan
B. aran "enelitian terhadap R"( sebaikn$a terus dikembangkan mengingat bahwa peman.aatan material ini memiliki ban$ak keunggulan dan dapat mengurangi dampak negati*e terhadap lingkungan%
DA6TA' PUTA!A 11
-
Yulius Rief Alkhaly & 'Karakteristik dan Durabilitas Reactive Powder Concrete Menggunakan
Material Pozzolan dari Limbah Bahan Organik”
( Properties of Reactive Powder Concrete using Pozzolanic Materials from Organic Waste), Staf Pengajar Jurusan e!ni! Sipil, "a!ultas e!ni!,#niversitas Mali!ussale$% -
Pio Ranap Tua Naibaho dkk, 2013, “Perilaku Hubungan Balok-Kolom Eksterior Beton Normal Mutu !inggi " Bubuk #eakti$ Dengan Beban Lateral %iklik ” (Jurnal, !"aff Pen#a$ar Pro#ra% !"udi Teknik !ipil, &T. 'niersi"as Ta%a Ja#akarsa, Jakar"a
-
Pio Ranap Tua Naibaho dkk, 201), “%tudi Eks&erimental Perilaku %ambungan Balok-Kolom Eksterior Beton Bubuk #eakti$ !erhada& Beban Lateral %iklis” (Jurnal, !"aff Pen#a$ar Pro#ra% !"udi Teknik !ipil, &T. 'niersi"as Ta%a Ja#akarsa, Jakar"a