TEKNOLOGI BAHAN KONSTRUKSI untuk ARSITEKTUR

Arti Kata BetonKata beton dalam bahasa Indonesia berasal dari kata yang sama dalam bahasa Belanda.Kata Concrete dalam bahasa Inggris berasal dari bahasa Latin concretus yang berarti tumbuh bersamaAtau menggabung menjadi satu.Dalam bahasa Jepang digunakan kata katau-zai, yang arti harafiahnya material-material seperti tulang;mungkin karena agregat mirip tulang-tulang hewan. Kadang kala beton masih ditambah lagi dengan bahan kimia pembantu (admixture) untukmengubah sifat-sifatnya ketika masih berupa beton segar (fresh concrete) atau beton keras. *

*

Beton Bertulang (reinforced concrete)=Beton+ Baja tulanganBeton Pratekan(presstressed concrete) = Beton bertulang + Baja prategang*

Gambar lanjut & Ilmu BangunanPracetak dapat diartikan sebagai suatu proses produksi elemen struktur/arsitektur bangunan pada suatu tempat/lokasi yang berbedaKeunggulan pracetak:Kecepatan dalam pelaksanaanPekerjaan di lokasi lebih sederhanaPihak yang bertanggungjawab lebih sedikit.Waktu konstruksi relatif singkatAspek kulitas, dimana beton dengan mutu prima dapat lebih mudah dihasilkan di job siteKonstruksi Preecast

*

PERSENTASE KOMPOSISIBeton yang baik: setiap butir agregat seluruhnya terbungkus dengan mortal Ruang antar agregat harus terisi oleh mortal.Jadi: kualitas pasta atau mortal menentukan kualiatas beton.Semen adalah unsur kunci dalam beton, jumlahnya 7-15 % dari camp. BetonBeton kurus/ lean concrete: beton yang jumlah semennya sedikit (sampai 7%)Beton Gemuk/rich concrete: beton dengan jumlah semen banyak (sampai 15%)*

KEUNGGULAN BETONKetersediaannya (availability) meterial dasar. Biaya Relatif Murah, Agregat & air biasanya didapat dari lokal setempat, semen merupakan bahn termahal yang bisa diproduksi dalam negeri.Kemudahan untuk digunakan (versatility). Pengangkutan mudah karena masing-masing bisa diangkut secara terpisah. Beton bisa dipkai untuk berbagai struktur, seperti bendungan, jalan, landasan, dsb. Beton bertulang bisa untuk struktur yang lebih berat, seperti jembatan, gedung, bangunan air lainnya dsb.Kemampuan beradaptasi (adaptability). Beton bersifat monolit sehingga tidak memerlukan sambungan seperti baja. Beton dapat dicetak dengan bentul dan ukuran berapapun, misalnya pada struktur cangkang (shell) maupun bentuk-bentuk khusus 3 dimensi. Beton dapat diproduksi dengan berbagai cara yang disesuaikan dengan situasi sekitarnya, Dari cara sederhana yang tidak memerlukan ahli khusus (kecuali beberapa pengawas yang sudah mempelajari teknologi beton), sampai alat modern di pabrik yang serba otomatis dan terkomputerisasi (industri beton yang profesional). 4. Kebutuhan pemeliharaan yang Minimal. Secara umum ke tahanan (durability) beton cukup tinggi, lebih tahan karat, sehingga tidak perlu dicat seperti baja, dan lebih tahan terhadap bahaya kebakaranKEUNGGULAN BETON*

Kelemahan Beton & Cara MengatasinyaBerat sendiri beton besar, sekitar 2.400 kg/m3.Kekuatan tariknya rendah meskipun kekuatan tekannya besar.Beton cenderung untuk retak karena semen hidraulis. Baja tulangan bisa berkarat, meskipun tidak terekspose separah struktur baja.Kualitas sangat tergantung cara pelaksanaan di lapangan. Beton yang baik maupun yang buruk dapat terbentuk dari rumus dan campuran yang sama.Struktur beton sulit untuk dipindahkan. Pemakaian kembali atau daur ulang sulit dan tidak ekonomis. Dalam hal ini struktur baja lebih unggul, misalnya tinggal melepas sambungannya saja.Untuk elemen struktur: membuat beton mutu tinggi, beton pratekan, atau keduanya, sedangkan untuk elemen non-struktur dapat memakai beton ringan.Memakai beton bertulang atau pratekan.Melakukan perawatan (curing) yang baik untuk mencegah terjadinya retak, memakai beton pratekan, atau memakai bahan tambahan yang mengembang (expansive admixture) Mempelajari teknologi beton dan melakukan pengawasan dan kontrol kualitas yang baik. Bila perlu bisa memakai beton jadi (ready mix) atau beton pracetak.Beberapa elemen struktur dibuat pracetak (precast) sehingga dapat dilepas per elemen seperti baja. Kemungkinan untuk melakukan beton recycle sedang dioptimasikan.*

Jenis BetonBeton-normal Beton yang mempunyai berat satuan 2 200 kg/m3 sampai 2 500 kg/m3 dan dibuat menggunakan agregat alam yang dipecah atau tanpa dipecah 3.15, kekuatan 200-500 kg/cm2 Beton Mutu Tinggi Beton yang mempunyai kekuatan 500-800 kg/cm2 Beton Ringan Beton yang mengandung agregat ringan dan mempunyai berat satuan tidak lebih dari 1 900 kg/m3 Beton Pracetak elemen atau komponen beton tanpa atau dengan tulangan yang dicetak terlebih dahulu sebelum dirakit menjadi bangunan*

Jenis BetonBeton Prategang beton bertulang yang telah diberikan tegangan tekan dalam untuk mengurangi tegangan tarik potensial dalam beton akibat beban kerja Beton Bertulang beton yang ditulangi dengan luas dan jumlah tulangan yang tidak kurang dari nilai minimum, yang disyaratkan dengan atau tanpa prategang, dan direncanakan berdasarkan asumsi bahwa kedua material bekerja bersama-sama dalam menahan gaya yang bekerja Beton Polos beton tanpa tulangan atau mempunyai tulangan tetapi kurang dari ketentuan minimum.*

Beton Prategang*

*

Pengikatan (set) adalah perubahan bentukdari bentuk cair menjadi padat, tetapi masihbelum mempunyai kekuatan. Pengerasan (hardening) adalah pertumbuhan kekuatan dari beton atau mortal setelahbentuknya menjadi padat. Semen dicampur air akan menghasilkan pasta yang plastis dan lecak (workable). Namun setelah slang beberapa waktu, pasta akan muli menjadi kaku dan sukar dikerjakan. Inilah yang disebut dengan (initial set).Selanjutnya pasta akan mengikat kekauannya sehingga didapatkan padatan yang utuh. Ini disebut (final set). Proses berlanjut hingga pasta mempunyai kekuatan, disebut (hardening).Pada umumnya waktu pengikatan awal minimum adalah 45 menit, sedangkan waktu pengikatan akhir adalah 6-10 jam.*

*Dalam Praktek di lapangan, pengindikasian initial setting time pada beton dilakukan dengan cara menusuk beton tersebut dengan tongkat tanpa kekuatan. Jika masih dapat ditusuk sedalam 10 cm, berarti setting time belum tercapai. Tri Mulyono,2004:226

Dari pengamatan kecepatan evolusi panas hidrasi, atau dari pengukuran kenaikan temperatur di bawah kondisi isotermal, ada 5 tahapan yang dapat diindentifikasi:Hidrolis awal yang berlangsung terjadi waktu semen kontak dengan air, semen beraksi cepat untuk beberapa menit.Periode pasif (dorman period) di mana gypsum mencegah terjadinya flash set pada C3A karena butiran semen dilapisi gel. Periode reaksi lambat berlangsung sekitar setengah sampai 2 jam. Selama itu terjadi pemecahan dan pembentukan kembali lapisan coating gel yang semakin tebal.Percepatan terjadi dengan pecahnya coating karena bertambahnya tekanan osmosis. Inilah waktu inisial set. Kecepatan reaksi bertambah sampai final set.Perlambatan. Proses menjadi kaku berlanjut sampai tercapainya pengerasan.Kondisi stabil di mana difusi lambat mengendalikan proses hidrasi yang lama.PANAS HIDRASI*

Jenis Semen*

Jenis Semen*

Jenis Semen*

*

*

*

*PORTLAND

*

*

*

*

*

Tabel Statistik Semen Asia tahun 1996, (ribu ton)Konsumsi per kapita rangking terbesar di dunia adalah Korea selatan dan TaiwanYaitu 1.316 dan 1170 kg.*

NegaraKoreaJepangTaiwanFilipinaThailandIndonesiaMalaysiaKapasitas produksi56.89497.03224.36511.78033.74624.99510.600Produksi Semen58.71697.90021.60012.08444.67625.04512.700Konsumsi59.54482.00022.41512.75037.89025.86614.100Ekspor2.51612.5001.484-3.400323-Impor3.5966003.2451.9002282.2864.100Per Capita (Kg)1.3166531.170177620140684

PERSENTASE NEGARA PRODUSEN TERHADAP PRODUKSI SEMEN DUNIA TAHUN 2004Beton adalah bahan bangunan yang paling luas dipakai di dunia.Produksi beton secara global setahunnya berkisar antara 4 milyar meter kubik,Atau kalau dikonversikan akan menjadi sekitar 1,25 milyar ton semen setahunData dari: Portland Semen Association*

Chart2

0.062

0.045

0.032

0.007

0.034

0.098

0.041

0.005

0.144

0.061

0.032

0.439

Asia. 67.6%

Sheet1

Other america620%Other America6.2%

USAUSA4.5%

CISCIS3.2%

Other EuropeOther Europe0.7%

Other CEMBUREAUOther CEMBUREAU3.4%

European UnionEuropean Union9.8%

AfricaAfrica4.1%

OceaniaOceania0.5%

Other Asia14.4%

India6.1%

Japan3.2%

China43.9%

Sheet1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Asia. 67.6%

Sheet2

Sheet3

Distribusi Produksi Industri Semen Indonesia Tahun 2005 yang Mencapai 33,92 Juta Ton*

Batu kapur = 70%Tanah liat = 15%Quartzite (silika)Oksida besiPengeringanPencampuranPenggilingandihaluskandiproporsikanSuspensi Pra-pemanasanDipanaskan hingga 800-900 0C

Rotary KilnDibakar pada 14500CKlinkerdidinginkanPenggilingandihaluskanGypsumSEMENTPORTLANDPROSES PEMBUATAN SEMENT PORTLAND*

SIFAT MASING-MASING KOMPOSISIUTAMA SEMENC3S (alite) dan C2S (belite) adalah senyawa yang memiliki sifat perekat.C3A adalah senyawa yang paling reaktif.C4AF dan lainnya (dari oksida alumina dan besi) berfungsi sebagi katalisator (fluxing agents) yang menurunkan temperatur pembakaran dalam klin untuk pembentukan calsium silikat.*

BahanKecepatan hidrasiPanas hidrasi(Joule/gram)Andil terhadap kekuatanSusutC3SCepat503-tinggi>> dalam 28 hariSedangC2SLambat260-rendah> setelah 28 hariSedangC3ASangat cepat867-sangat tinggi> dalam 1 hariBesarC4AFCepat419-sedangsedikitKecil

KECEPATAN HIDRASI SENYAWA SEMENSenyawa C2S mempunyai kecepatan hidrasi yang paling lambat sehingga semenYang proporsi C2S yang tinggi sering digunakan untuk pengecoran beton masifDengan skala besar, misalnya untuk dam atau pondasi rakit.*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*Pengadukan Siap Tuang (Ready Mix)

Ready mix merupakan produksi dari sebuah pabrik pencampur (dikenal dengan batching plan) kemudian diangkut dengan truk molen. Sistem pencampuran bisa melalui alat batchin plan, kemudian campuran beton yang sudah jadi sesuai dengan komposisi campuran beton yang dikehendaki dituangkan kedalam truk molen (dikenal dengan system basah). Sistem pencampuran yang lain bahwa komponen beton ditakar dialat, setelah sesuai dengan komposisi beton rencana kemudian ditungkan kedalam truk molen (dikenal dengan system kering) dan truk molen tadi selain sebagai pengangkut ke tujuan yang dikehendaki juga sebagai tempat pengadukan beton.

*

*

*

*