Bahan Tambah Untuk Beton

Tujuan Instruksional Khusus

Setelah akhir pelajaran diharapkan siswa:

a. Mampu menjelaskan bahan-bahan tambah yang digunakan untuk beton.

b. Mampu menjelaskan hal-hal penting dalam pemilihan bahan-bahan tambah

yang digunakan untuk beton.

6.1. Definisi Bahan Tambah

Bahan tambah (admixture)adalah bahan-bahan yang ditambahkan ke dalam

campuran beton pada saat atau selama pencampuran beton berlangsung.Fungsi

bahan ini adalah mengubah sifat-sifat beton agar menjadi lebih cocok untuk

pekerjaan tertentu,atau untuk menghemat biaya.

Menurut ASTM C.125-1995:61,”Standard Definition of Terminology Relating to

Concrete and Concrete Agregates”dan dalam ACI SP-19,”Cement and Concrete

Terminology”,admixture didefinisikan sebagai material selain air,agregat dan

semen hidrolik yang dicampur dengan beton atau mortar yang ditambahkan

sebelum atau selama pengadukan berlangsung.Bahan tambah digunakan untuk

memodifikasi sifat dan karakteristik dari beton misalnya untuk kemudahan

pengerjaan atau untuk lain yaitu penghematan energi.

Di Indonesia bahan tambah telah banyak digunakan. Bahan tambah yang

digunakan harus memenuhi ketentuan yang diberikan SNI. Untk bahan kimia,

harus memenuhi ASTM C.494,”Standard Specification for Chemical Admixture

for Concrete”.

Menurut ACI Comité 212.IR-81 (revised 1986),jenis bahan tambah beton

dikelompokan menjadi 5 jenis yaitu:

a. Accelerating

b. Air-entraining

c. Water reducer and set-controling

d. Finely devided mineral

e. Miscellaneos

6.2. Tujuan Menggunakan Bahan Tambah

Tujuan pengunaan bahan tambah menurut manual of conrete practice dalam

admixture and conrete adalah sebagai berikut:

6.2.1. Memodfikasi beton segar,mortar dan grouting

a. Menambah sifat mudah pengerjaan tanpa menambah kandungan air

b. Menghambat atau mempercepat waktu pengikatan awal campuran beton

c. Mengurangi atau mencegah penurunan atau perubahan volume

d. Mengursngi segregasi

e. Mengembangkan dan meningkatkan sifat penetrasi dan pemompaan

beton segar

f. Mengurangi kehilangan nilai slump

6.2.2. Memodifikasi beton keras,mortar dan grouting

a. Menghambat dan mengurangi panas selama proses pengerasan

awal(beton muda)

b. Mempercepat laja pengembangan kekuatan beton pada umur muda

c. Menembah kekuatan beton

d. Menambah sifat keawetan beton,ketahanan dari gangguan luar termasuk

serangan garam-garam sulfat.

e. Mengurangi kapilaritas air

f. Mengurangi sifat permeabilizas

g. Mengontrol pengembangan yang disebabkan oleh reaksi álcali dari álcali

termasuk álcali dalam agregat

h. Mengasilkan struktur beton yang baik

i. Menghasilkan warna tertentu pada beton atau mortar.

6.3. Hal Yang Penting Diperhatikan dalam Penggunaan Bahan Tambah

Pengunaan bahan tambah harus dikonfirmasikan dengan estándar yang

berlaku,seperti SIN,ASTM atau ACI.Selain itu yang terpenting adalah

memperhatikan petunjuk penggunaan bahan tambah tersebut,yang biasanya

tertuang dalam manual bahannya.

Beberapa evaluasi yang perlu dilakukan jika menggunakan bahan tambah :

a. Penggunaan semen dengan tipe khusus.

b. Penggantian tipe semen atau sumber dari semen atau jumlah dari semen yang

digunakan atau memodifikasi gradasi agregat, atau proporsi campuran yang

diharapkan.

c. Penggunaan satu atau lebih bahan tambah

d. Banyak bahan tambah mengubah lebih dari sifat beton, sehingga justru merugikan.

e. Efek bahan tambah sangat nyata untuk mengubah karakteristik beton

misalnya FAS, tipe dan gradasi agregat, tipe dan lama pengadukan.

6.4. Jenis Bahan Tambah

Secara umum bahan tambah yang digunakan dalam beton dapat dibedakan

menjadi dua yaitu bahan tambah yang bersifat kimiawi (chemical admixture) dan

bahan tambah yang bersifat mineral (additive).

Admixture ditambahkan saat pengadukan dan atau saat pelaksanaan pengecoran

(placing), sehingga lebih banyak digunakan untuk memperbaiki kinerja

pelaksanaan. Sedangkan additive bersifat mineral ditambahkan pada saat

pengadukan dilaksanakan, lebih bersifat penyemenan lebih banyak digunakan

untuk memperbaiki kinerja kekuatannya.

6.4.1. Bahan Tambah Kimia (Admixture)

Menurut ASTM C.494 dan Pedoman Beton 1989 SKBI.1.4.53.1989, jenis bahan

tambah kimia dibedakan menjadi tujuh tipe bahan tambah. Pada dasarnya suatu

bahan tambah harus mampu memperlihatkan komposisi dan unjuk kerja yang

sama sepanjang waktu pengerjaan selama bahan tersebut digunakan dalam

campuran beton sesuai dengan pemilihan proporsi betonnya (PB,1989 :12).

a. Tipe A “Water-Reducing Admixtures”

Water-Reducing Admixture adalah bahan tambah yang mengurangi air pencampur

yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu.

Water- Reducing Admixture digunakan antara lain dengan tidak mengurangi kadar

semen dan nilai slump untuk memproduksi beton dengan nilai perbandingan atau

ratio factor air semen (fas) yang rendah. Atau dengan tidak merubah kadar semen

yang digunakan dengan factor air semen yang tetap maka nilai slump yang

dihasilkan dapat lebih tinggi. Hal ini dimaksudkan dengan mengubah kadar semen

tetapi tidak merubah fas dan slump. Pada kasus pertama dengan mengurangi fas

secara tidak langsung akan meningkatkan kekuatan tekannya, karena dalam

banyak kasus fas yang rendah meningkatkan kuat tekan beton. Pada kasus kedua,

tingginya nilai slump yang didapat akan memudahkan penuangan adukan

(placing) atau waktu penuangan adukan dapat diperlambat. Pada kasus ketiga

dimaksudkan untuk mengurangi biaya karena penggunaan semen yang kecil (

Marther, Bryant,1994)

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan bahan tambah ini adalah air

yang dibutuhkan, kandungan air,konsistensi, bleding dan kehilangan air pada saat

beton segar, laju pengerasan, kuat tekan dan lentur, perubahan volume, susut pada

saat pengeringan. Berdasarkan hal tersebut penting untuk melakukan pengujian

sebelum pelaksanaan pencampuran terhadap bahan tambah tersebut.

b. Tipe B “Retarding Admixture”

Retarding Admixture adalah bahan tambah yang berfungsi untuk menghambat

waktu pengikatan beton. Penggunaannya untuk menunda waktu pengikatan beton,

misalnya karena kondisi cuaca yang panas, atau untuk memperpanjang waktu

untuk pemadatan, untuk menghindari cold joints dan menghindari dampak

penurunan saat beton segar saat pelaksanaan pengecoran.

c. Tipe C “Accelerating Admixture”

Accelerating Admixture adalah bahan tambah yang berfungsi untuk mempercepat

pengikatan dan pengembangan kekuatan awal beton.

Bahan ini digunakan untuk mengurangi lamanya waktu pengeringan (hidrasi) dan

mempercepat pencapaian kekuatan awal beton. Accelerating Admixture yang

paling terkenal adalah kalsium klorida. Dosis maksimum adalah 2 % dari berat

semen yang digunakan. Secara umum, kelompok bahan tambah ini dibagi tiga

kelompok yaitu : Larutan garam organic, Larutan campuran organic dan Material

miscellaneous.

d. Tipe D “Water Reducing and Retarding Admixtures”

Water Reducing and Retarding Admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi

ganda yaitu mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk

menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu dan menghambat pengikatan

awal.

Water Reducing and Retarding Admixtures yaitu pengurang air dan pengontrol

pengeringan. Bahan ini digunakan untuk menambah kekuatan beton. Bahan ini

juga akan mengurangi kandungan semen yang sebanding dengan pengurangan

kandungan air. Bahan ini hampir semuanya berwujud cair. Air yang terkandung

dalam bahan akan menjadi bagian air campuran beton. Dalam perencanaan air ini

harus ditambahkan sebagai berat air total dalam campura beton. Perlu diingat,

perbandingan antara mortar dengan agregat kasar tidak boleh berubah. Perubahan

kandungan air, atau udara atau semen, harus diatasi dengan perubahan kandungan

agregat halus sehingga volume tidak berubah.]

e. Tipe E “Water Reducing and Accelerating Admixtures”

Water Reducing and Accelerating Admixtures adalah bahan tambah yang

berfungsi ganda yaitu mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk

menghasilkan beton yang konsistensinya tertentu dan mempercepat pengikatan

awal.

f. Tipe F “Water Reducing, High Range Admixtures”

Water Reducing, High Range Admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi

untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan

beton dengan konsistensi tertentu, sebanyak 12% atau lebih.

g. Tipe G “Water Reducing, High Range Retarding Admixtures”

Water Reducing, High Range Retarding Admixtures adalah bahan tambah yang

berfungsi untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk

menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu, sebanyak 12% atau lebih dan

juga untuk menghambat pengikatan beton.

Jenis bahan tambah ini merupakan gabungan superplasticizer dengan menunda

waktu pengikatan beton. Biasanya digunakan untuk kondisi pekerjaan yang

sempit karena sedikitnya sumber daya yang mengelola beton disebabkan

keterbatasan ruang kerja.

6.4.2. Bahan Tambah Mineral (Additive)

Pada saat ini, bahan tambah mineral lebih banyak digunakan untuk memperbaiki

kuat tekan beton. Beberapa bahan tambah mineral adalah pozzollan, fly Ash, slag

dan silica fume. Beberapa keuntungan penggunaan bahan tambah mineral (Cain,

1994) :

a. Memperbaiki kinerja workability

b. Mengurangi panas hidrasi

c. Mengurangi biaya pekerjaan beton

d. Mengurangi daya tahan terhadap serangan sulfat

e. Mempertinggi daya tahan terhadap serangan reaksi alkali-silika

f. Mempertinggi usia beton

g. Mempertinggi kuat tekan beton

h. Mempertinggi keawetan beton

i. Mengurangi penyusutan

j. Mengurangi porositas dan daya serap air dalam beton.

a. Abu Terbang Batu Bara (Fly Ash)

Menurut ASTM C.168, abu terbang didefinisikan sebagai butiran halus hasil

residu pembakaran batu bara atau bubuk batu bara. Abu terbang dapat dibedakan

menjadi dua, yaitu abu terbang yang normal yang dihasilkan dari pembakaran

batu bara antrasit atau batu bara bitomius dan abu terbang kelas C yang dihasilkan

dari batu bara kelas lignite atau subbitemeus. Abu terbang kelas C kemungkinan

mengandung kapur (lime) lebih dari 10% beratnya. Kandungan kimia abu terbang

tercantum dalam table 3.3 (ASTM C.618-95).

Tabel 3.6 Kandungan Kimia Abu Terbang (Fly Ash)

Senyawa Kimia Jenis

F

Jenis

C

Oksida silica (SIO2)+ Oksida

alumina(AlO3)+Oksida besi(Fe2O3), minimum %

70.00 50.00

Trioksida sulfur (SO3), maksimum % 5.0 5.0

Kadar air, maksimum % 3.0 3.0

Kehilangan panas, maksimum % 6.0 6.0

b. Slag

Slag merupakanhasil residu pembakaran tanur tinggi. Definisi slag Menurut

ASTM C.989 “standard specification for ground granulated Blast Furnance slag

for use in concrete and mortar” adalah produk non metal yang merupakan

material berbentuk halus, granular hasil pembakaran yang kemudian didinginkan,

misalnya dengan mencelupkannya ke dalam air.

Keuntungan penggunaan slag dalam campuran beton adalah sebagai berikut

(Levis, 1982) :

a. Mempertinggi kekuatan beton, karena kecenderungan lambatnya kenaikan

kuat tekan

b. Menaikkan ratio antara kelenturan dan kuat tekan

c. Mengurangi variasi kuat tekan

d. Mempertinggi ketahanan terhadap sulfat dalam air laut

e. Mengurangi serangan alkali silica

f. Mengurangi panas hidrasi dan menurunkan suhu

g. Memperbaiki penyelesaian akhir dan memberi warna cerah pada beton

h. Memperbaiki keawetan karena pengaruh perubahan volume

i. Mengurangi porositas dan serangan klorida

c. Silika Fume

Menurut ASTM C.1240-95 “specification for silica Fume for Use in Hydraulic

Cement concrete and Mortar” , silica fume adalah material pozzolan yang halus,

dimana komposisi silica lebih banyak yang dihasilkan dari tanur tinggi atau sisa

produksi silicon atau alloy besi silicon (dikenal dengan gabungan antara

microsilika dengan silica fume).

Penggunaan silica fume dalam campuran beton dimaksudkan untuk menghasilkan,

beton dengan kekuatan tekan yang tinggi. Misalnya untuk

Kolom struktur, dinding geser, pre-cast atau beton pra tegang dan beberapa

keperluan lainnya. Kriteria beton berkekuatan tinggi sekitar 50 – 70 Mpa pada

umur 28 hari. Penggunaan silica fume berkisar 0-30%, untuk memperbaiki

karateristik kekuatan dan keawetan beton dengan factor air semen sebesar 0.34

dab 0.28 dengan atau tanpa superplastisizer dan nilai slump 50 mm (Yogendran,

et al, 1987)

Tabel 3.7 komposisi kimia Silika Fume

Kimia Berat dalam persen

SiO²

Karbon

Fe²O³

CaO

Al²O³

MgO

MnO

K²O

Na²O

92-94

3-5

0.10-0.50

0.10-0.15

0.20-0.30

0.10-0.20

0.008

0.10

0.10

Fisika Berat dalam persen

Berat jenis

Rata-rata ukuran partikel, µm

Lolos ayakan No. 325 dalam %

Keasaman pH (10% air dalam slurry)

2.02

0.1

99.00

7.3

Sumber : Yogendran, et al, 1987

Selain pada table 3.4 diatas, komposisi kimia dan fisika yang

dibutuhkan silica fume dapat dilihat pada table 1 sampai table 4 ASTM C.1240.

d. Penghalus Gradasi (Finely devided mineral admixtures)

Bahan ini merupakan mineral yang dipakai untuk memperhalus perbedaan –

perbedaan pada campuran beton dengan memberikan ukuran yang tidak ada atau

kurang dalam agregat, selain itu juga dapat dipergunakan untuk menaikkan mutu

beton yang akan dibuat. Kegunaan lainnya adalah mengurangi permeabilitas atau

ekspansi dan juga mengurangi biaya produksi beton. Contoh bahan ini adalah

kapur hidrolis, semen slag, fly ash pozzollan alam yang sudah menjadi kapur atau

mentah.

6.4.3 Bahan Tambah Lainnya

a. Air Entraining

Bahan tambah ini membentuk gelembung udara berdiameter 1 mm atau lebih

kecil, selama pencampuran beton atau mortar, dengan maksud mempermudah

pengecoran beton pada saat pengecoran dan menambahkan ketahanan awal pada

beton.

Hampir semua bahan air entraining admixture berbentuk cair, tetapi ada juga yang

berbentuk serbuk, lapisan-lapisan dan gumpalan. Banyaknya bahan tambah yang

digunakan tergantung pada gradasi agregat yang digunakan . Semakin halus

ukuran agregat semakin besar prosentase bahan tanbah yang digunakan.

b. Beton Tanpa Slump

Beton tanpa slump didefenisikan sebagai beton yang mempunyai slump sebesar 1

inchi (25,4) atau kurang, sesaat setelah pencampuran. Pemilihan bahan tambah

tergantung sifat-sifat beton yang diinginkan, seperti sifat plastisnya, waktu

pengikatan dan pencapaian kekuatan , efek beku cair, kekuatan dan harga dari

beton tersebut.

c. Polimer

Merupakan produk bahan tambah baru,yang dapat menghasilkan kuat tekan beton

tinggi sekitar 15.000 Psi (1.000 psi = 6.9 Mpa) atau lebih, dan kekuatan belah

tariknya sekitar 15.000 Psi atau lebih.Beton dengan kekuatan tinggi ini biasanya

diproduksi dengan menggunakan polimer dengan cara :

1) Memodifikasi Sifat beton dengan mengurangi air di lapangan.

2) Menjenuhkan dan memancarkannya pada temperature yang sangat tinggi di

laboratorium.

Beton dengan modifikasi polimer (PMC = Polimer Modified Concrete) adalah

beton yang ditambah resin dan pengeras

Sebagai bahan tambahan. Prinsipnya menggantikan air pencampur dengan

polimer sehingga dihasilkan beton yang berkekuatan tinggi dan mempunyai mutu

yang baik. Faktor polimer beton yang optimum adalah berkisar 0.3 sampai 0.45

dalam perbandingan berat, untuk mencapai kekuatan tinggi tersebut.

d. Bahan Pembantu Untuk Mengeraskan Permukaan Semen (Hardener

Concrete)

Permukaan beton yang selalu menanggung bebam hidup yang berat serta selalu

dalam keadaan berputar dan berpindah- pindah, seperti lantai untuk bengkel-

bengkel alat berat (heavy equipment) dan lainnya. Pembebanan ini akan

mengakibatkan keausan pada permukaan beton.

1) Untuk Menghindari pengausan tersebut digunakan dua jenis bahan untuk

mengeraskan permukaan beton :

a) Agregat beton terbuat dari bahan kimia

b) Agregat metalik, terdiri dari butiran-butiran halus.

2) Untuk memperkeras permukaan beton, dipilih salah satu campuran beton saat

pengerjaan beton berlangsung.

e. Bahan Pembantu Kedap Air (Water Proofing)

Jika beton terletak dalam air atau dekat permukaan air tanah (misalnya untuk

tunnel) , maka beton tersebut tidak boleh mengalami rembesan dan diusahakan

kedap air. Salah satu bahan yang dapat digunakan adalah partikel-partikel

halus atau gradasi yang menerus dalam campuaran beton. Bahan bahan

semacam itu akan mengurangi permeabilitas pada beton.

f. Bahan Tambah Pemberi Warna

Beton yang diekspos permukaannya biasanya memerlukan keindahan. Bahan

yang digunakan untuk pemberi warna pada permukaan beton ini cat (coating)

yang dilapisi setelah pengerjaan beton. Cara lainnya adalah dengan

menambahkan bahan warna, misalnya oker atau pewarna coklat, kedalam

permukaan beton, selagi beton masih segar. Bahan- bahan ini biasanya

dicampur dalam suatu adukan yang mutunya terjamin baik. Selain itu dapat

pula dengan menaburkan pasir silika atau agregat metalik selagi permukaan

beton masih dalam keadaan segar.

g. Bahan Tambah Untuk Memperkuat Ikatan Beton Lama dengan Beton

Baru ( bonding agent for concrete )

Penuangan beton segar di atas permukaan beton lama sering mengalami kesulitan

dalam penyatuannya. Untuk mengatasinya perlu ditambahkan suatu bahan yang

dapat menyatukan ikatan antara permukaan yang lama dengan permukaan yang

baru. Jenis bahan tambah tersebut biasanya disebut bonding agent yang

merupakan larutan polimer.

Bahan tambah ( admixture ) adalah bahan – bahan yang ditambahkan ke dalam

campuran beton pada saat atau selama pencampuran beton berlangsung.

Fungsi bahan ini adalah mengubah sifat – sifat beton agar menjadi lebih cocok

untuk pekerjaan tertentu, atau untuk menghemat biaya.

Bahan tambah yang digunakan dalam beton dapat dibedakan menjadi dua yaitu

bahan tambah yang bersifat kimiawi ( chemical admixture ) dan bahan tambah

yang bersifat mineral ( additive ).

Admixture ditambahkan saat pengadukan dan atau saat pelaksanaan pengecoran (

placing ), digunakan untuk memperbaiki kuat tekan.

Jenis bahan tambah beton dikelompokkan menjadi 5 jenis ( ACI Committee 212.

IR – 81, revised 1986 ), yaitu : Accelerating, Air – entraining, Water reducer and

set – controlling, Finely devided mineral dan Miscellaneous.

R A N G K U M A N

1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan bahan tambah !

2. Apa yang dimaksud dengan bahan tambah kimia dan mineral ?

Bagaimana proses pencampurannya ?

3. Jelaskan beberapa alas an mengapa digunakan bahan tambah ?

4. Jelaskan apa yang perlu diperhatikan ketika menggunakan bahan tambah

dalam campuran beton !

5. Sebutkan minimal 5 buah keuntungan menggunakan bahan tambah mineral

Sumber Pustaka

American Society for Testing Material, 1995 , Annual Book for ASTMStandard, Concrete and Agregates, ASTM, Philadelphia.

American Concrete Institute, 1986, Admixture for Concrete, ACI. 212. IR – 81Revised 1986, USA.Cain, Craig J, 1994, Mineral Admixture, Significance of Test and Properties ofConcrete and Concrete Making Material STP 169 C, Philadepia.

Departemen Pekerjaan Umum. LPMB, 1991, Tata Cara Rencana PembuatanCampuran Beton Normal. SK SNI T – 15 1990 -3, Cetakan Pertama, Bandung.Lewis. S.W., 1982, Discussion of Admixture for Concrete, ACI. 21. IR – 81,Concrete International : Design and Construction, vol 27 No 5, May.

Mather, Bryant., 1994, Chemical Admixture, Significant of Test and Propertiesof Concrete and Concrete Making Material – STP 169 C, Philadelpia.PEDC, 1983, Teknologi Bahan 2, Bandung.

Taylor, W.H., Concrete Technology and Practice, Mc. Graw – Hill Book.Sidney

Tri Mulyono, 2004, Teknologi Beton, Penerbit Andi, Yogyakarta.

S O A L L A T I H A N