teknologi beton mutu tinggi

1 MAGISTER TEKNIK SIPIL

UNIVERSITAS ISLAM SULTAN AGUNG

Teknologi Beton Mutu Tinggi (High Strength Concrete)

ASLINDA MAYTASARI / MTS.12.21.1.0498

Perkembangan teknologi dalam bidang konstruksi di Indonesia terus

menerus mengalami peningkatan. Hal ini tidak lepas dari tuntutan dan kebutuhan

masyarakat terhadap fasilitas infrastruktur yang semakin maju, seperti jembatan

dengan bentang panjang dan lebar, bangunan gedung bertingkat tinggi (terutama

untuk kolom dan beton pracetak), dan fasilitas lain. Perencanaan fasilitas-fasilitas

tersebut mengarah kepada digunakannya beton mutu tinggi yangmencakup

kekuatan, ketahanan (keawetan), masa layan dan efisiensi. Dengan beton mutu

tinggi dimensi dari struktur dapat diperkecil sehingga berat struktur menjadi lebih

ringan. Hal tersebut menyebabkan beban yang diterima pondasi secara

keseluruhan menjadi lebih kecil pula. Jika ditinjau dari segi ekonomi hal tersebut

tentu akan lebih menguntungkan.

Beton mutu tinggi dapat diartikan sebagai beton yang berorientasi pada

kekuatan yang tinggi (high strength concrete) yang mempertimbangkan keawetan

(durability) beton serta kemudahan pengerjaan beton (work-ability). Berdasarkan

SNI Pd-T-04-2004-C beton mutu tinggi adalah beton dengan kuat tekan yang

disyaratkan f’c 40 Mpa – 80 Mpa, dengan benda uji standar silinder diameter 15

cm dan tinggi 30 cm pada umur 56 hari ataupun 90 hari atau tergantung waktu

yang ditentukan.

Sedangkan beton mutu sangat tinggi (very high strenght concrete) pada

dasarnya sama dengan beton mutu tinggi tapi memiliki kekuatan tekan jauh di atas

100 MPa – 150 MPa pada umur 91 hari. Dengan beton mutu sangat tinggi,

dimensi dari struktur dapat diperkecil sehingga berat struktur menjadi lebih

ringan, hal tersebut menyebabkan beban yang diterima pondasi secara

keseluruhan menjadi lebih kecil pula, jika ditinjau dari segi ekonomi hal tersebut

tentu akan lebih menguntungkan. Disamping itu untuk bangunan bertingkat tinggi

dengan semakin kecilnya dimensi struktur kolom pemanfaatan ruangan akan

semakin maksimal. Porositas yang dihasilkan beton mutu sangat tinggi juga lebih

rapat, sehingga akan menghasilkan beton yang relatif lebih awet dan tahan sulfat

karena tidak dapat ditembus oleh air dan bakteri perusak beton. Oleh sebab itu

penggunaan beton bermutu sangat tinggi tidak dapat dihindarkan dalam

perencanaan dan perancangan struktur bangunan.

Beberapa faktor utama yang menentukan keberhasilan pengadaan beton

bermutu tinggi adalah:



a. Faktor air semen (FAS)

Faktor air semen (fas) adalah angka yang menunjukkan perbandingan antara

berat air dan berat semen. Pada beton mutu tinggi dan sangat tinggi,

pengertian fas bisa diartikan sebagai water to cementitious ratio, yaitu rasio

berat air terhadap berat total semen dan aditif cementitious, yang umumnya

ditambahkan pada campuran beton mutu tinggi. Faktor air semen yang

rendah, merupakan faktor yang paling menentukan dalam menghasilkan

beton mutu tinggi, dengan tujuan untuk mengurangi seminimal mungkin

porositas beton yang dihasilkan. Dengan demikian semakin besar volume

faktor air-semen (fas), maka semakin rendah kuat tekan betonnya. Idealnya

semakin rendah fas kekuatan beton semakin tinggi, akan tetapi karena

kesulitan pemadatan, maka di bawah fas tertentu (sekitar 0,30) kekuatan

beton menjadi lebih rendah, karena betonnya kurang padat akibat kesulitan

pemadatan. Untuk mengatasi kesulitan pemadatan dapat digunakan alat getar

(vibrator) atau dengan bahan kimia tambahan (chemical admixture) yang

bersifat menambah kemudahan pengerjaan. Untuk membuat beton bermutu

tinggi faktor air semen yang dipergunakan antara 0,28 sampai dengan 0,38.

Untuk beton bermutu sangat tinggi faktor air semen yang dipergunakan lebih

kecil dari 0,2.

b. Kualitas agregat halus (pasir)

Kualitas agregat halus yang dapat menghasilkan beton mutu tinggi adalah :

a. berbentuk bulat,

b. tekstur halus (smooth texture),

c. bersih,

d. gradasi yang baik dan teratur (diambil dari sumber yang sama),

e. modulus kehalusan (fineness modulus).

Pasir dengan modulus kehalusan 2,5 s/d 3,0 pada umumnya akan

menghasilkan beton mutu tinggi (dengan fas rendah) yang mempunyai

kuat tekan dan workability yang optimal.

c. Kualitas agregat kasar (batu pecah/koral)

Kualitas agregat kasar yang dapat menghasilkan beton mutu tinggi adalah :

a. porositas rendah.

Porositas yang rendah akan menghasilkan adukan yang seragam

(uniform), dalam arti mempunyai keteraturan atau keseragaman yang baik

pada mutu (kuat tekan) maupun nilai slumpnya. Akan sangat baik bila

bisa digunakan agregat kasar dengan tingkat penyerapan air (water

absorption) yang kurang dari 1%. Bila tidak, hal ini bisa menimbulkan

kesulitan dalam mengontrol kadar air total pada beton segar, dan bisa



mengakibatkan kekurang teraturan (irregularity) dan deviasi yang besar

pada mutu dan dan nilai slump beton yang dihasilkan.

b. bentuk fisik agregat.

Batu pecah dengan bentuk kubikal dan tajam akan menghasilkan mutu

beton yang lebih baik dibandingkan dengan menggunakan kerikil bulat,

karena bentuk kubikal dan tajam bisa memberikan daya lekat mekanik

yang lebih baik antara batuan dengan mortar

c. ukuran maksimum agregat.

Pemakaian agregat yang lebih kecil (< 15 mm) bisa menghasilkan mutu

beton yang lebih tinggi. Namun pemakaian agregat kasar dengan ukuran

maksimum 25 mm masih menunjukkan tingkat keberhasilan yang baik

dalam produksi beton mutu tinggi.

d. bersih,

e. kuat tekan hancur yang tinggi,

f. gradasi yang baik dan teratur (diambil dari sumber yang sama)

d. Penggunaan admixture dan aditif mineral alam kadar yang tepat

Salah satu masalah yang sangat berpengaruh pada kuat tekan beton adalah

adanya porositas. Semakin besar porositasnya maka kuat tekannya semakin

kecil, demikian juga sebaliknya. Besar dan kecilnya porositas dipengaruhi

oleh besar dan kecilnya fas yang digunakan. Semakin besar fas-nya maka

porositas semakin besar, demikian juga sebaliknya. Untuk mendapatkan

beton bermutu tinggi (kuat tekan tinggi) maka harus dipergunakan fas rendah,

namun jika fas-nya terlalu kecil pengerjaan beton akan menjadi sangat sulit,

sehingga pemadatannya tidak bisa maksimal dan akan mengakibatkan beton

menjadi keropos, hal tersebut berakibat menurunnya kuat tekan beton. Untuk

mengatasi hal tersebut dapat dipergunakan Superplasticizer yang sifatnya

dapat mengurangi air (dengan menggunakan fas kecil) tetapi tetap mudah

dikerjakan yaitu Sikamen Type F, produk sika dan peningkatan mutu beton

dapat dilakukan dengan memberikan bahan ganti atau bahan tambah, dari

beberapa bahan pengganti dan bahan tambah yang ada diantaranya adalah abu

terbang (Fly Ash) selain dapat meningkatkan mutu beton, juga dapat

mempengaruhi tegangan dan regangan pada beton.



Fly Ash adalah sisa hasil proses pembakaran batubara yang keluar dari tungku

pembakaran, sedangkan sisa pembakaran batubara yang berada pada dasar

tungku disebut Bottom Ash. Mengingat limbah tersebut meningkat setiap

tahunnya, maka perlu penanggulangannya. Limbah Fly Ash dapat

mengakibatkan dampak lingkungan yang cukup membahayakan terutama

polusi udara terhadap kehidupannya sekitarnya. Oleh sebab itu diupayakan

agar Fly Ash dapat menjadi bahan yang berguna, antara lain pemanfaatan Fly

Ash salah satunya sebagai bahan campuran beton.

Partikel terkecil bahan penyusun beton konvensional adalah semen. Untuk

mengurangi porositas semen dapat digunakan aditif yang bersifat pozzolan

dan mempunyai patikel sangat halus. Salah satu aditif tersebut adalah

Mikrosilika (Silicafume), yang merupakan produk sampingan sebagai abu

pembakaran dari proses pembuatan silicon metal atau silicon alloy dalam

tungku pembakaran listrik. Mikrosilika ini bersifat pozzolan, dengan kadar

kandungan senyawa silica-dioksida (Si O2) yang sangat tinggi (> 90 %), dan

ukuran butiran partikel yang sangat halus, yaitu sekitar 1/100 ukuran rata4

rata partikel semen. Dengan demikian penggunaan mikrosilika pada

umumnya akan memberikan sumbangan yang lebih efektif pada kinerja

beton, terutama untuk beton bermutu sangat tinggi.

e. Prosedur yang benar dan cermat pada keseluruhan proses produksi beton.

Untuk menghasilkan beton bermutu tinggi maka dibutuhkan prosedur yang

benar dan cermat pada keseluruhan proses produksi beton yang meliputi :

a. uji material (material testing),

b. sensor dan pengelompokan material (material sensor and grouping),

c. penakaran dan pencampuran (batching),

d. pengadukan (mixing),

e. pangangkutan (transportating),

f. pengecoran (placing),

g. perawatan (curing).



Disamping itu perlu pengawasan dan pengendalian yang ketat pada

keseluruhan prosedur dan mutu pelaksanaan, yang didukung oleh koordinasi

operasional yang optimal.

Self Compacting Concrete (SCC)

Satu konsep terbaru untuk menciptakan beton berkinerja tinggi adalah

dengan menggunakan self compacting concrete berbentuk flowoble Concrete. Self

compacting concrete (SCC) merupakan beton yang mampu memadat sendiri

dengan slump yang cukup tinggi. Konsep ini menjadi solusi agar beton dalam

proses penempatan pada volume bekisting (placing) dan proses pemadatannya

(compaction) dapat dituang dengan mudah dan cepat tanpa perlu dipadatkan/

digetarkan seperti pada beton normal. Beton dengan mudah mengalir, mengisi

rongga-rongga tulangan yang rapat tanpa mengalami bleeding atau segregasi,

meskipun pada tempat- tempat sulit. Secara umum, self compacting concrete yang

diproduksi dengan bahan tambahan super plasticizer berbasis polimer,

mikrosilika, serta tambahan lain yang spesifik serta ukuran agregat lebih kecil dari

20 mm, dapat menghasilkan beton bermutu dan berkinerja tinggi.

Beton jenis ini semakin banyak dipakai karena selain dapat memiliki

kekuatan yang sangat tinggi, tetapi tetap lecak dalam pelaksanaan. Sedemikian

lecaknya sehingga dalam pengetesannya dikenal juga istilah slump flow test untuk

mengetahui daya sebar dari campuran beton segar.

Kinerja kelecakan/ encer ini tercapai berkat bahan tambah super

plasticizer yang dimasukkan ke dalam beton seperti jenis polymer. Aditif ini

seolah-olah akan menyelimuti partikel-partikel semen sehingga dalam interval

waktu tertentu, antar partikel semen tidak terjadi reaksi ”tarik-menarik” seperti

yang terjadi dalam campuran tanpa aditif. Dalam campuran beton mutu tinggi

seringkali juga digunakan bahan tambah lain dari jenis aditif mineral seperti

silicafume, copperslag, dan abu terbang serta aditif-aditif lain yang lebih khusus.

Aditif mineral ini umumnya mempunyai ukuran partikel yang lebih halus dari



pada semen sehingga menghasilkan beton dengan kelebihan tambahan seperti

lebih kedap air. Tambahan super platicizer, aditif mineral dan aditif lain ini selain

membuat beton tetap encer, tetapi juga akan menghasilkan beton dengan kuat

tekan tinggi bahkan berkinerja tinggi (high performance concrete).

Pemakaian beton SCC sebagai material repair dapat meningkatkan

kualitas beton repair oleh karena dapat menghindari sebagian dari potensi

kesalahan manusia akibat manual compaction. Pemadatan yang kurang sempurna

pada saat proses pengecoran dapat mengakibatkan berkurangnya durabilitas beton.

Sebaliknya dengan beton SCC, struktur beton repair menjadi lebih padat terutama

pada daerah pembesian yang sangat rapat, dan waktu pelaksanaan pengecoran

juga lebih cepat.

Berdasarkan spesifikasi SCC dari EFNARC, workabilitas atau

kelecakan campuran beton segar dapat dikatakan sebagai beton SCC apabila

memenuhi kriteria sebagai berikut yaitu:

a. Filling ability, adalah kemampuan beton SCC untuk mengalir dan mengisi

keseluruh bagian cetakan melalui berat sendirinya.

b. Passing ability, adalah kemampuan beton SCC untuk mengalir melalui celah-

celah antar besi tulangan atau bagian celah yang sempit dari cetakan tanpa

terjadi adanya segregasi atau blocking.

c. Segregation resistance, adalah kemampuan beton SCC untuk menjaga tetap

dalam keadaan komposisi yang homogen selama waktu transportasi sampai

pada saat pengecoran.

Untuk metoda test pengukuran workability telah dikembangkan untuk

menentukan karakteristik beton SCC dan sampai saat ini belum ada satu jenis

metoda test yang bisa mewakili ketiga syarat karakteristik beton SCC seperti

tersebut di atas. Dari beberapa metoda test yang telah dikembangkan akan dibahas

hanya tiga macam metoda yang dianggap dapat mewakili ketiga kriteria

workability tersebut di atas.



a. Slump-flow test

Slump-flow test dapat dipakai untuk menentukan ‘filling ability’ baik di

laboratorium maupun di lapangan; dan dengan memakai alat ini dapat

diperoleh kondisi workabilitas beton berdasarkan kemampuan penyebaran

beton segar yang dinyatakan dengan besaran diameter yaitu antara 60 cm – 75

cm.

Kebutuhan nilai slump flow untuk pengecoran konstruksi bidang vertikal

berbeda dengan bidang horisontal. Kriteria yang umum dipakai untuk

penentuan awal workabilitas beton SCC berdasarkan tipe konstruksi adalah

sebagai berikut :

Untuk konstruksi vertikal, disarankan menggunakan slump-flow antara 65

cm sampai 70 cm.

Untuk konstruksi horisontal disarankan menggunakan slump-flow antara

60 cm sampai 65 cm.

b. L-Shape-Box

Dipakai untuk mengetahui kriteria ‘passing ability’ dari beton SCC. Dengan

menggunakan L-Shape Box, dapat diketahui kemungkinan adanya blocking

beton segar saat mengalir, dan juga dapat dilihat viskositas beton segar yang

bersangkutan. Selanjutnya dengan L-Shape-Box test akan didapat nilai blocking

ratio yaitu nilai yang didapat dari perbandingan antara H2 / H1. Semakin besar

nilai blocking ratio, semakin baik beton segar mengalir dengan viskositas

tertentu. Untuk test ini kriteria yang umum dipakai baik untuk

tipe konstruksi vertikal maupun untuk konstruksi horisontal disarankan

tencapai nilai blocking ratio antara 0.8 sampai 1.0

c. V - Funnel

Dipakai untuk mengukur viskositas beton SCC dan sekaligus mengetahui

‘segregation resistance’ . Kemampuan beton segar untuk segera mengalir

melalui mulut di ujung bawah alat ukur V-funnel diukur dengan besaran waktu

antara 6 detik sampai maksimal 12 detik.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan sebelum pengecoran dengan

beton SCC adalah sebagai berikut:

a. Durasi waktu pengecoran disesuaikan dengan waktu ikat awal beton untuk

menghindari terjadinya cold joint.



b. Cara terbaik untuk pengecoran beton SCC adalah dari bawah

cetakan/formwork untuk menghindari udara terjebak (dengan eksternal

hose adalah sangat efektif).

c. Beton SCC dapat mengalir sampai jarak 10 meter tanpa hambatan.

d. Elemen tipis 5 – 7 cm dapat diisi oleh beton SCC tanpa hambatan.

e. Tidak memerlukan keahlian yang spesifik saat pelaksanaan pengecoran.



Daftar Pustaka

Penggunaan Admixture dan Aditif Mineral dalam Kadar Yang Tepat,

http://www.infobangunan.com/artikel/69-umum/206-penggunaan-admixture-dan-

aditif-mineral-dalam-kadar-yang-tepat.html, Saturday, 26 March 2011

Self Compacting Concrete (SCC).

http://www.infobangunan.com/component/content/article/59-material/251-self-

compacting-concrete-scc.html?directory=88, Saturday, 14 May 2011

Saputra, Andika Ade Indra. Perilaku Fisik Dan Mekanik Self Compacting

Concrete (Scc) Dengan Pemanfaatan Abu Vulkanik Sebagai Bahan Tambahan

Pengganti Semen.

Pujianto, As’at. 2011. Beton Mutu Tinggi dengan Admixture Superplastisizer

dan Aditif Silicafume. Jurnal Ilmiah Semesta Teknika. Vol. 14, No. 2, 177-185.

http://www.infobangunan.com/artikel/69-umum/206-penggunaan-admixture-dan-aditif-mineral-dalam-kadar-yang-tepat.html

http://www.infobangunan.com/artikel/69-umum/206-penggunaan-admixture-dan-aditif-mineral-dalam-kadar-yang-tepat.html

http://www.infobangunan.com/component/content/article/59-material/251-self-compacting-concrete-scc.html?directory=88

http://www.infobangunan.com/component/content/article/59-material/251-self-compacting-concrete-scc.html?directory=88

teknologi beton mutu tinggi

Engineering