MODUL - 4
MATA KULIAH : TEKNOLOGI AHAN KONSTRUKSI
POKOK BAHASAN :
AIR CAMPURAN BETON
4.1. Umum
Air pada beton mempunyai fungsi sebagai pengencer. Agar cairan beton dapat padat dan mengisi ruang-ruang sehingga membentuk cetakan. Ciri-ciri air yang baik untuk campuran beton adalah tidak berwarna , tidak berbau dan tidak berasa.
Gambar 4.1. Butuh Air
Kita banyak butuh air untuk pekerjaan sehari-hari antara lain adalah untuk kebutuhan campuran beton, air yang bagaimana dapat digunakan untuk campuran beton, apa syarat-sayarat yang harus diperhatikan dalam penggunaannya , karakteristiknya bagaimana ?
Air mempunyai peranan yang cukup penting dalam pembuatan beton, karena berpengaruh terhadap sifat-sifat beton, sifat-sifat yang berpengaruh adalah kemudahan pengerjaan (workability) dan penyusutan. Selain itu tujuan utama pemakaian air adalah untuk proses hidrasi, yaitu rekasi antara semen dan air yang mengahasilkan campuran keras setelah bebrapa waktu tertentu. Setelah pengecoran air juga berguna untuk perawatan (curing) guna menjamin proses pengerasan yang sempurna.
Gambar 4.2 Prosen Penjernihan Air
6.2 Peran Air
Semen tidak bias menjadi pasta tampa ada air. Air harus selalu ada dalam beton cair, tidak saja untuk hidrasi semen, tetapi juga untuk mengubahnya menjadi suatu pasta sehingga betonnya lecak (workable).
Jumlah air yang terikat dalam beton dengan factor air semen 0.65 adalah sekitar 20 % dari berat semen pada umur 4 minggu. Dihitung dari komposisi mineral semen. Jumlah air yang diperlukan untuk hidrasi secara teoritis adalah 35- 37 5 dari berat semen.
Dalam praktik, estimasi air terikat secara kimia didapat dengan mengeringkan contoh sampai 100 oC, menghilangkan air bebas yang bias menguap didalam pori kapiler. Kehilangan berat akibat dekomposisi contoh kering pada 1000 oC dianggap sebagai jumlah non evaporable. Hidrasi penuh dicapai dengan terjadinya hidrasi slurry semen (dengan rasio air/semen diatas 1.00) terjadi didalam ball mill. Proses ini mengambil lapisan terhidrasi dari permukaan butir semen. Seluruh proses bias memakan waktu beberapa bulan hinga mencapai hidrasi penuh.
a. Air yang diambil oleh pori gel. Air gel ini tertahan dalam struktur gel dengan tegangan permukaan . sering disebut air yang diserap. Perilaku sebenarnya masih diselidiki. Diambilnya air ini menyebabkan perubahan volume yang besar, misalnya selama susut pengeringan.
b. Air di dalam pori-pori kapiler relative mudah untuk di ambil. Jumlahnya ditentukan oleh factor air semen (w/c) awal dan dikurangi oleh hidrasi yang menerus. Diambilnya air ini selama proses pengeringan tidak akan menyebabkan penyusustan. Pori-pori ini terus jenuh jika perawatan dilakukan dengan penggenangan atau dengan lingkungan yang jenuh. Waktu air secara bertahap keluar dari kapiler, tekanan uap akan berkurang. Ruang di isi oleh udara yang difusi kedalam pori. Bila kelengasan relative turun dibawah 80% kecepatan difusi sempat dikurangi.
c. Pergerakan air keluar masuk struktur gel menyebabkan perubahan volume. Ini bias disebabkan oleh :
1. Regangan akibat lingkungan yaitu susut pengeringan atau pengembangan
selama perawatan.
2. Regangan akibat beban, yaitu rangkak (creep).
d. Kehilangan air sebelum setting karena hidrasi dan evaporasi dan permukaan terekspose yang menyebabkan hilangnya kelecakan . Bila kecepatan evaporasi melampaui kecepatan pengeluaran air sebelum setting maka akan bias terjadi susut plastis.
6.3 Jumlah Air.
Air adalah merupakan zat cair sebagai alat media untuk mendapatkan kelecakan (mudah untuk dikerjakan) yang diperlukan untuk penuangan beton pada beton segar. Jumlah air yang diperlukan untuk kelecakan tertentu tergantung pada sifat material penyusun (agregat, semen) yang digunakan . Hukum kadar “air konstan” mengatakan bahwa “kadar air yang diperlukan untuk kelecakan tertentu hampir konstan tanpa tergantung pada jumlah semen untuk kombinasi agregat halus dan kasar tertentu” . Hukum ini tidak sepenuhnya berlaku untuk seluruh kisaran (range), namun cukup praktis untuk penyesuaian perencanaan dan koreksi.
Air yang diperlukan untuk beton dipengaruhi oleh :
a. Ukuran agregat maksimum, diameter membesar maka kebutuhan air menurun, begitu juga jumlah mortar yang dibutuhkan menjadi lebih sedikit.
b. Bentuk butir, bentuk bulat akan menyebabkan kebutuhan air menurun misalkan untuk batu pecah (split) perlu lebih banyak air.
c. Gradasi agregat, gradasi baik akan menyebabkan kebutuhan air menurun untuk kelecakan yang sama.
d. Kotoran dalam agregat, Makin banyak silt, tanah liat dan lumpur maka akan meningkatkan kebutuhan air meningkat.
e. Jumlah agregat halus ( dibandingkan agregat kasar,) Jika agregat halus lebih sedikit maka kebutuhan air menurun.
6.4 Syarat Kimia Air.
Air yang mengandung kotoran yang cukup banyak akan mengganggu proses pengerasan atau ketahanan beton. Kandungan kurang dari 1000 ppm ( parts per million masih diperbolehkan meskipun konsentrasi lebih dari 200 ppm sebaiknya dihindari.
Bolehkah memakai air sumur, air sungai, air laut untuk campuran beton ?. Secara umum ( kasar) : YANG BISA DIMINUM BOLEH DIPAKAI dan tidak terdapat yang aneh pada rasa bau, dan warna. Tentu saja pedoman ini tidak cukup untuk menilai. Misalnya air yang mengandung laruran gula tentu dapat diminum, tetapi jelas tidak cocok untuk membuat beton. Untuk lebih teliti, ambil contoh air dan lakukan uji laboratorium. Apa saja dan berapa kandungan yang terdapat di dalamnya?
Tidak ada ketentuan syarat air dari ASTM. Pada BS 3148 terdapat dua metode untuk menilai kelayakan air untuk campuran beton, yaitu dengan membandingkan waktu pengikatannya dan kuat tekan benda uji yang dibuat dengan semen dan air. Yang dipertanyakan dengan air suling. Air dianggap memenuhi syarat jika tidak berubah waktu pengikatannya lebih dari 30 menit, atau berkurang kekuatannya dengan lebih dari 20 % dibandingkan air suling.
Bila masih diragukan, adakan perbandingan antara mortar yang memakai air tersebut dengan mortar yang memakai air suling/air tawar. Dipakai kubus mortar ukuran 50 mm, sesuai SII 0013-81 atau ASTM C109. Kekuatan pada umur 7 dan 28 hari minimal 90 % dari kekuatan mortar dari air tawar. Namun sifat-sifat lain harus diperiksa, misalnya pengaruh jangka panjang.
Air laut sebenarnya dapat dipakai untuk membuat beton tanpa tulangan. Tetapi untuk beton bertulang, penggunaan air laut akan menyebabkan korosi pada tulangan bajanya dan menyebabkan keretakan pada beton. Hal ini akan mengurangi ketahanan beton bertulang sehingga sebaiknya dihindari pemakaiannya.
6.5 Pengaruh Kotoran pada Air
Sumber kotoran pada air dapat disebabkan oleh sumber zat organic dan unorganik, (tumbuhan dan hewan dan banda mati lainya) yang sudah melapuk yang tercampur dalam air.
Gambar 6.4 Air Kotor
Banyak akibat yang merugikan pada beton jika airnya sudah tercemar dan kotor digunaka untuk pencapuran beton. Efeknya baik secara langsung maupun tidak langsung akan terlihat. Kotoran - kotoran tersebut ada berupa zat yang mengapung atau tersuspensi dalam air akan ikut terbawa masuk kedalam campuran beton sehingga perlu proses penjernihan sehingga air tersebut baru dapat digunakan untuk campuran beton.
Kotoran pada air jika terikutkan dalam campuran beton pada umumnya bisa akan menyebabkan perubahanan secara sifat/karakteristik pada beton, antara lain :
a. Gangguan pada hidrasi dan pengikatan.
b. Gangguan pada kekuatan dan ketahanan
c. Perubahan volume yang dapat menyebabkan keretakan.
d. Korosi pada tulangan baja maupun kehancuran beton.
e. Bercak-bercak pada permukaan beton.
Batas / limit konsentrasi untuk berbagai kotoran adalah sebagai tertera pada table 6.1 berikut :
Tabel 6.1 Batas Toleransi Kotorasn Pada Air.
Jenis Kotoran | Konsentrasi Maksimum (ppm) | Keterangan |
Suspensi | 2000 | Silt, tanah liat, bahan organik |
Ganggang | 500-1000 | Air entrain |
Karbonat | 1000 | Mengurangi setting time |
Bikarbonat | 400-1000 | 400 ppm untuk Ca,Mg |
Sodium sulfat | 10.000 | Kekuatan dapat dini dapat meningkat tapi kekuatan akhir menurun |
Gula | 500 | Menpengaruhi set |
Garam, Zn,Cu,Mn,Sn | 500 | Meperlambat set |
Asam inorganis | 10.000 | PH tidak kurang 3.00 |
Sumber : PBI 1988.
6.6 Air Laut
Air di laut merupakan campuran dari 96,5% air murni dan 3,5% material lainnya seperti garam-garaman, gas-gas terlarut, bahan-bahan organik dan partikel-partikel tak terlarut. Sifat-sifat fisis utama air laut ditentukan oleh 96,5% air murni.
Air laut banyak mengandung garam , kadarnya sekitar 35.000 ppm ( 3.5 %). Dan umumnya hanya dapat dipakai untuk beton tanpa tulangan. Meskipun kekuatan awalnya lebih tinggi dari beton biasa, setelah 28 hari kekuatannya akan lebih rendah. Pengur angan kekuatan ini dapat dihindari dengan mengurangi factor air semen(water cement ratio).
Bila air bersih tidak tersebia, air laut sebenarnya dapat digunakan (meskipun sangat tidak diajurkan). Ada resiko korosi pada tulangan. Tetapi resiko tapat dikurangi bila tulangan mempunyai penutup beton yang cukup kuat atau baja tulangannya di coating, dan juga jika betonnya kedap air laut dan terekspose pada lingkungan maritime harus mempunyai factor air semen lebih kecil dari 0.45 dan tebal selimut beton sedikitnya 75 mm.
Gambar 6.2 Air laut banyak mengandung garam mineral
6.7 Air Limbah Sanitasi
Air sanitasi dapat mengandung 400 ppm bahan organis, stelah limbah diencerkan dalam system disposal yang baik, konsentrasi dikurangi menjadi 20 ppm atau lebih sedikit, Jumlah ini terlalu rendah untuk mempengaruhi kekuatan beton.
Gambar 6.1. Air limbah Sanitasi
6.8 Air Limbah Industri
Kebanyakan air yang mengandung limbah industru lebih kecil dari 4000 ppm. Dari totoal benda padat. Pengurangan kekuatan tekan umumnya tidak lebih dari 10 %. Air limbah dari penyamakan , pabrik kertas, pabrik cat, pabrik limun, pabrik kimia dan galvanis dapat mengandung kotoran yang berbahaya. Cara yang paling baik adalah menguji air limbah yang akan dipakai, bahkan apabila hanya mengandung beberapa ratus ppm dari solid yang tidak umum.
6.9 Air Gula
Air yang mengandung 0.3 - 0.15 % gula terhadap berat semen, umumnya memperlambat pengikatan semen. Batas atas bervariasi dengan jenis semen. Kekuatan 7 hari dapat dikurangi sementara kekuatan 28 hari dapat dinaikan. Ketika jumlah gula bertambah samapai 0.20 % berat semen. Pengikatan umumnya bertambah cepat.
Gula dalam kadar 0.25 % atau lebih berat semen dapat menyebabkan pengikatan yang cepat dan pengurangan kekuatan 28 hari.
Bila kadar kurang dari 500 ppm gula dalam air umumnya tidak memberikan pengaruh pada kekuatan tetapi bila lebih harus dites.
6.10 Silt atau Butir-butir Tersuspensi
Sekitar 2000 ppm tanah liat tersuspensi atau butiran halus batua dalam air yang digunakan dapat ditoleransi. Jumlah besar tidak mempengaruhi kekuatan tetapi dapat mempengaruhi sifat-sifat yang lain dari campuran beton. Air yang mengandung lumut harus tetap di dalam setting basin sebelum dipakai. Untuk mengurangi jumlah silt dan tanah liat yang tertambahkan ke dalam campuran beton.
6.11 Minyak
Macam-macam jenis minyak terkadang ada dialam air. Minyak mineral (petroleum), tidak tercampur dengan minyak hewan atau tumbuhan , mungkin berpengaruh sedikit pada kekuatan dari pada jenis minyak yang lain. Namun minyak mineral dalam konsentrasi yang lebih tinggi dari 2 % berat semen dapat mengurangi kekuatan sampai 20 % kekuatan tekannya.
6.12 Persyaratan Air untuk campuran beton.
Syarat-syarat air yang dapat digunakan untuk pencampuran beton menurut PB 1971 adalah :
a. Air tidak boleh mengandung minyak asam-alkali, garam-garam, bahan organis atau bahan-bahan lainnya yang dapat merusak beton atau baja tulangan pada beton bertulang.
b. Apabila ada keraguan tentang air , dianjurkan membawa contoh air tersebut ke lembaga/laboratorium pemeriksaan bahan-bahan untuk di tes.
c. Apabila pemeriksaan ke lembaga tersebut tidak dapat dilakukan maka air dapat dipakai asalkan campuran semen yang memakai air tersebut harus mempunyai kekuatan paling sedikit 90 % dari kekuatan tekan semen dengan air yang memakai air suling pada umur 7 hari dan 28 hari.
6.13 Sumber Pustaka
1. Teknologi Beton , dari Material , Pembuatan ke Beton Mutu Tinggi, Oleh Paul Nugraha, dan Antoni , Penerbit Andi Ofset. (2007)
2. Modul Panduan Praktikum Teknologi Bahan Konstruksi, Laboratorium Teknik Sipil Universitas Mercu Buana ( 2001)
3. Spesifikasi Bahan Pembuat Beton Menurut Konsep PBI 1988, Seminar Teknologi Beton dalam Rangka Menyambut PBI 1988. (1986).
Oleh : Alizar, M.T
