BETON

Pengertian Beton dan Sejarah Beton

Beton adalah suatu material yang secara harfiah merupakan bentuk dasar dari kehidupan sosial modern. Beton sendiri adalah merupakan campuran yang homogen antara semen, air dan aggregat. Karakteristik beton adalah mempunyai tegangan hancur tekan yang tinggi serta tegangan hancur tarik yang rendah.

Menurut Nawy (1985:8) beton dihasilkan dari sekumpulan interaksi mekanis dan kimia sejumlah material pembentuknya. DPU-LPMB memberikan definisi tentang beton sebagai campuran antara semen portland atau semen hidrolik yang lainnya, agregat halus, agregat kasar dan air,dengan atau tanpa bahan tambahan membentuk massa padat (SK.SNI T-15-1990-03:1).

Pada tahun 1801, F. Coignet menerbitkan tulisannya tentang prinsip-prinsip konstruksi dengan meninjau kelemahan bahan beton terhadap tariknya. Kemudian pada tahun 1850, J.L.Lambot untuk pertama kalinya membuat kapal kecil dari bahan semen untuk di pamerkan pada pameran dunia tahun 1855. Lalu J. Monir, seorang ahli taman dari Prancis, mematenkan rangka metal sebagai tulangan beton untuk mengatasi
tariknya pada tempat tamannya. Pada tahun 1886,seorang warga negara Jerman yang bernama Koenen menerbitkan tulisan mengenai teori dan perancangan struktur beton.

Sejarah penemuan teknologi beton  dimulai dari :

• Aspdin (1824) Penemu Portland Cement;
• J.L Lambot (1850 ) memperkenal konsep dasar konstruksi komposit (gabungan dua bahan konstruksi yang berbeda yang bekerja bersama – sama memikul beban);
• F. Coignet (1861) melakukan uji coba penggunaan pembesian pada konstruksi atap, pipa dan kubah;
• Gustav Wayss & Koenen ( 1887) serta Hennebique memperkenalkan sengkang sebagai penahan gaya geser dan penggunaan balok “ T ” untuk mengurangi beban akibat  berat sendiri;
• Neuman  melakukan analisis letak garis netral;
• Considere menemukan manfaat kait pada ujung tulangan; dan
• E. Freyssinet memperkenalkan dasar – dasar beton pratekan.

Contoh Pemakaian Konstruksi Beton pada Jamannya:

• Bangunan kubah Pantheon didirikan th 27 SM;
• Pemakaian Pot bunga dari beton yang menggunakan kawat anyaman (produk dipatenkan oleh Joseph Monier tahun 1867);
• Pembuatan kapal beton yang dilengkapi penulangan (tahun 1855);
• Jembatan Lamnyong-Darussalam; dan
• Menara Masjid Raya Baiturrahman Banda Aceh.

Sejarah Analisis dasar perhitungan di Indonesia:

• PBI 1955 – PBI 1971  yang lebih dikenal dengan perhitungan lentur cara – n; dan
• SK SNI 1991 ( T-15-1991-03) tentang Standar  Tata Cara Perhitungan Struktur Beton.

Sifat dan karakteristik beton:

• Karakteristik beton adalah mempunyai tegangan hancur tekan yang tinggi serta tegangan hancur tarik yang rendah;
• Beton tidak dapat dipergunakan pada elemen konstruksi yang memikul momen lengkung atau tarikan;
• Beton sangat lemah dalam menerima gaya tarik, sehingga akan terjadi retak yang makin – lama makin besar;
• Proses kimia pengikatan semen dengan air menghasilkan panas dan dikenal dengan proses hidrasi;
• Air berfungsi juga sebagai pelumas untuk mengurangi gesekan antar butiran sehingga   beton dapat dipadatkan dengan  mudah;
• Kelebihan air dari jumlah yang dibutuhkan akan menyebabkan butiran semen berjarak semakin jauh sehingga kekuatan beton akan berkurang;
• Dengan perkiraan komposisi (mix desain) dibuat rekayasa untuk memeriksa dan mengetahui perbandingan campuran agar dihasilkan kekuatan beton yang tinggi;
• Selama proses pengerasan campuran beton, kelembaban beton harus dipertahankan untuk mendapatkan hasil yang direncanakan;
• Setelah 28 hari,  beton akan mencapai kekuatan penuh dan elemen konstruksi akan mampu memikul beban luar yang bekerja padanya;
• Untuk menjaga keretakan yang lebih lanjut pada suatu penampang balok, maka dipasang tulangan baja pada daerah yang tertarik;
• Pada beton bertulang memanfaatkan sifat beton yang kuat dalam menerima gaya tekan serta tulangan baja yang kuat menerima gaya tarik;
• Dari segi biaya, beton menawarkan kemampuan tinggi dan harga yang relative rendah;
• Beton hampir tidak memerlukan perawatan dan masa konstruksinya mencapai 50 tahun serta elemen konstruksinya yang mempunyai kekakuan tinggi serta aman terhadap bahaya kebakaran;
• Salah satu kekurangan yang besar adalah berat sendiri konstruksi; dan
• Kelemahan lainnya adalah perubahan volume sebagai fungsi waktu berupa susut dan rangkak.

Beton dibedakan dalam 2 kelompok besar yaitu:

• Beton keras

Sifat-sifat beton keras yang penting adalah kakuatan karakteristik, kekuatan tekan, tegangan dan regangan, susut dan rangkak, reaksi terhadap temperatur, keawetan dan kekedapan terhadap air . Dari semua sifat tersebut yang terpenting adalah kekuatan tekan beton karena merupakan gambaran dari mutu beton yang ada kaitannya dengan strukturt beton. Berbagai test uji kekuatan dilakukan pada beton keras ini antara lain:

1. Uji kekuatan tekan (compression test);
2. Uji kekuatan tarik belah (spillting tensile test);
3. Uji kekuatan lentur;
4. Uji lekatan antara beton dan tulangan; dan
5. Uji Modulus Elastisitas dan lain sebagainya.

• Beton segar

Ada 2 hal yang harus dipenuhi ketika membuat beton:

1. Sifat-sifat yang harus dipenuhi dalam jangka waktu lama oleh beton yang mengeras, seperti kekuatan, keawetan, dan kestabilan volume; dan
2. Sifat-sifat yang harus dipenuhi dalam jangka waktu pendek ketika beton dalam kondisi plastis (workability) atau kemudahan pengerjaan tanpa adanya bleeding dan segregation.

Walaupun begitu adalah penting untuk mendapatkan beberapa dari sifat workabilitas karena penting untuk control kualitas. Pengukuran workabilitas yang telah dikembangkan antara lain:

1. Slump test;
2. Compaction test;
3. Flow test;
4. Remoulding test;
5. Penetration test; dan
6. Mixer test.

Parameter-parameter yang paling mempengaruhi kekuatan beton adalah:

• Kualitas semen;
• Proporsi semen dalam campuran beton;
• Kekuatan dan kebersihan agregat;
• Ikatan/adhesi antar pasta semen dan agregat;
• Pencampuran yang cukup dari bahan-bahan pembentuk beton; dan
• Pemadatan beton dan perawatan. 

Seperti disebutkan oleh L.J. Murdock dan K.M. Brock bahwa “kecakapan tenaga kerja adalah salah satu faktor penting dalam produksi suatu bangunan. 3 kinerja yang dibutuhkan dalam pembuatan beton:

• Memenuhi kriteria konstruksi yaitu mudah dikerjakan dan dibentuk serta mempunyai nilai ekonomi;
• Kekuatan tekan tinggi; dan
• Durabilitas atau keawetan tinggi.   

Agregat yang dipakai  untuk campuran beton :

• Agregat halus ( pasir ) dengan diameter maksimal 1 cm; dan
• Agregat kasar ( split ) dengan diameter 2 cm atau lebih.

Kelebihan beton:

• Dapat dibentuk sesuai keinginan;
• Mampu memikul beban tekan yang berat;
• Tahan terhadap temperatur tinggi; dan
• Biaya pemeliharaan rendah/ kecil.

Kekurangan beton:

• Bentuk yang sudah dibuat sulit diubah;
• Pelaksanaan pekerjaan membutuhkan ketelitian yang tinggi;
• Berat;
• Daya pantul suara besar;
• Membutuhkan cetakan sebagai alat pembentuk;
• Tidak memiliki kekuatan tarik;
• Setelah dicampur beton segera mengeras; dan
• Beton yang mengeras sebelum pengecoran, tidak bisa didaur ulang.

Menurut SNI-15-1990-03, untuk penggunaan beton dengan kekuatan tidak lebih dari 10 MPa boleh menggunakan campuran 1 pc:2 psr:3 batu pecah/split dengan slump untuk pengukuran pengerjaannya tidak lebih dari 100 mm.

Pengerjaan beton dengan kekuatan tekan hingga 20 MPa boleh menggunakan penakaran volume, tetapi pengerjaan beton dengan kekuatan tekan lebih dari 20 MPa harus menggunakan campuran berat.    

Salah satu yang kita kenal adalah Beton Ringan (lightweight concrete) atau yang lebih dikenal dengan sebutan Hebel. Beton ringan adalah beton yang memiliki berat jenis (density) lebih ringan daripada beton pada umumnya. Beton ringan bisa disebut sebagai beton ringan aerasi (Aerated Lightweight Concrete/ALC) atau sering disebut juga (Autoclaved Aerated Concrete/ AAC) yang mempunyai bahan baku utama terdiri dari pasir silika, kapur, semen, air, ditambah dengan suatu bahan pengembang yang kemudian dirawat dengan tekanan uap air.

Pada umumnya berat beton ringan berkisar antara 600 – 1600 kg/m3. Teknologi material bahan bangunan berkembang terus, salah satunya beton ringan aerasi (Aerated Lightweight Concrete/ALC) atau sering disebut juga (Autoclaved Aerated Concrete/ AAC). Sebutan lainnya Autoclaved Concrete, Cellular Concrete (semen dengan cairan kimia penghasil gelembung udara ), Porous Concrete, dan di Inggris disebut Aircrete and Thermalite. 

Beton ringan AAC ini pertama kali dikembangkan di Swedia pada tahun 1923 sebagai alternatif material bangunan untuk mengurangi penggundulan hutan. Beton ringan AAC ini kemudian dikembangkan lagi oleh Joseph Hebel di Jerman Barat di tahun 1943. Pada tahun 1967 bekerja sama dengan Asahi Chemicals dibangun pabrik Hebel pertama di Jepang.

Sampai saat ini Hebel telah berada di 29 negara dan merupakan produsen beton aerasi terbesar di dunia. Di Indonesia sendiri beton ringan mulai dikenal sejak tahun 1995, saat didirikannya PT Hebel Indonesia di Karawang Timur, Jawa Barat. Ada beberapa kelebihan dari Beton ringan atau Autoclaved Aerated Concrete (AAC), yaitu:

• Balok AAC mudah dibentuk;
• Karena ukurannya yang akurat tetapi mudah dibentuk, sehingga dapat meminimalkan sisa-sisa bahan bangunan yang tak terpakai;
• AAC dapat mempermudah proses konstruksi;
• Bobotnya yang ringan mengurangi biaya transportasi;
• Karena ringan, tukang bangunan tidak cepat lelah;
• Mengurangi biaya penguat atau pondasi;
• Waktu pembangunan lebih pendek;
• Kedap suara;
• Anti jamur;
• Anti serangga;
• Nyaman.

Selain kelebihan, Beton AAC juga memiliki beberapa kelemahan, yaitu:

• Karena ukurannya yang besar, untuk ukuran yang tanggung, akan memakan waste yang cukup besar;
• Perekat yang digunakan harus disesuaikan dengan ketentuan produsennya, umumnya adalah semen instan;
• Nilai kuat tekannya (compressive strength) terbatas, sehingga sangat tidak dianjurkan penggunaan untuk perkuatan (struktural); dan
• Harganya cenderung lebih mahal dari bata konvesional.

Ada tiga macam cara membuat beton aerasi, yaitu:

• Yang paling sederhana yaitu dengan memberikan agregat/campuran isian beton ringan;
• Menghilangkan agregat halus (agregat halusnya disaring, contohnya debu/abu terbangnya dibersihkan); dan
• Meniupkan atau mengisi udara di dalam beton.