BETON
Beton
adalah material bahan yang terdiri dari semen, agregat (split dan pasir), air,
serta bahan tambahan (addmixture) baik kimia maupun mineral jika diperlukan.
Karakteristik beton
antara lain :
1. Kuat tekan tinggi.
2. Harga murah.
3. Bahan-bahan penyusun mudah didapat.
4. Mudah diolah.
5. Tahan terhadap api
6. Tahan lama, minimal untuk jangka waktu
30-40 tahun.
7. Tidak mengalami pembususkan.
8. Biaya pemeliharaan rendah.
9. Tahan terhadap temperatur tinggi dan
anti-korosi
10. Kekuatan pada umur 28 hari, minimal 70%
dari kekuatan yang sebenarnya.
Dapat
kita lihat bahwa karakteristik dari beton sebagian besar merupakan kelebihan
beton dibandingkan dengan bahan konstruksi lainnya. Kita dapat ambil poin yang
pertama. Beton memiliki kuat tekan yang tinggi. Karakteristik ini sangat tepat
jika beton digunakan untuk daerah bangunan yang mengalami kuat tekan yang
besar. Berbeda dengan baja, baja cenderung kuat terhadap gaya tarik. Namun
lemah jika mengalami gaya tekan.
Beton
juga tahan terhadap api. Berbeda dengan kayu (yang tidak tahan api) hanya mampu
menahan api (jika terjadi kecelakaan) tidak lebih dari 1 jam. Beton mampu
menahan api minimal 4 jam sejak api itu mengenai beton. Dengan pemeliharaan
yang rendah, beton menjadi solusi bagi pemilik proyek yang hanya mempunyai
sedikit uang umtuk pemeliharaan. Tidak seperti baja dan kayu yang membutuhkan
biaya pemeliharaan yang besar.
Akan
tetapi dalam pemakaiannya dalam pembangunan konstruksi. Sama seperti bahan
material lainnya, beton juga memiliki kekurangan. Kita mengetahui secara jelas
bahwa beton memiliki kuat tekan yang tinggi, namun kenyataannya bahwa beton
sangat lemah terhadap gaya tarik. Untuk itu dibuatlah beton bertulang dengan
tulangan baja yang bukan hanya saja kuat terhadap tekan namun tarik pula. Atau
berat jenis beton yang tinggi membutuhkan alat berat untuk mengangkut beton
(jika proyek tersebut berskala menengah ke atas). Beberapa kekurangan beton
antara lain:
1.
Cenderung lemah terhadap gaya tarik.
2.
Jika sudah dibentuk (keras) sukar diubah
kembali.
3.
Pelaksanaan membutuhkan ketelitian,
pengawasan serta etos kerja yang tinggi.
4.
Berat jenis beton tinggi.
5.
Daya pantul suara besar.
6.
Membutuhkan cetakan sebagai media
pembentuk beton.
7.
Beton yang sudah jadi tidak bisa didaur
ulang.
8.
Jika didiamkan akan langsung mengeras.
Ini menyulitkan para kontraktor untuk tetap membuat beton segar. Membutuhkan
alat berat yang mengeluarkan biaya tambahan.
Dari
sini kita dapat mengambil poin bahwa setiap bahan konstruksi mempunyai
kelebihan dan kekurangan. Dan sebagai salahsatu materi yang dipelajari di
fakultas teknik sipil. Teknologi bahan konstruksi berusaha mencari metode dan
inovasi yang sesuai dengan tuntutan masyarakat.
Pada
kesempatan ini yang perlu ditekankan adalah pembuatan beton yang baik dan
benar. Jika kita melakukan pembuatan beton secara baik dan benar. Maka beton
yang dihasilkan adaah baik pula. Karekateristik beton yang baik yakni:
1.
Homogen, artinya semua bahan tercampur
dengan baik dan tidak mengalami segregasi ( pemisahan bahan-bahan penyusun).
2.
Strength, artinya sebuah beton mempunyai
kekuatan seperti yang kita rencanakan. Kelebihan maupun kekurangan keuatan
menunjukkan bahwa ada kesalahan yang kita lakukan. Baik pada pemilihan bahan,
pengaturan komposisi, pencampuran maupun perawatan beton.
3.
Durable, keawetan beton juga minimal
sesaui dengan apa yang direncanakan. Biasanya beton mempunyai daya awet hingga
40-50 tahun. Setidaknya beton yang sudah berumur 40 tahun sudah diganti. Karena
kekuatannya akan menurun secara perlahan yang dikhawatirkan akan mempengaruhi
pembagian beban terhadap struktur bangunan.
4.
Economic, harga yang ekonomis bukan
berarti harganya murah. Ekonomis berarti pelaksanaan dan pemakaian beton
memenuhi standar efisiensi dan efektivitas pekerjaan. Kebanyakan akan
menyangkut masalah biaya. Jadi wajar jika beton mempunyai harga yang lebih
murah dibanding bahan konstruksi lainnya.
Yang
terakhir adalah bagaimana sifat keefisienan dan keefektivan sebuah pekerjaan
akan menghasilkan beton yang optimum.
Dalam
keadaan yang mengeras, beton bagaikan batu karang dengan kekuatan tinggi. Dalam
keadaan segar, beton dapat diberi bermacam bentuk, sehingga dapat digunakan
untuk membentuk seni arsitektur atau semata - mata untuk tujuan dekoratif.
Beton juga akan memberikan hasil akhir yang bagus jika pengelolaan akhir
dilakukan dengan cara khusus, umpamanya diekspos agregatnya (agregat yang
mempunyai bentuk yang bertekstur seni tinggi diletakkan di bagian luar,
sehingga nampak jelas pada permukaan betonnya). Selain tahan terhadap
seranganapi seperti yang telah disebutkan diatas, beton juga tahan terhadap
serangan korosi. Secara umum kelebihan dan kekurangan beton adalah:
a.
Kelebihan
1. Dapat
dengan mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan konstruksi.
2. Mampu
memikul beban yang berat
3. Tahan
terhadap temperatur yang tinggi
4. Biaya
pemeliharaan yang kecil
b.
Kekurangan
1. Bentuk
yang telah dibuat sulit diubah
2. Pelaksanaan
pekerjaan membutuhkan ketelitian yang tinggi
3. Berat
4. Daya
pantul suara yang besar
Sebagian
besar bahan pembuat bton adalah bahanlokal (kecuali semen portland atau bahan
tambah kimia), sehingga sangat menguntungkan secara ekonomi. Namun pembuatan
beton akan menjadi mahal jika perencana tidak memahami karakteristik bahan -
bahan penyusun beton yangharus disesuaikan degan perilaku struktur yang akan
dibuat.
Nilai
kuat tekan beton dengan kuat tariknya tidak berbanding lurus. Setiap usaha
perbaikan mutu kekuatan tekan hanya disertai oleh peningkatan yang kecil dari
kuat tariknya. Menurut perkiraan kasar, nilai kuat tarik berkisar antara 9 % -
15 % kuat tekannya. Nilai pastinya sulit diukur. Pendekatan hitungan biasanya
dilakukan dengan menggunakan modulus of rapture, yaitu tegangan tarik beton
yang muncul pada saat pengujian tekan beton normal (normal concrete). Kecilnya
kuat tarik beton ini merupakan salahsatu kelemahan dari beton biasa. Untuk
mengatasinya, beton dikombinasikan dengan tulangan beton dimana baja biasa
digunakan sebagai tulangannya. Alasan penggunaan baja sebagai tulangan beton
adalah koefisien baja hampir sama dengan koefisien beton. Beton tersebut didefinisikan
sebagai beton yang ditulangi dengan luas dan jumlah yang tidak kurang dari
jumlah minimum yang diisyaratkan dalam pedoman perencanaan, dengan atau tanpa
pratekan, dan direncanakan berdasarkan asumsi bahwa kedua material bekerja sama
dalam menahan gaya yang bekerja (SKBI.1.4.53 1989:4).
Beton
dapat juga dicampur dengan bahan lain seperti composite atau bahan lain sesuai
dengan perilaku yang akan diberikan terhadap beton tersebut, misalnya beton pra
tekan atau beton pra tegang (pre-stressing), beton pra-cetak (pre-cast). Beton
juga dapat digunakan untuk strukur yang memerlukan bahan struktur yang ringan,
mialnya beton ringan struktural (SKBI. 1.4.53, 989:5) yaitu beton yang
mengandung agregat ringan dan mempunyai massa kering udara yang sesuai dengan
syarat seperti yang ditentukan oleh ”Testing Method for Unit Weihgt of
Structural Lightweight Concrete” (ASTM C-567). Beratnya tidak lebih dari 1900
kg/m3.
Beton
Prategang
Riwayat
perkambangan.
Tingakat
perkembangan dalam bidang beton prategang saat ini adalah hasil dari penelitian
yang dilakukan terus-menerus yang dilakukan oleh para insinyur dan ilmuwan dalam bidang ini selama kurun
waktu 90 tahun terakir.
dalam
tahun 1886, Jackson dari San Fransissco mengajukan paten untuk “konstruksi
batu buatan dan perkerasan beton” dimana telah diperkanalkan prategang dengan
menarik batang-batang tulangan yang disusun dalam pipa-pipa (sleever). dohring
dari jerman membuat pelat-pelat dan balok-balok kecil dalam tahun 1888, dengan
memakai kabel-kabel tarik yang di tanamkan dalam beton untuk menghindari retak.
Gagasan
prategang untuk melawan tegangan yang disebabkan oleh beban pertama-tama telah
ditemukan oleh insiyur Austria bernama mandl dalam tahun 1896. M.Koenen, dari
jerman, lebih lanjut mengembangkan hal ini dengan melaporkan adanya
kehilangan-kehilangan prategang yang disebabkanoleh perpendekan elastis dalam
beton tahun 1907. Pentingnya kehilangan prategang yang disebabkan oleh
penyusutan beton pertama kali disadarii olehsteiner di Amerika Serikat pada
tahun 1908. dalam tahun 1923, emperger dari viena telah mengembangkan suatu
metode untuk membuat pipa beton bertulang dengan kabel, dengan cara membalutkan
kabel baja tegangan tingipada pipa dengan tegangan berkisar 160-800N/mm2.
Pemakai
tendon tak-terekat (unbonded
tendon) pertama-tama ditunjukan
olehDischinger pada tahun 1928, dalam pembangunan suatu jembatan besar dengan
tipe gelagar tinggi di mana kabel-kabel telah ditempatkan didalam gelagar tanpa
direkatkan. Kehilangan prategang dapat dikompensasikan dengan menarik kembali
kabel- kabel tersebut setelah ditempatkan. Berdasarkan penelitian-penelitian
yang melelahkan terhadap sifat-sifat beton dan baja, Freyssiner dalam tahun 1928 menunjukan
keuntungan-keuntungan dari pemakaian baja dan beton berkekutan tinggi untuk memperhitungan
berbagai kehilangan prategang yang disebabkan oleh rangkak (creep) dan susut
(shrinkage) pada beton.
Berkembangnya
teknik vibrasi untuk memproduksi beron berkekutan tinggi dan ditemukanya
dongkrak yang bekerjarangkap untuk penegang kabel-kabel baja berkekuatan tarik
tinggi dianggap sebagai kontribusi yang penting dari Freysttein antara tahun
1928 dan 1933.
Penggunaan
beton prategang menyebar secara cepat pada tahun 1935 dan seterusnya, dan banyak jembatan dengan
panjang telah dibangun antarah tahun 1945 dan 1950 di eropa dan Amerika. Selama
25 tahun terakir, beton prategang telah dipakai secara luas untuk pembangunan
jembatan dengan bentang panjang, atap cangkang untuk bangunan industri,
struktur bangunan laut, bejanan tekanan nuklir,
struktur bangunan penahan air, tiang jaringan transmisi, bantalan jalan
baja dan berbagai jenis struktur laiya.Guyon mengatakan “barngkali tidak ada
masalah struktural dimana prategang tidak dapat menyelesaikan masalahdan
barangkali merupakan sesuatu yang revolusioner. prategang adalah sesuatu yang
lebih dari sekedar teknik: ia adalah suatu prinsip umum.
Struktur beton
prategang mempunyai beberapa keuntungan, antara lain :
·
Terhindarnya retak terbuka di daerah
tarik, jadi lebih tahan terhadap keadaan korosif.
·
Kedap air, cocok untuk pipa dan tangki.
·
Karena terbentuknya lawan lendut sebelum
beban rencana bekerja, maka lendutan akhirnya akan lebih kecil dibandingkan
pada beton bertulang.
·
Penampang struktur lebih kecil/langsing,
sebab seluruh luas penampang dipakai secara efektif.
·
Jumlah berat baja prategang jauh lebih
kecil dibandingkan jumlah berat besi beton biasa.
·
Ketahanan gesek balok dan ketahanan
puntirnya bertambah. Maka struktur dengan bentang besar dapat langsing. Tetapi
ini menyebabkan Natural Frequency dari struktur berkurang, sehingga menjadi
dinamis instabil akibat getaran gempa/angin, kecuali bila struktur itu memiliki redaman yang cukup atau kekakuannya
ditambah.
Prinsip
Dasar Prategang
akibat
gaya prategang yang diberikan secara longitudinal di sepanjang atau sejajar
dengan sumbu komponen struktur, maka prinsip-prinsip prategang dikenal sebagai
pemberian prategang linier.
pemberian
tegangan melingkar, yang digunakan dalam cerobong reaktor nuklir, pipa dan
tangki cairan, pada dasarnya mengikuti prinsip=prinsip dasar yang sama dengan
pemberian tegangan linier. Tegangantarik
di serat luar dari permukaan kurviliniier yang disebabkan oleh tekanan
kandungan internal.
Dapat
dijelaskan secara mendasar aksi pemberian prategang kedua jenis sistem
struktural dan respons tegangan yang dihasilkan. pada bagian (a) blok-blok
beton bekerja sebagai sebuah balok akibat pemberian tekan P yang besar.
Meskipun mungkin blok-blok tersebut tergelincir dan arah vertikal
mensimulasikan kegagalan gelincir geser,
akan tetapi kenyataanya tidak demikian, Hal ini desebabkan adanya gaya
longitudinal P.
Dengan
cara yang sama papan-papan kayu di dalam bagian (c) kelihatan dapat terpisah
satu sama lain akibat adanya tekanan internal yang diberikan oleh pita logam
sebagai bentuk dari pemberian prategang melingkar, papan-papan tersebut tetap
menyatu.
Beton
Pratekan
Seperti
yang telah diketahui bahwa beton adalah suatu material yang tahan terhadap
tekanan, akan tetapi tidak tahan terhadap tarikan. Sedangkan baja adalah suatu
material yang sangat tahan terhadap tarikan. Dengan mengkombinasikan antara
beton dan baja dimana nanti akan disebut sebagai beton bertulang ( reinforced
concrete ). Jadi pada beton bertulang, beton hanya memikul tegangan tekan,
sedangkan tegangan tarik dipikul oleh baja sebagai penulangan ( rebar ).
Sehingga pada beton bertulang, penampang beton tidak 100% efektif digunakan,
karena bagian yang tertarik tidak diperhitungkan sebagai pemikul tegangan. Hal
ini dapat dilihat pada sketsa gambar disamping.
Suatu
penampang beton bertulang dimana penampang beton yang diperhitungkan untuk
memikul tegangan tekan adalah bagian diatas garis netral ( bagian yang diarsir
), sedangkan bagian dibawah garis netral adalah bagian tarik yang tidak
diperhitungkan untuk memikul gaya tarik karena beton tidak tahan terhadap
tegangan tarik. Gaya tarik pada beton bertulang dipikul oleh besi penulangan (
rebar ). Kelemahan lain dari konstruksi beton bertulang adalah berat sendiri (
self weight ) yang besar, yaitu 2.400 kg/m3 , dapat dibayangkan berapa berat
penampang yang tidak diperhitungkan untuk memikul tegangan ( bagian tarik ).
Untuk
mengatasi ini pada beton diberi tekanan awal sebelum beban-beban bekerja,
sehingga seluruh penampang beton dalam keadaan tertekan seluruhnya, inilah yang
kemudian disebut beton pratekan atau beton prategang ( prestressed concrete ).
Perbedaan utama antara beton bertulang dengan beton pratekan adalah cara
kerjanya. Cara kerja beton bertulang adalah mengkombinasikan antara beton dan
baja tulangan dengan membiarkan kedua material tersebut bekerja
sendiri-sendiri, dimana beton memikul tekan dan tulangan baja memikul tarik.
Sedangkan beton pratekan mempunyai cara kerja dengan mengkombinasikan beton dan
tulangan baja secara aktif. Cara aktif ini dapat dicapai dengan cara menarik
baja yang menahannya ke beton, sehingga beton dalam keadaan tertekan.
Kelebihan beton
pratekan :
1.
Tahan terhadap korosi karena tahan retak
di daerah tarik
2.
Lebih kedap air
3.
Lendutan lebih kecil
4.
Penampang lebih kecil dari beton
bertulang biasa/ volume lebih kecil
5.
Berat baja yang digunakan lebih sedikit
6.
Ketahanan geser dan puntir lebih besar
Kekurangan beton
pratekan :
1. Berat jenis sedikit lebih besar
Prinsip Dasar Beton Pratekan
Beton
pratekan dapat didefinisikan sebagai beton yang diberikan tegangan tekan
internal sedemikian rupa sehingga dapat meng-eleminir tegangan tarik yang
terjadi akibat beban eksternal sampai suatu batas tertentu. Ada 3 ( tiga )
konsep yang dapat dipergunakan untuk menjelaskan dan menganalisa sifat-sifat
dasar dari beton pratekan atau prategang :
1.
Sistem pratekan/prategang untuk mengubah
beton yang getas menjadi bahan yang elastis.
2.
Sistem pratekan untuk kombinasi baja
mutu tinggi dan beton mutu tinggi
3.
Sistem prategang untuk mencapai
keseimbangan beban
Metode Prategangan
Pada dasarnya ada 2
macam metode pemberian gaya prategang pada beton, yaitu :
1.
Pratarik ( Pre-Tension Method ) Cara
kerja metode ini baja prategan diberi gaya prategang dahulu sebelum beton
dicor, oleh karena itu disebut pre-tension method. Setelah gaya prategang
ditransfer ke beton, balok beton tersebut akan melengkung ke atas sebelum
menerima beban kerja. Setelah beban kerja bekerja, maka balok beton tersebut
akan rata
2.
Pasca tarik ( Post-Tension Method ) Pada
metode pascatarik, beton dicor terlebih dahulu, dimana sebelumnya telah
disiapkan saluran kabel atau endon yang disebut duct. Karena alasan
transportasi dari pabrik beton ke site, maka biasanya beton prategang dengan
sistem post-tension ini dilaksanakan segmental ( balok dibagi-bagi, misalnya
dengan panjang 1 -1,5 m ), kemudian pemberian gaya prategang dilaksanakan di
site, setelah balok segmental tersebut dirangkai.
kuat tekan beton pracetak setelah di steam naik berapa persen?
BalasHapus