Beton - Pengertian, Sejarah, Penyusun, Jenis dan Perhitungan Kuat Tekan

Beton adalah campuran antara semen portland atau semen hidrolik yang lain, agregat halus, agregat kasar dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang membentuk massa padat (SNI, 2002). Beton saat ini menjadi material yang banyak dipilih dan diminati. Beton mudah dibuat menjadi berbagai bentuk, tidak memerlukan tenaga yang sangat ahli dalam pembangunan, tidak memerlukan perawatan pasca pembangunan dan dari segi ekonomis bahan beton adalah paling murah bila dibandingkan konstruksi baja atau kayu, serta tahan terhadap bahaya kebakaran.

Kekuatan, keawetan dan sifat beton tergantung pada sifat-sifat bahan dasar, nilai perbandingan bahan-bahannya, cara pengadukannya, maupun cara pengerjaan selama penuangan adukan beton, cara pemadatan dan cara perawatan selama proses pengerasan (Tjokrodimuljo, 1996).

Beton yang baik adalah beton yang mempunyai kuat tekan yang tinggi, kuat tarik tinggi, kuat lekat tinggi, rapat air tahan aus, tahan cuaca (panas, dingin, sinar matahari, hujan), tahan terhadap zat-zat kimia (terutama sulfat), susutan pengerasanya kecil, elastisitasnya (modulus elastisitas) tinggi.

Sejarah awal pemakaian beton dimulai pada zaman Romawi, sedangkan perkembangan beton baru dimulai pada abad 19, yaitu:

Tahun 1801, F.Coignet menemukan bahan beton mempunyai kekuatan tarik yang rendah.
Tahun 1824, Aspidin penemu Portland semen.
Tahun 1850, J.L. Lambot berhasil membuat perahu kecil dari bahan semen.
Tahun 1867, J. Monier, petani Perancis, mematenkan rangka baja sebagai tulangan untuk gentong beton yang ia buat.
Tahun 1888. Kolnen, untuk pertama kali memperkenalkan teori dan perencanaan struktur beton.
Tahun 1906, C.A.P. Turner memperkenalkan pelat rata tanpa balok.
Tahun 1938, teori kekuatan batas (ultimate strength design) di USSR.
Tahun 1956, teori kekuatan batas di USA dan Inggris.

Material Penyusun Beton

Material atau bahan pembentuk beton terdiri dari semen, campuran agregat halus dan kasar serta air sebagai pengikat. Berikut adalah penjelasan material-material komposisi campuran beton (Tjokrodimuljo, 1996):

a. Semen Portland

Semen merupakan bubuk halus yang diperoleh dengan menggiling klinker yang didapat dari pembakaran suatu campuran yang baik dan merata antara kapur dan bahan-bahan yang mengandung silika, aluminia, dan oxid besi), dengan batu gips sebagai bahan tambah dalam jumlah yang cukup.

Fungsi semen adalah mengikat butir-butir agregat hingga membentuk suatu massa padat dan mengisi rongga-rongga udara di antara butir-butir agregat. Walaupun sebagai bahan pengikat maka peranan semen sangat penting. Semen yang digunakan untuk pekerjaan beton harus disesuaikan dengan rencana kekuatan dan spesifikasi teknik yang diberikan.

b. Agregat

Agregat merupakan butiran mineral yang merupakan hasil disintegrasi alami batu-batuan atau juga berupa hasil mesin pemecah batu dengan memecah batu alam yang digunakan sebagai bahan pengisi beton. Agregat harus bergradasi sedemikian rupa sehingga seluruh massa beton dapat berfungsi sebagai benda yang utuh, homogen, dan rapat, dimana agregat yang berukuran kecil berfungsi sebagai pengisi celah yang ada diantara agregat berukuran besar.

Agregat terdiri dari dua macam, yaitu agregat kasar (kerikil atau batu pecah) dan agregat halus (pasir). Kandungan agregat dalam beton kira-kira mencapai 60% - 80% dari volume total beton. Agregat sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat beton, sehingga pemilihan agregat merupakan suatu bagian penting dalam pembuatan beton.

c. Air

Air digunakan sebagai bahan pencampur dan pengaduk beton untuk mempermudah pekerjaan. Air dapat bereaksi dengan semen, yang akan menjadi pasta pengikat agregat yang berpengaruh terhadap kuat tekan beton.

Air yang digunakan harus memenuhi beberapa kriteria sebagai bahan yang layak digunakan dalam campuran beton. Apabila tidak memenuhi syarat tersebut maka sebaiknya tidak digunakan sebab akan mempengaruhi kekuatan beton yang akan dibuat. Persyaratan untuk pembuatan beton yaitu; bersih, tidak mengandung lumpur dan material yang dapat merusak beton, seperti: garam-garam, senyawa asam, zat organik, minyak dan alkali.

Jenis-jenis Beton

Terdapat beberapa jenis beton, yaitu sebagai berikut (Mulyono, 2004):

Beton ringan. Beton ringan merupakan beton yang dibuat dengan bobot yang lebih ringan dibandingkan dengan bobot beton normal. Agregat yang digunakan untuk memproduksi beton ringan memiliki berat jenis 800 - 1.800 kg/m3 dengan kekuatan tekan 6,89 - 17,24 Mpa.
Beton normal. Beton normal adalah beton yang menggunakan agregat pasir sebagai agregat halus dan split sebagai agregat kasar sehingga mempunyai berat jenis beton antara 2.200 - 2.400 kg/m dengan kuat tekan sekitar 15 - 40 Mpa.
Beton berat. Beton berat adalah beton yang dihasilkan dari agregat yang memiliki berat isi lebih besar dari beton normal atau lebih dari 2.400 kg/m3. Untuk menghasilkan beton berat digunakan agregat yang mempunyai berat jenis yang besar.
Beton massa (mass concrete). Dinamakan beton massa karena digunakan untuk pekerjaan beton yang besar dan masif, misalnya untuk bendungan, kanal, pondasi, dan jembatan.
Ferro-Cement. Ferro-Cement adalah suatu bahan gabungan yang diperoleh dengan cara memberikan suatu tulangan yang berupa anyaman kawat baja sebagai pemberi kekuatan tarik dan daktil pada mortar semen.
Beton serat (fibre concrete). Beton serat (fibre concrete) adalah bahan komposit yang terdiri dari beton dan bahan lain berupa serat. Serat dalam beton ini berfungsi mencegah retak-retak sehingga menjadikan beton lebih daktil daripada beton normal.

Berdasarkan kelas dan mutu beton, terdapat tiga jenis beton, yaitu:

Beton kelas I, yaitu beton untuk pekerjaan-pekerjaan non struktural. Untuk pelaksanaannya tidak diperlukan keahlian khusus. Pengawasan mutu hanya dibatasi pada pengawasan ringan terhadap mutu bahan-bahan, sedangkan terhadap kekuatan tekan tidak disyaratkan pemeriksaan. Mutu kelas I dinyatakan dengan B0.
Beton kelas II, yaitu beton untuk pekerjaan-pekerjaan struktural secara umum. Pelaksanaannya memerlukan keahlian yang cukup dan harus dilakukan di bawah pimpinan tenaga-tenaga ahli. Beton kelas II dibagi dalam mutu-mutu standar B1, K 125, K 175, dan K 225. Pada mutu B1, pengawasan mutu hanya dibatasi pada pengawasan terhadap mutu bahan-bahan sedangkan terhadap kekuatan tekan tidak disyaratkan pemeriksaan. Pada mutu-mutu K 125 dan K 175 dengan keharusan untuk memeriksa kekuatan tekan beton secara kontinyu dari hasil-hasil pemeriksaan benda uji.
Beton kelas III, yaitu beton untuk pekerjaan-pekerjaan struktural yang lebih tinggi dari K 225. Pelaksanaannya memerlukan keahlian khusus dan harus dilakukan di bawah pimpinan tenaga-tenaga ahli. Disyaratkan adanya laboratorium beton dengan peralatan yang lengkap serta dilayani oleh tenaga-tenaga ahli yang dapat melakukan pengawasan mutu beton secara kontinyu.

Kuat Tekan Beton

Kuat tekan beton adalah besarnya beban per satuan luas yang menyebabkan benda uji beton hancur bila dibebani gaya tekan tertentu, yang dihasilkan oleh mesin tekan. Pengujian kuat tekan dilakukan pada umur 28 hari menggunakan benda uji silinder berukuran 15 cm x 30 cm. Gaya aksial yang terdistribusi pada batang penekan compressive strength machine akan diterima oleh luas penampang silinder.

Rumus kuat tekan beton adalah:

Keterangan:

fc' = kuat tekan beton (MPa)
P = beban aksial (N)
A = luas penampang benda uji (mm2)

Adapun faktor yang mempengaruhi kuat tekan beton adalah sebagai berikut:

Pengaruh cuaca buruk berupa pengembangan dan penyusutan yang diakibatkan oleh pergantian panas dan dingin.
Daya perusak kimiawi, seperti air laut (garam), asam sulfat, alkali, limbah, dan lain-lain.
Daya tahan terhadap haus (abrasi) yang disebabkan oleh gesekan orang berjalan kaki, lalu lintas, gerakan ombak, dan lain-lain.
Bahan-bahan penyusutan beton, seperti: air, semen, agregat, admixture, bahan tambahan.
Metode pencampuran, yaitu: penentuan proporsi bahan, pengadukan, pengeceron, pemadatan.
Perawatan, Pembasahan/perendaman, suhu dan waktu.
Keadaan pada saat pengecoran dilaksanakan, yang terutama dipengaruhi oleh lingkungan setempat.

Kelebihan dan Kekurangan Beton

Beton memiliki kelebihan atau keunggulan sebagai berikut:

Beton harganya relatif murah. Hal ini dikarenakan bahan penyusun beton menggunakan bahan-bahan dasar dari bahan lokal, kecuali semen portland. Hanya untuk daerah tertentu yang sulit mendapatkan pasir atau kerikil memungkinkan harga beton jadi agak lebih mahal.
Beton termasuk bahan yang berkekuatan tekan tinggi, serta mempunyai sifat tahan terhadap perkaratan oleh kondisi lingkungan. Bila dibuat dengan cara yang baik kuat tekannya sama dengan batuan alami.
Beton segar dapat dengan mudah diangkut maupun dibentuk apapun dan ukuran berapapun bergantung keinginan. Cetakan dapat pula dipakai ulang beberapa kali.
Kuat tekannya yang tinggi mengakibatkan jika dikombinasikan dengan baja tulangan dapat dikatakan mampu menahan struktur berat.
Beton segar dapat disemprotkan di permukaan beton lama yang retak maupun disisipkan ke dalam retakan beton dalam proses perbaikan.
Beton segar dapat dipompakan sehingga memungkinkan untuk dituang pada tempat yang posisinya sulit.
Beton termasuk tahan aus dan tahan panas akibat kebakaran sehingga biaya perawatannya termasuk rendah.

Sedangkan kekurangan atau kelemahan beton adalah sebagai berikut:

Beton mempunyai kuat tarik yang rendah sehingga mudah retak, oleh karena itu diperlukan baja tulangan untuk menahannya.
Beton segar mengerut saat pengeringan dan beton keras mengembang jika basah sehingga diatasi (construction joint) perlu diadakan pada beton yang berdimensi besar untuk memberi tempat bagi susut pengerasan dan pengembangan beton.
Beton dapat mengembang dan menyusut bila terjadi perubahan suhu, sehingga perlu diatasi untuk mencegah terjadinya retak-retak akibat perubahan suhu.
Beton sulit untuk kedap air secara sempurna, sehingga selalu dapat dimasuki air dan air yang membawa garam dapat merusak beton.
Beton bersifat getas sehingga harus dihitung dan didetail secara seksama agar setelah dikombinasikan dengan baja tulangan menjadi bersifat detail.

Daftar Pustaka

Tjokrodimuljo, K. 1996. Teknologi Beton. Yogyakarta: Nafiri.
Mulyono, Tri. 2004. Teknologi Beton. Yogyakarta: ANDI.