Usaha Meningkatkan Mutu Beton

Dr. lr. FX Supartono menjelaskan  pada dasarnya beton bermutu tinggi merupakan beton yang memiliki kekuatan  tinggi, namun param¬eter beton mutu tinggi sangat beragam, tergantung di mana ia berada. Di Indonesia, beton dengan kekuatan di atas 50 Mpa sudah digolongkan beton mutu tinggi, sementara di Australia beton berkuatan 200 MPa merupakan hal blasa. Di China, dengan menggunakan agregat sintetik, telah ada beton hingga 300 MPa. Dalam perkembangan konstruksi beton modern, beton dituntut menjadi material konstruksi yang bermutu tinggi sekaligus berkinerja tinggi. Pada betonsegar, mudah dalam pengerjaan pengecoran (workable), panas hidrat yang rendah (low heat of hydration), susut relatif rendah pada saat penge¬ringan, memiliki tingkat waktu ikat awal (acceleration) atau penundaan (retardation) yang baik, serta mudah dipompakan ke tempat yang lebih tinggi, merupakan beberapa tuntutan yang harus dapat dipenuhi beton bermutu dan berkinerja tinggi.

Sementara,
pada beton yang sudah mengeras, beton bermutu  dan berkinerja tinggi dituntut memiliki kekutan tekan yang tinggi, kuat tarik yang baik, kuat tekan awal yang tinggi, perilaku yang daktail (liat), kedap udara dan air, tahan terhadap abrasi dan korosi sulfat, penetrasi klorida yang rendah, muai susut yang rendah, dan awet.

Bahan aditif 

Untuk meningkatkan kinerja beton, terdapar beberapa cara yang bisa dilakukan. Pertama, mengurangi porosi beton dengan cara mengurangi jumlah air dalam adukan beton. Kedua, menambahkan aditif mineral seperri silicafume, copper slog atau abu terbang (fly ash). Ketiga, menambahkan serat pada adukan beton. Keempat, menggunakan beton dengan sifat pemadatan mandiri atau self compacting concrete. Menurut Dr. lr. FX Supartono, dalam pembuatan beton, semen merupakan satu komponen yang paling mahal sehingga sangat menentukan harga beton. Salah satu cara menekan harga beton adalah dengan mengurangi penggunaan semen. Namun, untuk menghasilkan beton bermutu dan berkineria tinggi, jumlah se¬men yang dikurangi harus digantikan dcngan zat aditif lain. Dr. lr. FX Supartono menganjurkan untuk. menggunakan limbah industri metal seperri silicafume dari industri silica dan copper slag yang merupakan limbah pada tungku pembakaran tembaga, atau menggunakan abu terbang dari limbah pembakaran batu bara.

1. Mikrosilika

Silicafume atau disebut juga mikrosilika merupakan limbah yang memiliki kandungan silica (SiO2) mencapai 85-95% Ukuran butiran silika yang sangat halus berkisar 0,1-¬ 1µm. Lebih kecil dibandingkan butiran semen yang bekisar 5-50 µm. Jika ditambahkan pada adukan beton, akan mengisi rongga rongga di antara butiran semen sehingga beton akan menjadi lebih kompak dan padat.

Selain itu, rnikrosilika akan bereaksi dengan C3S dan C2S dalam semen dan menghasilkan gel CSH-2 yang akan membentuk suatu  ikatan gel yang kuat dan padat di di dalam beton. Selanjutnya, reduksi kalsium hidroksida (CaOH) oleh Si02 akan mengurangi unsur pembentuk ettringite sehiogga mengurangi sensitivitas beton terhadap serangan sulfat. Karenanya, beton tidak mudah ditembus air serta tidak mudah mengalami korosi. Karena harga mikrosilikon masih mahal, umumnya penggunaan mikrosilika hanya 3-10% dari berat semen dalam adukan beton.

 Komposisi abu terbang (fly ash) hampir sama dengan mikrosilika, tetapi kadar silika (SiO2) yang terkandung di dalamnya lebih rendah, hanya sekitar 40-65% saja. Efek fly ash terhadap beton juga hampir sama dibanding menggunakan aditif mikrosilika. Namun gel CSH-2 vang dihasilkan lebih rendah sehingga kekompakan dan kepadatan beton juga rendah. Untuk meningkatkan mutu beton yang menggunakan fly ash, maka kadarnya harus lebih banyak, yaitU 20% dari total berat semen dalam beton.


2. Copperslag

Copper slag merupakan salah satu dari ground granu¬lated blast furnace. slag (GGBFS) atau ampas bijih dan tungku perapian. Komposisi bahannya mendekati semen dan harganya relatif lebih murah. Copper slag bisa sebagai aditif yang sekaligus mengantikan semen dalam adukan beton. Sering kali dalam praktik di lapangan persentase dibuat cukup tinggi, berkisar antara 20-65%.

Copper slag yang menggantikan sebagian semen memberikan beberapa keuntungan. Pertama, panas hidrasi dan muai susut beton akao berkurang sehingga memperbaiki kinerja beton. Kedua, harga beton akan lebih murah. Ketiga, dengan mengurangi konsumsi semen, berarti juga akan mengurangi energi dalam proses pembuatan semen dan mengurangi polusi yang disebabkan proses produksi semen. Keempat, dengan menggunakan bahan limbah, berarti secara nyata telah menerapkan teknologi material berkelanjulan (sustainable material technology). "Penggunaan limbah merupakan satu bentuk peran serta kita melestarikan lingkungan," terang Dr. lr. FX Supartono yang juga memimpin perusahaan konsultan PT Partono Fondation.

Penelitian yang dilakukan Departemen Teknik Sipil Universitas Tarumanagara menunjukkan bahwa penggantian sebagian semen dengan copper slag, dengan porsi 10-40%, dapat menghasilkan beton berkekuatan 60-75 MPa, tergantung pada kehalusan copper slag. Ada dua rnacam ukuran kehalusan yang digunakan, yaitu 90’  cm2 / grm dan 1.184 cm2/grm. Semakin halus copper slag, Makin tinggi pula kuat tekan beton. Pengujian ini menggunakan rasio kadar air semen sekitar 0,3.


3. Bahan serat

Selain limbah dan industri metal, bahan serat (fiber) dapat pula meningkatkan kinerja beton, yang dikenal dengan  beton berserat. Disini serat berfungsi sebagai tulangan mikro yang melindungi beton dari keretakan, meningkatkan kuat tarik dan lentur secara tak langsung. Serat juga meningkatkan  kekuatan tekan dan daktilitas beton, meningkatkan kekedapan beton, serta meningkatkan daya tahan beton terhadap beban bertulang dan beban kejut. Sistem tulangan mikro yang terbuat dari serat-serat ini bekerja berdasarkan prinsip-prinsip mekanis, yaitu berdasar pada ikatan (bond) antar serat dan beton, bukan secara kimiawi..Oleh karenanya, material komposit beton berserat akan menjadi bahan yang tak mudah retak.

Proses kimiawi dalam beton tidak akan terpengaruh dengan adanya serat dan tidak akan merugikan proses pengerasanbeton dalam jangka pendek maupun panjang. Beberapa jenis bahan serat yang dapat dipergunakan dalam beton, antara lain serat alami (rami, abaca), serat sintetis (polyproplene. polyester), nylon), serat baja, dan fiber glass. Meningkatkan kuat tarik dan lentur, meningkatkan daktilitas dan kemampuan menyerap energi saat berdeformasi, mengurangi retak akibat susut beton, meningkatkan ketahanan fatigue (beban berulang) dan meningkatkan ketahanan impact (beban tumbukan) merupakan beberapa keunggulan beton berserat.


4. Self compacting concrete

 Satu konsep terbaru untuk menciptakan beton berkinerja tinggi adalah dengan menggunakan self compacting concrete berbentuk flowoble Concrete. Konsep ini menjadi solusi agar beton dapat dituang dengan mudah dan cepat tanpa perlu dipadatkan/ digetarkan. 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. Diakui Dr. lr. FX Supartono, perkembangan teknologi beton nasional sangat tertinggal dengan negara maju. Belum banyak insinyur yang menguasai dan mendalami teknologi beton bermutu dan berkinerja tinggi, khususnya dalam teknologi pencampuran material. Selain itu juga terkendala kualitas material yang ada di Indonesia.

Satu prinsip yang harus dipahami oleh para tenaga produksi beton adalah harus bisa membuat beton bermutu dengan bahan material yang ada di sekitar mereka. "Kalau mereka semua memegang prinsip itu, beton menjadi materiaI yang ekonomis dan menyenangkan," ujar Dr. lr. FX Supartono.