BAB 1 DAN 2 Btekton [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN 1.1



Latar Belakang Dalam membuat beton untuk struktur bangunan, seringkali orang berpendapat bahwa semenportland adalah sumber penentu kekuatan beton, sehingga bila ingin membuat beton bermutu tinggi, maka perlu porsi semen yang tinggi. Namun satu hal sering dilupakan bahwa semen portland merupakan material pembentuk beton yang memerlukan energi terbesar dalam proses produksinya, yaitu 8 – 9 MJ/kg, dan sekaligus pencemar lingkungan terbesar karena selama proses pembakarannya (yang sebagian besar menggunakan batu bara atau bahan bakar minyak) telah melepaskan gas CO2 dalam jumlah yang cukup besar sehingga dapat memperburuk ”efek rumah kaca” di bumi ini. Disamping itu, selama proses hidrasi dan pengerasannya, semen melepaskan energi yang cukup besar dalam bentuk ”panas hidrasi”, sehingga penggunaan semen yang terlampau banyak dapat menurunkan kinerja beton seperti dijelaskandisini penyebab cacat beton, seperti antara lain: •



panas hidrasi menjadi lebih tinggi



•



susut beton menjadi lebih besar



•



lebih berpotensi terjadi retak susut dan retak thermal



•



keawetan (durability) beton menurun



Ada beberapa limbah mineral seperti limbah pembakaran batubara yaitu abu terbang (fly ash), limbah produksi metal seperti ground granulated blast furnace slag (GGBFS) dan silicafume, yang dapat digunakan sebagai bahan aditif cementitious (yang dapat berperilaku seperti semen) sehingga dapat menggantikan sebagian porsi semen di dalam campuran beton, dan yang efektif untuk memperbaiki/meningkatkan kinerja beton. 1



Karena Indonesia mempunyai pabrik baja dan tembaga, maka ”produksi” GGBFS sebagai limbah cukup banyak tersedia. Diperkirakan ”produksi” iron slag dan copper slag di Indonesia tidak kurang dari 1,5 juta ton per tahun, yang dianggap tidak lagi mempunyai nilai ekonomis, namun sebenarnya dapat dimanfaatkan untuk industri beton. 1.2



Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang diatas, maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah: a) Apakah pengertian GGBFS? b) Apakah karakteristik GGBFS? c) Bagaimanakah keunggulan dan kelemahan GGBFS? d) Bagaimanakah pengaplikasian GGBFS sebagai bahan pengikat?



1.3



Tujuan Penelitian Berdasarkan beberapa rumusan masalah diatas, maka tujuan yang diperoleh dari karya ilmiah ini adalah: a) Untuk mengetahui pengertian GGBFS. b) Untuk mengetahui karakteristik GGBFS. c) Untuk mengetahui keunggulan dan kelemahan GGBFS d) Untuk mengetahui pengaplikasian GGBFS sebagai bahan pengikat



BAB II PEMBAHASAN



2



2.1



Pengertian GGBFS Ground granulated blast furnage slag (ggbfs) adalah produk buangan pada proses pembuatan besi yang mana senyawa utamanya terdiri dari SiO2, CaO, Al2O3, and MgO, mirip dengan senyawa utama pembuatan semen seperti Tabel 2 berikut. GGBFS/GGBS Ground Granulated Blast Furnace Slag/ Ground Granulated Blastfurnace Slag adalah GBFS yang sudah dihaluskan yang memiliki sifat cementitious layaknya semen yang dapat berfungsi sebagai bahan perekat agregat. Pada kehalusan yang baik, GGBFS/GGBS



menunjukkan kualitas perekatan yang sama dengan Semen Portland. Oleh karenanya dapat menggantikan fungsi Semen Portland dengan rasio perbandingan massa tertentu. Berbagai level pengganti GGBFS dimulai 10% sampai lebih dari 70%.



2.2



Karakteristik GGBFS Adapun karakteristik dari Ground Granulated Blastfurnace Slag adalah sebagai berikut :



3



a)



Ideal untuk aplikasi campuran siap;



b) Ideal untuk penstabilan tanah; c)



Ketahanan yang bertambah baik dalam lingkungan yang agresif;



d) CO2 yang lebih rendah untuk konkrit jejak karbon rendah; e)



Menurunkan haba penghidratan untuk mengurangi resiko kerusakan terma.



2.3



Keunggulan Ground Granulated Blastfurnace Slag (GGBS/GGBFS) Adapun keunggulan dari Ground Granulated Blastfurnace Slag adalah sebagai berikut : a.



Kuat Tekan akhir yang Lebih Baik Meskipun Semen GGBFS/GGBS menghasilkan kekuatan yang lebih lambat dibandingkan dengan Semen Portland murni pada tahap awal, pada akhirnya akan memiliki kekuatan yang lebih tinggi. Namun pola kekuatan beton dapat dikontrol melalui desain pencampuran, kehalusan semen dan GGBFS serta proporsinya. Jangka panjang kekuatannya akan lebih baik dengan penambahan



4



GGBFS.



b. Panas Hidrasi yang Lebih Rendah Hidrasi Semen Portland adalah suatu reaksi kimia antara semen dengan air yang mengeluarkan panas. Adanya pelepasan panas ini membantu mempercepat pengerasan.Tetapi setelah pengerasan terjadi, bagian yang telah mengeras mempunyai sifat lambat menyalurkan panas sehingga dimungkinkan terjadinya retak pada beton. Proses hidrasipada GGBFS/GGBS tidak bereaksi secepat Semen Portland. Dengan mencampurkan GGBFS/GGBS pada Semen Portland akan menghasilkan



5



panas beton lebih rendah dan temperature puncak beton dapat direduksi. Hal ini merupakan keuntungan ketika retak termal dapat menjadi masalah pada pembuatan beton.



c.



Menurunkan Risiko Reaksi Alkali-Silika dengan Agregat Reaksi Silika-Alkali/Alkali-Silica Reaction (ASR) adalah reaksi kimia antara alkali pada Semen Portland dan jenis mineral silica tertentu. Reaksi ini menyebabkan ekspansi material yang berakibat keretakan pada struktur beton. Perbandingan dampak lingkungan dari GGBS dan Portland Cement (PC) dapat dilihat pada tabel di bawah ini:



Tabel 2.3.1 (Efek slag pada perluasan beton yang mengandung agregat reaktif)



d. Lebih Mudah Dikerjakan Semen GGBFS memberikan kemudahan untuk dikerjakan pada slump. Para pekerja dilapangan membenarkan prosesnya menghasilkan retensi slump yang lebih baik.Semen GGBFS meskipun kandungannya sedikit menghasilkan lebih banyak pasta untuk memberikan bobot. Hal ini



menjadikan



yang memudahkan



GGBFS



sebagai pelumas



pengerjaannya. Sifat pelapis



6



dalam alamiah



campuran GGBFS



tidak menyerap air dari campuran, menutup pori-pori dan mengurangi bleeding, membantu memencarkan flokulasi partikel semen.



e.



Mengurangi Bleeding Bleeding adalah pemisahan padatan dari air didalam beton. Padatan akan menetap dan air dapat lolos melalui pori-pori dan tetap di permukaan, yang menyebabkan kelemahan pada lapisan atas. GGBFS halus memblokir pori-pori yang cenderung menghasilkan beton yang dapat memperkecil kemungkinan bleeding.



f.



Retensi Slump yang Panjang Retensi Slump yang Panjang dikarenakan Proses Hidrasi yang Lebih Lambat



7



Grafik 2.3.4 ( efek mengganti dengan GGBFS pada tes slump) g.



Reflektansi Sinar Matahari Beton dengan campuran GGBFS memiliki reflektansi sinar matahari yang tinggi dan meningkatkan kemampuan memantulkan yang lebih baik.Hal ini mengurangi efek panas pada perkembangan perkotaan, serta memiliki efek menguntungkan mengurangi penerangan malam hari, jalan yang aman dengan visibilitas yang lebih baik. Secara signifikan sinar matahari yang dipantulkan bukan radiasi inframerah sehingga tidak menimbulkan efek rumah kaca pada atmosfer bumi. Ini adalah cara lain



8



untuk membuat beton berwarna lebih cerah dengan GGBFS akan membantu mengurangi pemanasan global. h. Warna cerah, hemat listrik dan finishing lebih baik Berikut merupakan perbandingan beton dengan GGBFS dengan beton Semen Portland.



Gambar 2.3.2 (Semen Portland 100%)



9



Gambar 2.3.3 (Semen Portland 30% + GGBFS 70%) i.



Ketahanan Sulfat/Klorida yang Lebih Baik Penurunan kekuatan beton tidak terlepas dari serangan kimia melalui kontak dengan gas atau larutan. Umumnya kerusakan beton dihasilkan dari paparan larutan asam sulfat atau larutan garam klorida. Larutan sulfat yang seperti natrium, potasium, kalsium atau magnesium terkandung di beberapa jenis tanah dan air tanah dapat menyebabkan ekspansi dan gangguan beton karena bereaksi dengan kandungan C3A pada semen. Beton yang dibuat dengan campuran GGBFS/GGBS dan Semen Portland memiliki kandungan semen yang lebih rendah sehingga kandungan C3A juga rendah. Perbandingan dampak lingkungan dari GGBS dan Portland Cement (PC) dapat dilihat pada tabel di bawah ini:



10



2.4



Aplikasi Penggunaan GGBFS sebagai Bahan Pengikat GGBFS digunakan untuk membuat struktur beton tahan lama dalam kombinasi dengan semen portland biasa dan / atau bahan pozzolanic lainnya. GGBFS telah banyak digunakan di Eropa, dan meningkatdan semakin di Amerika Serikat dan di Asia (terutama di Jepang dan Singapura) karena keunggulannya dalam daya tahan beton, memperpanjang umur bangunan dari lima



puluh



tahun



hingga



seratus



tahun.



[2]



Dua kegunaan utama GGBS adalah dalam produksi semen slag yang kualitasnya ditingkatkan, yaitu semen Portland Blastfurnace (PBFC) dan



11



semen high-slag blast-furnace (HSBFC), dengan kandungan GGBS biasanya berkisar antara 30 hingga 70%; dan dalam produksi beton tahan lama siapcampur atau situs-batched. Beton dibuat dengan GGBFS semen set lebih lambat dari beton yang dibuat dengan semen Portland biasa, tergantung pada jumlah GGBS dalam bahan semen, tetapi juga terus mendapatkan kekuatan selama periode yang lebih lama dalam kondisi produksi. Ini menghasilkan panas yang lebih rendah dari hidrasi dan kenaikan suhu yang lebih rendah, dan membuat menghindari sambungan dingin lebih mudah, tetapi juga dapat mempengaruhi jadwal konstruksi



di



mana



pengaturan



cepat



diperlukan.



Penggunaan GGBS secara signifikan mengurangi risiko kerusakan yang disebabkan oleh reaksi alkali-silika (ASR), memberikan resistensi yang lebih tinggi terhadap masuknya klorida - mengurangi risiko korosi tulangan - dan memberikan ketahanan yang lebih tinggi terhadap serangan sulfat dan bahan kimia lainnya. Bagaimana



semen



GGBS



digunakan



Semen GGBS dapat ditambahkan ke beton di pabrik pembuat beton, bersama dengan semen Portland, agregat dan air. Rasio normal agregat dan air untuk bahan semen dalam campuran tetap tidak berubah. GGBS digunakan sebagai pengganti langsung untuk semen Portland, dengan basis satu per satu berdasarkan berat. Tingkat penggantian untuk GGBS bervariasi dari 30% hingga 85%. Biasanya 40 hingga 50% digunakan di sebagian besar contoh. Penggunaan GGBS selain semen Portland dalam beton di Eropa tercakup dalam standar beton EN 206: 2013. Standar ini menetapkan dua kategori penambahan beton bersama dengan semen Portland biasa: hampir penambahan inert (Tipe I) dan penambahan hidrolik pozzolanic atau laten (Tipe II). Semen GGBS termasuk dalam kategori yang terakhir. Karena semen GGBS sedikit lebih murah daripada semen Portland, beton yang dibuat dengan semen GGBS akan sama harganya dengan semen Portland biasa.Ini digunakan sebagian per rasio campuran. BAB III



12



KESIMPULAN 3.1 Kesimpulan Granulated blast furnage slag (gbfs) adalah produk buangan pada



proses pembuatan besi yang mana senyawa utamanya terdiri dari SiO2, CaO, Al2O3, and MgO, mirip dengan senyawa utama pembuatan semen dan ground granulated blast furnage slag (ggbfs) adalah gbfs yang telah dihaluskan dan memiliki sifat cementitous layaknya semen yang dapat berfungsi sebagai bahan pengikat agregat. Adapun dari gbfs tersebut adalah kuat tekan akhir yang lebih rendah, panas hidrasi yang lebih rendah, lebih mudah di kerjakan, mengurangi bleeding, serta memiliki retensi slump yang panjang. . GGBS digunakan sebagai



pengganti langsung untuk semen Portland, dengan basis satu per satu berdasarkan berat. Tingkat penggantian untuk GGBS bervariasi dari 30% hingga 85%. Biasanya 40 hingga 50% digunakan di sebagian besar contoh.



13