Very High Strength Concrete

Very High Strength Concrete
(Beton Mutu sangat Tinggi)

Sejarah

Setelah berhasil dikembangkannya berbagai jenis tambahan atau admixtures dan additives untuk campuran beton, terutama water reducer atau plasticizer dan superplastisizer, maka telah terjadi kemajuan yang sangat pesat pada teknologi beton, dengan berhasil memproduksi beton mutu tinggi bahkan sangat tinggi, dan yang pada akhirnya juga telah memperbaiki dan meningkatkan hampir semua kinerja beton menjadi suatu material modern yang berkinerja tinggi. Di Indonesia beton mutu tinggi dengan kuat tekan rata-rata sebesar 85 MPa baru dapat dibuat di laboratorium pada tahun 1990, dengan bahan tambah superplastisizer dengan nilai slump mencapai 15 cm. Campuran beton yang dihasilkan dengan kadar semen 480 kg/cm2 dan faktor air semen (fas, w/c) 0,32 (Supartono, 1998). Sedangkan realisasi di lapangan maksimal baru mencapai + 80 % nya atau setara dengan 60 MPa. Perkembangan teknologi dalam bidang konstruksi di Indonesia terus menerus mengalami peningkatan, hal ini tidak lepas dari tuntutan dan kebutuhan masyarakat terhadap fasilitas infrastruktur yang semakin maju, seperti jembatan dengan bentang panjang dan lebar, bangunan

Definisi Beton Mutu sangat Tinggi
Beton mutu sangat tinggi (Very High Strength Concrete) merupakan sebuah tipe beton performa sangat tinggi yang secara umum memiliki kuat tekan 100-150 MP, atau sekitar lebih dari 800 Kg/cm². Ukuran kuat tekannya diperoleh pada umur 91 hari, ataupun umur yang telah ditentukan tergantung pada aplikasi yang diinginkan. Produksi very high strength concrete membutuhkan penelitian dan perhatian yang lebih jauh terhadap kontrol kualitasnya daripada beton konvensional.
Very High Strength Concrete dikembangkan dengan menggunakan semen Tipe III, agregat kapur, natrium naftalen superplasticizer dan silica fume, dengan W / C ratio 0,24. Dalam 28 hari, sebagian besar silica fume dikonsumsi dalam reaksi pozzolanat. Faktor ini adalah yang sangat menentukan kekuatan beton yang sangat tinggi ini.

Campuran Beton Mutu Sangat Tinggi
Sebelum menggunakan beton untuk bahan struktur suatu bangunan, maka harus benar-benar mengerti kebutuhan dan proporsi (bahan campuran) beton tersebut.

Bahan Dasar Beton Mutu Sangat Tinggi (VHSC)
Pada dasarnya bahan campuran VHSC adalah pasir, semen, batu pecah, dan air. Tetapi untuk meningkatkan kemudahan pengerjaan dan membatasi volume rongga digunakan bahan additive kimia dan bahan additive mineral dalam campuran beton, yaitu super plasticizer, water reducer, fly ash, dan silica fume (micro silica).

Bahan Tambahan Mineral
1. Silica fume
Silica fume merupakan material yang terdiri atas partikel halus dengan luas permukaan ±20000 m²/kg dan dengan diameter rata-rata <1> 90 %). Dengan demikian penggunaan mikrosilika pada umumnya akan memberikan sumbangan yang lebih efektif pada kinerja beton, terutama untuk beton bermutu sangat tinggi.

2. Fly Ash
Fly ash adalah material yang berasal dari sisa pembakaran batu bara yang tidak terpakai. Material ini mempunyai kadar bahan semen yang tinggi dan mampunyai sifat pozzoanik yaitu dapat bereaksi dengan kapur bebas yang dilepaskan semen saat proses hidrasi dan membentuk senyawa yang bersifat mengikat pada temperature normal dengan adanya air. Variasi pada sifat fisik dan kimiawi fly sangat mempengaruhi sifat beton mutu tinggi yang dihasilkan. Oleh karena itu fly ash yang akan digunakan pada beton mutu sangat tinggi perlu dites terlebih dahulu sifat keseragamannya dan kesesuaiannya dengan bahan lain yang ada dalam campuran.

Bahan Tambahan Kimia (chemical Admixture)
Bahan tambahan kimia umum digunakan pada beton mutu sangat tinggi untuk memperbaiki sifat beton segar. Jenis bahan tambahan yang digunakan adalah air entraining agents, retarders, water reducer, dan accelerator.
Superplasticizer atau high range water reducer dalam hal ini mutlak diperlukan karena kondisi fas yang umumnya sangat rendah pada beton mutu tinggi atau sangat tinggi, untuk bisa mengontrol dan menghasilkan nilai slump yang optimal pada beton segar (workable), sehingga bisa dihasilkan kinerja pengecoran beton yang baik. Namun dalam segala hal, penggunaan Superplasticizer perlu sesuai dengan standard ASTM-C 494-81 tipe F. Ketepatan dosis penambahan Superplasticizer umumnya perlu dibuktikan dengan membuat campuran percobaan (trial mixes) dengan beberapa variasi dosis penambahan Superplasticizer hingga mendapatkan hasil yang optimum dalam memenuhi syarat kelecakan yang direncanakan. Hasil penelitian penggunaan Superplasticizer (dalam hal ini digunakan sikamen-163, produk PT. Sika Nusa Pratama), menunjukan peningkatan nilai slump yang memuaskan pada fas yang rendah (fas = 0,28 dan nilai slump awal = 1,5 cm), yaitu mencapai 8 nilai slump 9,5 cm pada penambahan Superplasticizer dengan dosis 1,25 %, nilai slump 12,5 cm pada penambahan Superplasticizer dengan dosis 2 % (Supartono, 1998). Dengan adanya superplasticizer partikel-partikel halus, silica fume dan fly ash, akan lebih tersebar merata yang mana hal ini dapat mempengaruhi kesempurnaan reaksi dari pozzolan tersebut. Pada beton mutu sangat tinggi yang umumnya mempunyai kandungan semen yang tinggi sering digunakan retarder yang dapat mengontrol reaksi dan laju hidrasi awal.
Accelerator jarang digunakan pada beton mutu sangat tinggi, kecuali untuk kondisi dimana pembukaan bekisting perlu dilakukan lebih awal. Namun, penggunaan accelerator dapat mempengaruhi pencapaian kekuatan beton pada umur kemudian.

Agregat
Agregat terdiri dari batu pecah dan pasir, yang memberikan peranan yang sangat penting terhadap kekuatan beton. Untuk membuat beton VHSC agregat yang digunakan minimal harus memenuhi persyaratan ASTM C33. Sifat-sifat agregat dapat mempengaruhi sifat-sifat beton, antara lain :
- Keawetan
- Kekuatan
- Susut dan rangkak
- Koefisien muai panas
- Konduktivitas
- Berat jenis
- Modulus elatisitas
- Biaya.
Ukuran maksimum agregrat kasar yang disarankan untuk beton mutu sangat tinggi adalah 9,5 – 12,7 mm. beberapa peneliti beton berpendapat bahwa peningkatan kekuatan pada beton mutu sangat tinggi disebabkan oleh menurunnya tegangan lekatan rata-rata antara agregat dan mortar akibat meningkatnya luas permukaan agregat dalam campuran. Ukuran maksimum agregat yang lebih kecil juga menyebabkan berkurangnya konsentrasi tegangan pada partikel agregat. Agregat kasar yang ideal adalah agregat yang bersih, kubus, bersegi dengan jumlah partikel pipih dan lonjong yang minimum.
Agregat halus mempunyai bentuk partikel yang bulat dan permukaan yang halus biasanya membutuhkan air pencampur yang lebih sedikit dalam campuran beton sehingga agregat tersebut sangat cocok untuk digunakan pada beton mutu tinggi. Gradasi optimumnya untuk beton mutu tinggi lebih ditentukan oleh pengaruhnya terhadap kebutuhan air dalam campuran. Pasir dengan modulus kehalusan ± 3.0 diketahui dapat menghasilkan beton mutu tinggi dengan kelecekan dan kuat tekan yang terbaik.

Semen
Pemilihan semen pada produksi beton mutu sangat tinggi adalah sangat penting. Keseragaman komposit kimia dan fisik harus ditekankan untuk mendapatkan hasil kuat tekan beton yang konsisten, terutama yang berkaitan dengan kandungan C3S, hilang pijar, dan kehalusan butiran. Untuk beton VHSC jumlah semen berkisar antara 400-600 kg/m³.
Pasta semen VHSC sangat keras (stift) dan kaku karena rasio A/S cukup kecil berkisar antara 0,25-0,40. Harga factor A/S ini bisa diperkecil sampai maksimum 0,35 bila digunakan High Range Water Reducer (HRWR) yang disebut superplasticizer. Bila tidak dituntut kekuatan awal cukup tinggi pada VHSC adalah cukup memadai. Kadang-kadang digunakan atau dicampur pozzolan untuk alasan durabilitas dari beton. Karena volume agregat dalam beton yang paling besar, berkisar 60-80% maka peranan agregat harus mendapat perhatian besar, misalkan mengenai bentuk, grading, surface, texture, mineralogy, dan kekerasannya.
sehubungan dengan lekatan antara pasta semen dan agregat, perlu diperhatikan kekasaran dan kebersihan permukaan agregat karena permukaan agregat yang lebih kasar akan menghasilkan lekatan antara pasta dan agregat yang lebih baik.

Air
Dengan menggunakan superplastizer penggunaan air dalam beton dapat dikurangi. Air digunakan untuk rekasi hidrasi. Karena air mempunyai peranan penting dalam pencampuran beton, maka air tidak dapat ditambahkan sembarangan dalam pengadukan mortal, jadi harus diingat faktor air semennya disesuaikan dengan kebutuhan dalam workability serta mutu beton yang diinginkan. Dan yang perlu dicatat bahwa jumlah air yang terlalu banyak dapat menyebabkan kekuatan beton menjadi rendah.


Kesimpulan
Beton mutu sangat tinggi (Very High Strength Concrete) merupakan beton yang mempunyai kuat tekan 100-150 MPa pada umur ke 91, atau tergantung pada waktu yang telah ditentukan. Bahan dasar untuk membuat Very High Strength Concrete adalah sama seperti membuat beton pada umumnya, yaitu semen (umumnya digunakan semen Tipe III), pasir, batu pecah, dan air, dengan W / C ratio 0,24. Namun, dalam pembuatannya digunakan bahan additive kimia dan bahan additive mineral dalam campuran beton. Hal ini bertujuan untuk mempermudah dalam pengerjaan beton dan membatasi volume rongga pada beton. Adapun bahan additive kimia dan bahan additive mineral yang digunakan, yaitu super plasticizer, water reducer, fly ash, dan silica fume (micro silica).

Saran
Dalam pembuatan beton mutu sangat tingggi, sebaiknya kita harus benar-benar mengerti proporsi (bahan campuran) dari beton yang akan dibuat. Karena hal ini akan berpengaruh terhadap kuat tekan beton itu sendiri, serta tingkat kesulitan dalam pembuatannya.


DAFTAR PUSTAKA

http://wiryanto.wordpress.com/2010/07/06/sipil-uph-dan-beton-mutu-sangat-tinggi/
http://batagem.com/wp-content/uploads/2010/01/5-BETON-MUTU-TINGGI.pdf
http://www.facebook.com/notes/teknik-sipil-universitas-cokroaminoto-yogyakarta/cara-menetukan-mutu-beton/129076076345\