Additive / Admixture Beton (part 2)

b. Tipe B “Retarding Admixtures”

Retarding Admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi untuk menghambat waktu pengikatan beton. Penggunaanya untuk menunda waktupengikatan beton (setting time) misalnya karen  kondisi cuaca yang panas, atau memperpanjang waktu untuk pemadatan untuk menghindari cold joints dan menghindari dampak penurunan saat beton segar pada saat pengecoran dilaksanakan. 

Bahan tambah dengan fungsi retarding digunakan dengan tujuan utama menunda waktu initial dan final setting dari adukan beton segar, dan mempertahankan workability beton pada cuaca panas, pada umumnya digunakan jika :

• pelaksanaan pengecoran mempunyai tingkat kesulitan cukup tinggi sehingga memerlukan waktu pelaksanaan yang lebih lama dari waktu setting beton normal
• lokasi batching plant yang cukup jauh
• kondisi lalu lintas yang dilalui oleh mobile mixer tidak lancar
• pengecoran dengan kondisi cuaca panas yang berpotensi mengakibatkan kehilangan kelembaban lebih cepat
• proses finishing yang memerlukan waktu yang lebih lama sehingga waktu setting beton yang lebih lama diperlukan

Penggunaan bahan tambah ini harus memperhatikan waktu penutupan permukaan beton (sealing dan troweling) tidak boleh terburu-buru karena proses initial setting dan bleeding yang lebih lambat dari beton normal, supaya memastikan proses bleeding sudah sepenuhnya selesai sebelum dilakukan penutupan permukaan beton (sealing dan trowelling).

Efek dari penggunaan retarding admixture yang perlu diwaspadai, antara lain :

• beberapa retarder mempunyai sifat menimbulkan gelembung udara dalam beton
• beberapa retarder menyebabkan kehilangan slump yang lebih cepat walaupun menyebabkan waktu setting yang lebih lambat memperbesar resiko susut pengeringan dan rangkak yang lebih tinggi

c. Tipe C “Accelerating Admixtures”

Accelerating Admixtures adalah bahan tambah yang berfunsi untuk mempercepat pengikatan dan pengembangan kekuatan awal beton. Bahan ini digunkan untuk mengurangi lamanya waktu pengeringan (hidrasi), dan mempercepat pencapaian kekuatan beton.

Bahan tambah dengan fungsi accelerating digunakan dengan tujuan utama mendapatkan kekuatan awal yang lebih tinggi pada beton yang dikerjakan, misalkan jika elemen struktur beton yang diperlukan untuk segera dibebani oleh pekerjaan berikutnya dalam kaitan dengan waktu pelaksanaan yang ketat.

Penggunaan bahan tambah ini harus memperhatikan kadar ion klorida terlarut dalam beton keras yang disyaratkan, tidak boleh terlewati -- karena beresiko menimbulkan korosi pada besi atau baja tulangan.

Penggunaan bahan tambah ini harus memperhatikan dengan seksama waktu setting yang lebih cepat dan curing yang dilakukan harus sesempurna mungkin untuk mencapai kekuatan awal yang diinginkan lebih tinggi.

Secara umum, kelompok bahan tambah ini dibagi menjadi tiga: 

1) Larutan garam organic

2) Larutan campuran organic

3) Material miscellaneous

Yang termasuk jenis accelerator adalah : kalsium klorida, bromide, karbonat dan silikat. Pada daerah-daerah yang menyebabkan korosi tinggi tidak dianjurkan menggunakan accelerator jenis kalsium klorida. Dosis maksimum yang dapat ditambahkan pada beton adalah sebesar 2 % dari berat semen.

Admixture yang mempercepat proses pengerasan atau pertumbuhan kekuatan pada umur dini dari beton. Admixture ini sebenarnya tidak mempunyai efek tertentu terhadap setting time sekali pun demikian, dalam praktek, setting time juga berkurang.

Yang biasa digunakan sebagai accelerator : Calcium Chlorida (CaCl 2 )

CaCl 2 mungkin bertindak sebagai katalisator di dalam proses hidrasi C3S dan C 2 S atau berfungsi sebagai pereduksi sifat alkalinitas dari larutan sehingga mempercepat hidrasi silikat. Dengan menggunakan CaCl 2 proses hidrasi C 3A diperlambat , tetapi proses hidrasi normal dari semen tidak berubah. CaCl 2 dapat ditambahkan untuk digunakan bersama semen tipe III (rapid hardening) dan juga semen biasa/ Ordinary Portland Cement (tipe I). CaCl 2 tidak boleh digunakan dengan semen yang mempunyai kandungan alumina yang tinggi. Jumlah CaCl 2 yang ditambahkan pada campuran harus dikontrol secara hati-hati. 

Asumsi :

Penambahan 1 % CaCl 2 (terhadap massa semen) mempengaruhi kecepatan pengerasan seperti kenaikan temperatur sebesar 6º C. Penambahan 1- 2% CaCl 2 umumnya cukup. CaCl 2 harus terdistribusi secara seragam pada campuran di larutkan pada air pencampur. Pengaruh CaCl 2 menurunkan daya tahan terhadap serangan sulfat terutama untuk campuran kurus (lean mix) dan meningkatkan resiko reaksi alkali – agregat bagi agregat yang reaktif. Kemungkinan korosi tulangan pada beton bertulang menjadi besar dengan adanya ion chlorida Cl pada campuran. Accelerator yang tidak mempunyai resiko ini adalah Calcium formate.

d. Tipe D “Water Reducing and Retarding Admixtures”

Water Reducing and Retarding Admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi ganda yaitu mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu dan menghambat pengikatan awal.

Jenis bahan tambah yang berfungsi ganda yaitu untuk mengurangi jumlah air pengaduk yang diperlukan pada beton tetapi tetap memperoleh adukan dengan konsistensi tertentu sekaligus memperlambat proses pengikatan awal dan pengerasan beton. Dengan menambahkan bahan ini ke dalam beton, maka jumlah semen dapat dikurangi sebanding dengan jumlah air yang dikurangi. Bahan ini berbentuk cair sehingga dalam perencanaan jumlah air pengaduk beton, maka berat admixture ini harus ditambahkan sebagai berat air total pada beton.

e. Tipe E “Water Reducing and Accelerating Admixtures”

Water Reducing and Accelerating Admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi ganda yaitu mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu dan menghambat pengikatan awal.

Jenis bahan tambah yang berfungsi ganda yaitu untuk mengurangi jumlah air pengaduk yang diperlukan pada beton tetapi tetap memperoleh adukan dengan konsistensi tertentu sekaligus mempercepat proses pengikatan awal dan pengerasan beton. Beton yang ditambah dengan bahan tambah jenis ini akan dihasilkan beton dengan waktu pengikatan yang cepat serta kadar air yang rendah tetapi tetap workable. Dengan menggunakan bahan ini diinginkan beton yang mempunyai kuat tekan tinggi dengan waktu pengikatan yang lebih cepat (beton mempunyai kekuatan awal yang tinggi).

Bahan kimia tambahan berfungsi ganda yaitu untuk mengurangi air dan mempercepat proses ikatan. Pengaruhnya pada beton:

1. Kekuatan. Pada saat accelerator mencapai peningkatan kekuatan awal beton, pengaruh kekuatan beton dapat diabaikan. Jika bahan water reducing dicampur accelerator, keuntungan kekuatan jangka panjang akan diapat berhubungan langsung dengan penurunan rasio air-semen (a/s).
2. Setting Time. Setting time beton yang mengandung accelerator lebih pendek daripada beton biasa yang tidak mengandung accelerator. Pengaruh kalsium klorida pada setting time lebih besar daripada kalsium format.
3. Workability. Baik kalsium klorida dan kalsium format memberikan sedikit peningkatan dalam workabilitas. Peningkatan yang lebih besar dalam workabilitas dapat diperoleh dengan kombinasi accelerator dengan bahan water reducing.
4. Air Entrainment. Hampir semua accelerator tidak mengandung derajat air entrainment.
5. Bleeding. Admixture accelerator tidak mempengaruhi bleeding.
6. Panas Hidrasi. Accelerator meningkatkan tingkatan panas yang dihasilkan dan memberikan kenaikan temperature yang lebih besar daripada campuran bahan biasa. Total panas hidrasi tidak mempengaruhi.
7. Perubahan Volume. Kalsium klorida meningkatkan creep maupun drying shrinkage. Kalsium format meningkatkan drying shrinkage tetapi data yang ada menunjukkan ada sedikit pengaruh pada creep.
8. Durability. Kalsium klorida mempunyai kemampuan memecahkan pasivity alamiah yang diberikan beton dengan menggunakan semen portland, dengan demikian akan memperbesar korosi pada baja atau logam tertanam.

Bahan tambah dengan fungsi water reducing + retarding digunakan dengan tujuan utama untuk menambah kekuatan beton karakteristik jangka panjang.  Penggunaan bahan tambah ini pada umumnya tidak mengubah kadar semen dan komposisi agregat yang digunakan pada desain mix untuk beton normal yang direncanakan

f. Tipe F “Water Reducing High Range Admixtures”

Water Reducing High Range Admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan kondisi tertentu, sebanyak 12% atau lebih.

Bahan tambah dengan fungsi HRWR digunakan untuk mendapatkan tingkat konsistensi  yang diinginkan atau ditetapkan spesifikasi dengan mengurangi berat air sebesar 12% atau lebih (sampai 40%). Tujuan dan penggunaannya sama dengan bahan tambah tipe A dengan pengurangan berat air > 12%. HRWR atau bahan tambah tipe F pada umumnya diaplikasikan atau dicampurkan di lokasi pengececoran.

Dengan menambahkan bahan ini ke dalam beton, diinginkan untuk mengurangi jumlah air pengaduk dalam jumlah yang cukup tinggi sehingga diharapkan kekuatan beton yang dihasilkan tinggi dengan jumlah air sedikit, tetapi tingkat kemudahan pekerjaan (workability beton) juga lebih tinggi. Bahan tambah jenis ini berupa superplasticizer. Yang termasuk jenis superplasticizer adalah : kondensi sulfonat melamine formaldehyde dengan kandungan klorida sebesar 0,005 %, sulfonat nafthalin formaldehyde, modifikasi lignosulphonat tanpa kandungan klorida. Jenis bahan ini dapat mengurangi jumlah air pada campuran beton dan meningkatkan slump beton sampai 208 mm. Dosis yang dianjurkan adalah 1 % - 2 % dari berat semen.

Superplasticizer adalah zat-zat polymer organik yang dapat larut dalam air yang telah dipersatukan dengan menggunakan proses polymerisasi yang komplek untuk menghasilkan molekul-molekul panjang dari massa molecular yang tinggi. Molekul-molekul panjang ini akan membungkus diri mengelilingi partikel semen dan memberikan pengaruh negatif yang tinggi sehingga antar partikel semen akan saling menjauh dan menolak. Hal ini akan menimbulkan pendispersian partikel semen sehingga mengakibatkan keenceran adukan dan meningkatkan workabilitas. Perbaikan workabilitas ini dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan beton dengan workability yang tinggi atau menghasilkan beton dengan kuat tekan yang tinggi.

Bahan ini merupakan sarana untuk menghasilkan beton mengalir tanpa terjadi pemisahan (segregasi/ bleeding) yang umumnya terjadi pada beton dengan jumlah air yang besar, maka bahan ini berguna untuk pencetakan beton di tempat-tempat yang sulit seperti tempat pada penulangan yang rapat.

Superplasticizer dapat memperbaiki workabilitas namun tidak terpengaruh besar dalam meningkatkan kuat tekan beton untuk faktor air semen yang diberikan. Namun kegunaan superplasticizer untuk beton mutu tinggi secara umum sangat berhubungan dengan pengurangan jumlah air dalam campuran beton. Pengurangan ini tergantung dari kandungan air yang digunakan, dosis dan tipe dari superplasticizer yang dipakai. (L.J. Parrot, 1998).

Superplasticizer tidak akan menjadikan “encer” semua campuran beton dengan sempurna, oleh karenanya campuran harus direncanakan untuk disesuaikan.

Untuk meningkatkan workability campuran beton, penggunaan dosis superplasticizer secara normal berkisar antara 1-3 liter tiap 1 meter kubik beton. Larutan superplasticizer terdiri dari 40% material aktif. Ketika superplasticizer digunakan untuk mengurangi jumlah air, dosis yang digunakan adalah lebih besar, 5 sampai 20 liter tiap 1 meter kubik beton. (Neville, 1995)

Menurut (Edward G Nawy, 1996). Superplasticizer dibedakan menjadi 4 jenis:

1. Kondensasi sulfonat melamin formaldehyde (SMF) dengan kandungan klorida sebesar 0,005%.
2. Sulfonat nafthalin formaldehid (SNF) dengan kandungan klorida yang dapat diabaikan.
3. Modifikasi lignosulfonat tanpa kandungan klorida.
4. Carboxyl acrylic ester copolymer.

Keempat jenis bahan tambahan ini terbuat dari sulfonat organik dan disebut superplasticizer karena bahan ini dapat mengurangi air pada campuran beton sementara slump beton bertambah sampai 8 in (208 mm) atau lebih. Bahan-bahan ini digunakan untuk menghasilkan beton “mengalir” tanpa terjadinya pemisahan yang tidak diinginkan dan umumnya terjadi pada beton dengan jumlah air yang besar untuk meningkatkan kekuatan beton, karena memungkinkan pengurangan kadar air guna mempertahankan workabilitas yang sama.

Jenis SMF dan SNF yang disebut garam sulfonik lebih sering digunakan karena lebih efektif dalam mendispersikan butiran semen, juga mengandung unsur-unsur yang memperlambat pengerasan.

g. Tipe G “Water Reducing, High Range Retarding Admixtures”

Water Reducing, High Range Retarding admixtures adalah bahan tambah yang berfungsi untuk mengurangi jumlah air pencampur yang diperlukan untuk menghasilkan beton dengan konsistensi tertentu, sebanyak 12 % atau lebih sekaligus menghambat pengikatan dan pengerasan beton. Bahan ini merupakan gabungan superplasticizer dengan memperlambat waktu ikat beton. Digunakan apabila pekerjaan sempit karena keterbatasan sumberdaya dan ruang kerja.

Bahan tambah dengan fungsi HRWR + retarding digunakan untuk mendapatkan efek serupa dengan bahan tambah tipe D dengan pengurangan berat air yang digunakan sebesar 12% atau lebih (sampai 40%). Tujuan dan penggunaannya sama dengan bahan tambah tipe D. Pencampuran bahan tambah tipe G dapat dilakukan di batcing plant atau di lokasi proyek. Beberapa jenis superplasticizer mempunyai klasifikasi sebagai bahan tambah tipe G.

Kesimpulan
Berdasarkan tujuan yang diharapkan terdapat beberapa tujuan pengunaan zat kimia diantaranya yaitu:
a. Water Reduction. (Zat Kimia untuk mengurangi penggunaan air pada beton)
hal ini dimaksudkan agar diperoleh adukan dengan nilai fas yang tetap dengan kekentalan yang sama atau dengan fas tetap, tapi didapatkan adukan beton yang lebih encer. Hal ini dimaksudkan agar diperoleh kuat tekan yang lebih tinggi, engan tidak mengurangi kekentalannya, atau diperoleh beton dengan kuat tekan yang sama, tapi adukan dibuat menjadi lebih encer agar lebih memudahkan dalam penuangan.

b. Retarder (Zat kimia untuk memperlambat proses ikatan campuran beton)
Biasanya diperlukan untuk beton yang tidak dibuat dilokasi penuangan beton. Proses pengikatan campuran beton sekitar 1 jam. Sehingga apabila sejak beton dicampur sampai penuangan memerlukan waktu lebih dari 1 jam, maka perlu ditambahkan zat kimia ini. Zat tambahan ini berupa gula, sucrose, sodium glukonate, glucose, citric acis, dan tartaric acid.

c. Accelerators (zat kimia untk mempercepat ikatan dan pengerasa campuran beton)
Diperlukan untuk mempercepat proses pengerjaan konstruksi beton, pencampuran beton dilakukan di tempat atau dekat dengan penuangannya. Zat tambahan yang diperlukan adlah CaCl2, Ca(NO3)2 dan NaNO3. Namun demikian lebih dianjurkan menggunakan yang nitrat, karena penggunaan khlorida dapat mempercepat terjadinya karat pada penulangan.

Pada kenyataan di lapangan terkadang diperlukan kondisi kombinasi dari ketiga perilaku penambahan zat kimia tersebut yaitu untuk mengurangi penggunaan air dan memperlambat proses ikatan campuran beton, atau untuk menguarangi air dan mempercepat waktu pengikatan serta pengerasan campuran beton.

source: 

https://www.academia.edu/9794483/Bahan_Tambah_Beton_Admixture_and_Additive_