Beton: Material yang Mengubah Dunia Bangunan

Beton adalah bahan bangunan yang populer untuk banyak aplikasi konstruksi, dan digunakan secara luas karena kekuatan, durability, reflektifitas dan karakteristiknya yang serbaguna. Properti ini menjadikannya pilihan yang kokoh dan tahan lama untuk berbagai penggunaan seperti konstruksi bangunan, trotoar, dan banyak struktur lainnya. Mengapa harus beton?

Hal ini dikarenakan beton merupakan campuran dari beberapa bahan lain seperti semen, bongkaran batu, agregat halus, dan air. Inilah alasan mengapa beton siap pakai menjadi semakin populer dalam beberapa tahun terakhir untuk mempercepat proses konstruksi dan membuatnya lebih kuat. Oleh karena itu banyak perusahaan konstruksi yang menjadikan beton sebagai pilihan untuk membuat bangunan ataupun konstruksi.

Nah, agar lebih paham mengenai seluk-beluk beton, simak penjelasan mengenai sejarah beton dari dulu hingga kini, komponennya, proses pembuatan beton, aplikasi penggunaannya, kelebihan dan kekurangan, hingga manfaat beton untuk berbagai konstruksi.

Sejarah Beton

Beton pertama kali digunakan oleh orang Romawi untuk membangun struktur utama dan penggunaannya sudah dikenal sejak ribuan tahun yang lalu. Pada 200 tahun sebelum masehi, orang Romawi menggunakan beton dari bahan-bahan yang ramah lingkungan, seperti air asing, abu vulkanik, serta kapur yang digunakan untuk mengikat fragmen batuan menjadi satu dan membuatnya menjadi struktur bangunan yang sampai saat ini masih berdiri kokoh, termasuk Colosseum dan Pantheon.

Setelah jatuhnya kekaisaran Romawi pada tahun 276 masehi, penggunaan beton menghilang hingga pada tahun 1414 masehi ketika para insinyur menemukannya kembali dan mulai bereksperimen dengan konstituennya. Pada tahun 1973, John Smeaton menemukan metode baru untuk memproduksi kapur hidrolik untuk semen dan menggunakan bahan tersebut untuk membangun Mercusuar Eddystone di Cornwall.

Joseph Aspdin, seorang ilmuwan yang menemukan Semen Portland, yang digunakan sebagai komponen kunci beton saat ini. Dia membakar kapur dan tanah liat yang dihancurkan hingga halus di tempat pembakaran untuk menghilangkan Karbon Dioksida. Dinamakan Semen Portland karena terinspirasi dari nama batu berkualitas tinggi yang ditemukan di Portland.

Penggunaan semen portland ini menjadi lebih luas sejak tahun 1845, ketika Isaac Johnson menyempurnakan pekerjaan Aspdin dengan membakar kapur dan tanah liat pada suhu yang jauh lebih tinggi yaitu 1400-1500°C. Semenjak saat itu, penggunaan beton semakin banyak digunakan untuk berbagai konstruksi.

Hingga pada tahun 1915 ada seorang pengusaha bernama Lynn Mason Scofield yang mendirikan perusahaan yang diberi nama L.M.Scofield untuk memproduksi warna beton. Kemudian pada tahun 1999, untuk pertama kalinya beton yang dipoles diproduksi dan dikenalkan. Nah, beton inilah yang akhirnya populer dan banyak digunakan untuk membangun rumah hunian, hingga saat ini.

Komponen Beton

Sederhananya, beton adalah campuran antara semen, udara, air, kerikil dan pasir. Campuran beton biasanya terdiri dari 10% semen, 20% udara dan air, 30% pasir, dan 40% kerikil. Pencampuran beton ini menyesuaikan proporsi 10-20-30-40, meskipun proporsi yang digunakan dapat bervariasi tergantung pada jenis semen dan faktor lainnya.

Simak penjelasan dari setiap komponen penyusun beton, di bawah ini.

Semen

Meskipun semen merupakan persentase terkecil dari campuran, tetapi semen merupakan komponen yang penting dalam pembuatan beton. Semen berfungsi sebagai perekat yang antar komponen, inilah yang membuatnya mudah mengeras setelah diaplikasikan. Ada lima jenis semen tergantung pada jenis beton yang ingin dibuat.

1. Tipe I, digunakan untuk sebagian besar pekerjaan perumahan.
2. Tipe II, digunakan untuk konstruksi bangunan yang membutuhkan ketahanan sulfat.
3. Tipe III, digunakan untuk konstruksi bangunan yang membutuhkan ketahanan terhadap tekanan yang tinggi, seperti gedung tinggi, jalan beton, atau bangunan pada daerah dengan iklim suhu yang rendah.
4. Tipe IV, biasanya digunakan pada tempat-tempat khusus, seperti penempatan industri.
5. Tipe V, digunakan untuk konstruksi bangunan dengan kondisi sulfat yang ekstrem.

Udara dan Air

Untuk mendapatkan hasil campuran beton yang baik, diperlukan sejumlah udara yang masuk di dalam beton. Semen yang mengandung udara memastikan bahwa kelebihan air memiliki peluang untuk mengembang saat bergerak melalui siklus beku-cair. Gelembung udara ini, harus berukuran mikroskopis, agar tidak menyebabkan penyusutan dan retakan akibat udara yang terperangkap.

Tidak kalah penting dengan komponen lainnya, air merupakan salah satu faktor utama penyusun beton. Sederhananya, semakin banyak air yang masuk, semakin sedikit juga kekuatan campuran yang mengeras. Penyusutan dan keretakan juga mungkin terjadi jika terlalu banyak air yang terkandung, karena air akan menguap dari beton yang mengeras, menyebabkan beton menyusut dan akhirnya retak.

Jumlah rasio air dan semen yang digunakan bervariasi antara 0,4 dan 0,6. Semakin tinggi rasionya, semakin lemak konstruksi betonnya. Cara terbaik untuk menguji kekuatan beton adalah dengan melakukan uji slump. Hal ini akan membantu menentukan apakah campuran beton yang digunakan mengandung banyak air atau tidak.

Kerikil dan Pasir

Sebagai informasi, penggunaan agregat kerikil dan pasir membentuk sekitar 70% dari total komponen beton. Persentase yang tinggi ini membuat campuran dinilai lebih hemat karena kerikil dan pasir lebih kuat dan lebih hemat biaya daripada semen. Campuran siap pakai yang baik akan menggunakan proporsi kerikil dalam jumlah besar dan pasir dalam jumlah kecil.

Mayoritas campuran beton siap pakai menggunakan banyak kerikil dan pasir yang lebih sedikit yang berfungsi dengan baik untuk menutup rongga yang dapat menjadi jalan masuknya udara yang tidak diinginkan.

Proses Pembuatan Beton

Struktur beton biasanya terdiri dari semen, agregat mineral halus, agregat mineral kasar, meskipun proporsi ini akan sangat bervariatif agar memperoleh kekuatan dan fleksibilitas yang diinginkan dan tergantung jenis konstruksi tertentu. Selain itu, ada berbagai macam bahan kimia yang terkandung dalam beton serta memberikan karakteristik yang diinginkan untuk aplikasi tertentu. Semen Portland, jenis yang paling sering digunakan untuk membuat beton.

Semen Portland dibuat dengan mencampur bahan berkapur, seperti batu kapur, alumina dan silika dalam bentuk serpihan. Dalam jumlah yang sedikit, mengandung besi oksida dan magnesium. Agregat memiliki komposisi yang terdiri dari 75% volume beton, untuk meningkatkan pembentukan dan aliran pada semen serta meningkatkan kinerja struktur beton.

Berbagai macam bahan kimia ditambahkan ke dalam semen karena berfungsi sebagai plasticizer, superplastiicizer, akselerator, dispersan dan agen pengurang air. Inilah yang disebut dengan admixture, yang digunakan untuk meningkatkan workability campuran semen yang masih dalam keadaan tidak mengeras, kekuatan semen setelah aplikasi, dan kekedapan air. Untuk mendapatkan struktur beton yang kuat, perlu untuk mengurangi jumlah air di dalamnya.

Penggunaan akselerator dapat mengurangi waktu pengerasan, termasuk kalsium klorida atau alumunium sulfat dan bahan asam lainnya. Bahan plastisasi atau superplastisisasi meningkatkan fluiditas campuran semen segar dengan rasio air atau semen yang sama, sehingga meningkatkan kemudahan pengerjaan campuran serta kemudahan untuk mengaplikasikannya.

Langkah dan teknik yang digunakan untuk pembuatan beton terdiri dari beberapa tahap, yaitu:

• Persiapan Semen Portland

Penggunaan batu kapur, alumina dan silika dapat membentuk semen Portland, dengan cara menggilingnya sampai kering hingga menjadi bubuk yang sangat halus. Kemudian, mencampurkannya sesuai dengan proporsi yang telah ditentukan. Lalu, dipanaskan terlebih dahulu, dan dipanaskan hingga suhu tinggi tanpa menghancurkan bahan. Selanjutnya, bahan-bahan tersebut dibakar dalam rotary klin yang besar pada suhu 1400°C.

Pada suhu ini, sebagian material melebur menjadi zat yang dikenal sebagai klinker. Selanjutnya, klinker didinginkan dan digiling menjadi bubuk halus dalam tabung atau ball mill. Ball mill adalah drum yang berputar yang diisi dengan bola baja dengan ukuran berbeda (tergantung kehalusan semen yang diinginkan). Gypsum ditambahkan selama proses penggilingan, sehingga menghasilkan komposisi akhir yang terdiri dari berbagai senyawa seperti, dikalsium silikat, trikalsium silikat, trikalsium aluminat dan tetrakalsium aluminoferrit.

• Pengadukan Semen

Tahap selanjutnya adalah pengadukan semen dengan beberapa bahan campuran agregat (pasir, kerikil atau pecahan batu), serat dan air. Pencampuran agregat dapat dilakukan terlebih dahulu atau penambahan agregat di pabrik beton siap pakai. Proses pencampuran dilakukan menggunakan mesin rotator untuk melapisi permukaan agregat dengan semen dan mencampur bahan lainnya secara merata.

Penggunaan serat, dapat ditambahkan apabila memang diperlukan, menggunakan metode termasuk penyemprotan langsung, pencampuran awal, peresapan, atau peletakan tangan. Asap silika sering digunakan sebagai agen pendispersi atau pemadatan.

• Pemindahan ke lokasi pengerjaan

Setelah campuran beton siap, bahan-bahan tersebut akan dipindahkan ke tempat produksi. Ada banyak metode pengangkutan beton, termasuk penggunaan konveyor sabuk, gerobak dorong, truk khusus, dan pemompaan. Metode pemompaan dapat mengangkut beton dalam jumlah besar dengan jarak yang jauh melalui pipa menggunakan sistem yang terdiri dari pompa, hopper dan pipa.

• Penempatan dan pembentukan

Setelah proses pemindahan tersebut, beton harus segara ditempatkan dan dibentuk dalam waktu yang bersamaan. Proses penempatan dilakukan agar pemisahan berbagai bahan dihindari dan mendapatkan pemadatan yang sempurna. Posisi penempatan yang dilakukan akan menentukan hasil pembentukan beton.

• Proses Pengeringan

Setelah proses penempatan dan pembentukan selesai, beton harus dilakukan pengawetan terlebih dahulu sebelum selesai, untuk memastikannya tidak terlalu cepat kering. Kekuatan beton dipengaruhi oleh tingkat kelembapannya selama proses pengeringan, saat semen mengeras maka beton akan menyusut. Untuk meminimalkan terjadinya masalah, beton harus tetap dalam kondisi lembap selama beberapa hari agar terbentuk dan mengeras.

Penggunaan Beton

Beton adalah bahan serbaguna yang dapat diaplikasikan untuk berbagai konstruksi pembangunan. Karakteristik beton yang mudah dibentuk namun kokoh, membuatnya menjadi bahan dasar yang ideal untuk membangun Gedung, infrastruktur, dan berbagai produk pracetak. Berikut ini beberapa aplikasi beton untuk konstruksi :

Bahan Bangunan

Beton banyak digunakan untuk membangun rumah dan bangunan komersial, serta perlengkapan terkait seperti jalan masuk dan kolom. Bangunan beton membutuhkan lebih sedikit perawatan dan memiliki durability yang lebih lama, sekaligus memberikan kualitas udara dalam ruangan yang lebih baik. Manfaat lainnya termasuk ketahanan terhadap api, angin dan angin topan.

Jalan Raya

Jalan raya yang terbuat dari beton sangat tahan lama dan membutuhkan perawatan yang lebih sedikit. Membuatnya tidak rentan terhadap bekas roda atau pembatasan beban pencairan pegas. Hal ini membuat jalan raya dari beton sangat kokoh untuk menahan bobot kendaraan yang memiliki muatan berat.

Jembatan

Beton adalah salah satu bahan konstruksi jembatan yang paling ekonomis dan cepat, biasanya digunakan untuk superstruktur jembatan (bagian atas jembatan). Ini termasuk bagian deck, trotoar, dan dinding penghalang jembatan di sampingnya. Dengan perencanaan yang tepat dan menggunakan produk beton pracetak, proses tersebut dapat diselesaikan secara efisien dan kompetitif.

Bendungan

Bendungan adalah salah satu struktur yang paling demanding dan substansial yang terbuat dari beton. Contohnya pada bendungan Grand Dixence di Swiss membutuhkan 6 juta meter kubik beton untuk pembangunannya. Itu juga menggunakan tulangan baja untuk menambah kekuatan maksimum pada beton. Untuk menghindari keretakan, sirkulasi air dilakukan melalui pipa dalam beton.

Perlu diperhatikan untuk memilih campuran beton yang cermat dengan jenis agregat yang tepat dalam membuat bendungan.

Kelebihan dan Kekurangan Beton

Berikut ini adalah keunggulan penggunaan beton:

• Bahan-bahan pembuat beton mudah didapatkan.
• Proses pembuatan dan pencetakannya relatif mudah.
• Beton dapat dengan mudah diangkut dari tempat pencampuran ke tempat pengecoran sebelum mengeras.
• Penggunaannya bisa dengan dipompa atau disemprotkan untuk menutup retakan dan lapisan pada terowongan.
• Penggunaan baja sebagai penguat, untuk membangun struktur apa pun.
• Memiliki karakteristik yang kuat terhadap tekanan tinggi, serta lebih ekonomis dibandingkan dengan struktur baja.

Nah, karena sudah mengetahui kelebihan beton, sekarang saatnya mengetahui apa saja kelemahan beton.

• Beton memiliki kekuatan tarik yang rendah, oleh karena itu beton perlu diperkuat untuk menghindari keretakan.
• Mudah retak apabila terjadi perubahan suhu yang sangat cepat. Panas dapat menyebabkan beton mengembang dan suhu dingin dapat menyebabkannya menyusut.
• Butuh waktu yang cukup lama untuk mengering hingga siap digunakan.
• Membutuhkan cetakan untuk mendapatkan bentuk yang diinginkan. Karena setiap proyek berbeda, Anda perlu membuat sendiri bentuk beton atau mempekerjakan orang lain untuk membuatnya. Hal ini dapat meningkatkan biaya konstruksi yang dikeluarkan.

Manfaat Beton

Beton adalah bahan yang populer untuk banyak aplikasi konstruksi, dan digunakan secara luas karena kekuatan, durability atau keawetan, reflektivitas, dan keserbagunaannya. Berbagai keuntungan di atas, menjadikannya pilihan yang tepat apabila Anda menginginkan struktur yang kokoh dan tahan lama. Berikut ini penjelasan mengenai beberapa manfaat beton untuk segala jenis konstruksi.

Kekuatan

Beton terkenal karena memiliki kekuatannya yang tinggi. Tingkat kekuatan bisa didapatkan untuk memenuhi kebutuhan proyek tertentu dengan mengubah rasio komposisi air, semen, dan agregat. Hebatnya, beton akan semakin kuat setiap tahunnya, karena kemampuan komponen semen untuk membentuk ikatan dengan partikel kelembapan di sekitarnya.

Keawetan

Karakteristik yang dimiliki beton menjadikannya pilihan material yang kuat dan tahan lama. Tahan terhadap erosi, api, pembusukan, karat dan mudah lapuk, serta perawatan dan perbaikan lebih minim dilakukan.

Reflektivitas

Beton ini bisa dibilang memantulkan panas bukan menyerapnya, seperti aspal. Kemampuan beton dalam memantulkan panas dapat bermanfaat untuk membantu mendinginkan bangunan, mengurangi penggunaan sistem pendingin udara, sehingga dapat menghemat energi. Selain itu, beton juga berfungsi untuk mengurangi emisi gas rumah kaca atau dampak negatif lainnya untuk lingkungan.

Serbaguna

Apa pun aplikasinya, beton telah membuktikan nilai dan fleksibilitasnya dari waktu ke waktu. Penggunaannya sangat serbaguna untuk berbagai konstruksi, seperti jalan raya, bangunan, jembatan, garasi, dan lain sebagainya.

Itu dia beberapa hal yang dapat kamu ketahui mengenai seluk-beluk beton, mulai dari sejarah hingga manfaat penggunaan beton untuk berbagai konstruksi. Untuk mendapatkan hasil yang diinginkan, pastikan Anda memilih jenis dan tipe beton yang sesuai dengan jenis konstruksi yang ingin Anda bangun. Semoga informasi di atas dapat membantu Anda.

---

Seri beton lainnya:

1. Teknik Untuk Perbaikan Pada Kerusakan Beton
2. Pembuatan Beton dan Perawatannya