Keunggulan Beton Serat

Hari minggu olahraga lari maraton... hari ini enaknnya kita bahas beton ( hahah pantun ni yeee). Ngomongin beton nihhhh. Beton sebagai material konstruksi bangunan memiliki keunggulan kekuatan tekan yang relatif besar, namun mempunyai kelemahan kekuatan tarik yang kecil. Hal ini menyebabkan beton bersifat getas atau kurang daktail. Sifat kegetasan ini dapat menyebabkan keruntuhan mendadak atau munculnya retakan apabila terdapat beban kejut, gaya dan tegangan tarik, beban dinamik, atau karena fenomena susut dan rangkak yang melampaui batas tidak dapat ditoleransi oleh konstruksi beton. 

Beban kejut dapat dihasilkan melalui benda jatuh dan bertumbukan dengan suatu struktur beton sehingga menghasilkan gaya yang bekerja secara tiba-tiba. Beban dinamik yang berulang–ulang juga dapat menyebabkan hal yang sama.

Dalam perencanaan beton bertulang pun, karena kekuatan tarik beton yang kecil maka kontribusi beton dalam menahan tarik diabaikan. Gaya tarik yang timbul pada beton bertulang semuanya ditahan oleh tulangan (baja) yang dipasang.

Oleh karena itu, guna meningkatkan kekuatan tarik dan mengurangi sifat getas, serta meningkatkan ketahanan retak awal (first crack) beton, maka dapat ditempuh di antaranya dengan menambahkan serat (fiber) dalam campuran beton. Serat yang ditambahkan dapat dari berbagai tipe, bentuk permukaan, panjang serat dan persentase jumlah serat (fiber volume fraction,Vf). Umumnya serat yang digunakan dari bahan dengan kekuatan tarik yang relatif besar. Terdapat 4 macam jenis beton serat menurut bahan tambah serat yang digunakan yakni beton serat baja (Steel Fiber Reinforced Concrete, SFRC), beton serat kaca (Glass Fiber Reinforced Concrete,GFRC), beton serat sintetis–plastik (Synthetic Fiber Reinforced Concrete, SFRC), beton serat karbon (Carbon Fiber Reinforced Concrete, CFRC), dan beton serat alam (Natural Fiber Reinforced Concrete, NFRC).

Bahan serat baja. Pada umumnya bahan ini dipakai untuk membuat campuran agregrat kasar. Pemakaiannya bisa menaikan daya tekan pada beton. Namun tentu saja harus dibuat dengan komposisi dan takaran yang tepat.

Sedangkan serat kaca atau fiberglass, bahannya berupa serat yang biasanya dipakai untuk membuat gelas dan barang lain yang sejenis, penggunaannya juga dengan cara yang sama yaitu dicampurkan pada material agregrat kasar.

Jenis beton serat yang lain yaitu  serat sintetis. Bahan yang digunakan untuk membuatnya merupakan serat sintetis yang diproses dengan cara dicampur beberapa bahan kimia. Karena serat sintetis yang dipakai ada bermacam-macam maka polymeric fiber juga terbagi lagi menjadi beberapa jenis sesuai dengan material yang digunakan untuk membuatnya. Ada fiber nylon, polyster, acrylic, carbon, polypropyle atau polythylene dan sebagainya. Bentuknya ada yang berupa serbuk, seperti kapas atau seperti gulungan benang yang tidak teratur.

Jenis yang lain adalah  serat alami. Sumber yang dipakai untuk membuatnya ada dua yaitu dari tumbuhan dan hewan. Jika dari tumbuhan, antara lain adalah tebu, batang pohon kelapa atau glugu, ,serabut kelapa, ijuk, kayu yang dibuat menjadi serbuk dan lain-lain. Jika diambil dari hewan contohnya yaitu beberapa macam kulit dan bulu binatang atau bagian tubuh yang lain seperti tulang dan sebagainya. Namun pemakaian bahan dari binatang ini sampai saat sekarang masih jarang diaplikasikan. Limbah rambut manusia juga bisa dipakai, dilakukan penelitian lebih dulu yaa..

Penggunaan serat alami ini juga bisa membuat daya tekan beton menjadi lebih bagus dan tinggi dibanding dengan jenis beton yang lain. Sedangkan serat yang terbuat dari tanaman tebu sangat bagus untuk membuat beton ringan atau beton busa. Namun karena bahan alami pada umumnya punya kualitas yang berbeda-beda, sebelum diaplikasikan harus dilakukan penelitian lebih dulu.

Kualitas ini dipengaruhi oleh beberapa hal. Misalnya daerah asal serat tersebut karena cuaca dan kondisi tanah yang dipakai untuk menanam tanaman punya pengaruh yang cukup besar terhadap kekuatan kayu atau serat dari pohon kelapa. Umur tanaman ketika ditebang juga punya peran yang tidak sedikit pada ketahanan dan kualitas serat yang dibuat.

Memang, dari hasil penelitian yang telah dilakukan, pemberian serat dalam campuran beton akan memberikan kontribusi positif terhadap kenaikan kekuatan tariknya. Berdasarkan penelitian, sifat–sifat kurang baik dari beton dapat diperbaiki dengan menambahkan fiber lokal yang terbuat dari potongan–potongan kawat pada adukan beton.

Juga penelitian yang lainnya, di mana pada beton ringan ditambahkan serat–serat galvalum, menunjukkan beberapa sifat dan prilaku beton yang dapat diperbaiki setelah penambahan serat yakni meningkatnya kekuatan terhadap lentur dan tarik, lebih tahan terhadap beban kejut, sifat daktilitas beton meningkat, lebih tahan terhadap keausan, dan kekuatan geser beton meningkat.

Serat pada campuran beton dapat menunda retaknya beton, membatasi penambahan retak dan juga membantu ketidakmampuan semen portland yang tidak dapat menahan regangan dan benturan menjadi ikatan komposit kuat dan lebih tahan retak.

Penambahan serat dalam campuran beton mempunyai prinsip dasar yaitu memberi tulangan pada beton yang disebar merata ke dalam adukan beton dengan orientasi random untuk mencegah terjadinya retakan-retakan beton yang terlalu dini di daerah tarik akibat panas hidrasi maupun akibat pembebanan. Penambahan serat juga diharapkan dapat meningkatkan penyerapan energi, daktilitas, mengendalikan retak, dan meningkatkan sifat deformasi. 

Namun demikian, penambahan serat tidak dapat dilakukan sembarangan. Ada porsi tertentu yang harus diberikan pada campuran beton untuk menghasilkan peningkatan performa beton yang optimum. Umumnya penambahan serat ini berkisar 0,25% sampai 1% dari volume adukan beton. Porsi serat yang terlalu banyak tentu malah akan mengganggu proses pengikatan pasta semen pada agregat kasar (kerikil) dan agregat halus (pasir) dari beton tersebut.

Di samping itu, rasio panjang dan diameter juga  serat akan berpengaruh terhadap besarnya tegangan yang mampu ditahan. Apabila serat terlalu pendek, maka kekuatan tarik dari serat tidak tercapai dan serat akan terlebih dahulu tercabut dari beton sehingga kerusakan yang terjadi diakibatkan oleh hancurnya ikatan antar beton dan serat. Apabila serat cukup panjang untuk mencapai kuat tariknya maka mekanisme kerusakan yang terjadi diakibatkan oleh putusnya serat.

sumber: edisicetak.joglosemar.co

>>Keunggulan Beton Serat >>Download >>Download