Gambar 1 Konkrit/Beton
Sumber: https://www.lisaconcrete.com/
Konkrit adalah salah satu contoh dari komposit, konkrit atau biasa disebut beton merupakan komposit dengan pengisi/ filler nya berupa partikel agregat dan matriksnya berupa semen. Agregat sendiri tersusun dari batu gravel dan pasir.
Agregat memiliki dua ukuran yaitu partikel halus pasir berfungsi mengisi ruang kecil sedangkan partikel kasar gravel berfungsi mengisi ruang besar. Dan semen berfungsi untuk melapisi dan mengikat agregat, hal ini dikarenakan semen dapat menghasilkan ikatan pengikat yang dihasilkan dari reaksi kimia polimerisasi antara semen dan air dalam komposisi tertentu. Komposisi ini haruslah sesuai agar hasilnya bagus dan sesuai. Karena jika komposisi air yang terlalu sedikit akan menghasilkan ikatan yang tidak sempurna atau kurang/rendah, sedangkan jika komposisi air yang terlalu banyak dapat menghasilkan porositas yang banyak. Untuk agregat sendiri harus selalu bersih dan bebas dari tanah liat, dan serbuk pasir sehingga permukaan agregrat dapat menghasilkan ikatan yang tinggi dan bagus.
Klasifikasi konkrit/beton terdiri dari semen portland dan semen aspaltik. Contoh dari konkrit semen aspaltik adalah material paving untuk struktur jalan. Dan contoh dari konkrit semen portland adalah material bangunan, aplikasinya untuk struktur bangunan rumah dan gedung.
Konkrit semen Portland ini tersusun dari komponen semen portland, agregat halus (pasir), agregat kasar (gravel) dan air. Harganya murah akan tetapi untuk semen Portland harganya mahal. Konkrit semen portland memiliki kemampuan reaksi kimia pengerasan pada temperatur kamar dan juga di dalam air. Selain itu, konkrit semen portland juga memiliki kekuatan tekan yang tinggi dan memiliki ekspansi termal dan kontraksi penyusutan yang tinggi terhadap fluktuasi temperatur. Akan tetapi kelemahannya yaitu konkrit ini merupakan material keramik yang memiliki kekuatan tarik yang rendah dan sangat getas.
Untuk mengatasi kelemahan dari konkrit semen Portland dilakukan dengan penguat tambahan sehingga membentuk konkrit berpenguat atau diperkuat (konkrit reinforsed). Penguat tambahannya bisa menggunakan baja batang (rod), (wire), (bar) dan (mesh).
Gambar 2 Contoh Konkrit/Beton berpenguat
Sumber: Beton Prategang: Definisi, Konsep, Cara Kerja, Kelebihan dan Kekurangannya | Pengadaan (Eprocurement)
Dengan cara penguat tambahan ini dimasukkan ke dalam konkrit sebelum pengerasan kuring. Hasil dari penguat tambahan ini menyebabkan terjadinya peningkatan kekuatan tarik, kekuatan tekan dan kekuatan geser. Penguat tambahan juga dapat menghasilkan kekuatan tahan retak. Konkrit semen portland ini juga dapat menggunakan penguat tambahan seperti material serat bermodulus tinggi, cotohnya adalah serat kaca, nilon, polietilen.
Selain itu untuk mengatasi kelemahan tersebut konkrit berpenguat juga bisa menggunakan tegangan kompresi sisa. Biasanya dikenal sebagai konkrit pratekan/konkrit tekan awal. Konkrit pratekan memiliki mekanisme penguatan dengan cara menerapkan tegangan tekan pada konkrit. Cara pembuatannya yaitu: Kawat baja diletakkan di dalam cetakan kosong lalu diberikan tegangan tarik yang tinggi secara konstan. Setelah itu, konkrit dimasukkan ke dalam cetakan dan mengalami waktu pengerasan kuring. Setelah konkrit keras, tegangan Tarik dilepaskan. Lalu kawat mengalami pemendekan dan kemudian memberikan tegangan tekan pada konkrit melalui ikatan konkrit-kawat. Konkrit pratekan memiliki sifat teknik yang bagus. Dimana konkrit ini memiliki penyusutan yang kecil dan laju krip yang rendah. Konkrit pratekan ini pembuatannya secara prafabrikasi dan jarang dibuat di lapangan. Biasanya aplikasinya untuk jalan raya dan jalan jembatan.
Selain itu dapat juga menggunakan tegangan kompresi/tekan. Konkrit ini dikenal sebagai konkrit paskatarik/konkrit tarik awal. Biasanya konkrit ini menggunakan lembaran logam atau karet. Cara pembuatannya yaitu: Konkrit dimasukkan ke dalam cetakan dan lembaran logam atau karet dimasukkan ke dalam konkrit. Lalu konkrit mengalami reaksi kimia pengerasan. Setelah itu, lembaran logam atau karet menghasilkan lubang di dalam konkrit. Lubang tersebut lalu dimasukkan kawat baja. Kawat baja ditarik dan dipasangkan sambungan ( jack ) terhadap konkrit. Setelah baja mengalami tegangan tarik, beban yang ada dibaja dilepaskan dan diberikan beban tekan terhadap konkrit. Ruang kosong yang ada di sekitar baja diberikan pengisi untuk pengikat dan pelindung dari korosi semen.
Referensi:
Buku oleh (Book by) William D Callister, Materials Science and Engineering An Introduction, seventh edition, John Wiley and Sons, United States of America, 2007