BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latarbelakang
Pada Pada awalny awalnyaa penamb penambaha ahan n polime polimerr kedala kedalam m beton beton dimaks dimaksudk udkan an untuk untuk meredu mereduksi ksi poros porositas itas yang yang dapat dapat mengur mengurang angii kekuat kekuatan an beton. beton. Hal ini dilaku dilakukan kan setela setelah h cara-ca cara-cara ra konvensional meminimalkan pori yang terbentuk pada saat pengerjaan, kurang memberikan hasil yang memuaskan. Saat ini tujuan penambahan polimer sudah berkembang pesat yaitu untuk untuk mening meningkat katkan kan kinerj kinerjaa beton beton dengan dengan pereka perekatt semen semen Portla Portland, nd, bahkan bahkan mengga mengganti nti keseluruhan semen dengan polimer sebagai bahan perekat. Dalam kehidupan kehidupan sehari-hari sehari-hari , sampah sampah dianggap dianggap sebagai hal yang meropotkan meropotkan karena menimbulkan berbgai macam masalah dari bau tak sedap hingga penyakit. Hal ini disebabkan karena perawatan sampah yang tidak optimal. Biasanya sampah rumah tangga dibiarkan menumpuk menumpuk ditempat terbuka terbuka dan tidak dipisahkan dipisahkan.. Sebenarnya Sebenarnya tumpukan tumpukan sampah ini bisa menghasilkan untuk masyarakatnya. Terutama sampah organik rumah tangga yang dengan perlakuan khusus dapat bernilai ekonomis. Jenis pemilihan bahan polimer polimer yaitu resin lateks sebagai matriks atau pengganti semen sebagai bahan pengganti untuk membuat beton semen polimer. Dimana penambahan jenis polimer resin lateks yaitu dapat mengurangi penggunaan semen sehingga akan menghasilkan beton polimer yang sangat kuat,terutama sifat fisis pada umumnya.
BAB II PEMBAHASAN
2.1
PENGERTIAN BETON POLIMER
A. Polimer
Polimer adalah suatu zat kimia yang terdiri dari molekul-molekul yang besar dengan karbon dan hidrogen sebagai molekul utamanya. "Polimer" adalah istilah yang sangat umum yang mengacu pada rantai molekul monomer sederhana 1. Polimer alami : kayu, kulit binatang, kapas, karet alam, rambut 2. Polimer sintetis 1. Tidak terdapat secara alami: nylon, poliester, polipropilen, polistiren 2. Terdapat di alam tetapi dibuat oleh proses buatan: karet sintetis 3. Polimer alami yang dimodifikasi: seluloid, cellophane (bahan dasarnya dari selulosa tetapi telah mengalami modifikasi secara radikal sehingga kehilangan sifat-sifat kimia dan fisika asalnya) Contoh polimer yang sering digunakan adalah lateks. Karet diperoleh dari getah pohon Hevea Brasiliensis yang tumbuh di daerah tropis. Pohon-pohon itu disayat kulitnya untuk mendapatkan getah putih yang disebut l ateks. Lateks yang diperoleh terdiri dari bola karet dan air. Karet tidak dapat menjadi cair tetapi pada suhu 200°C menjadi suatu massa kental yang akan memuai pada pemanasan yang lebih tinggi. Untuk membuat bahan elastis atau kenyal maka karet itu divulkanisir atau diberi belerang. Karet dapat ditambah bahan pengisi, misalnya: arang, kapur, antimon dan timbal.(Hari Amanto : 2003) gambar
2.2 Beton semen + polimer Rekayasa beton dengan polmer atau disebut sebagai polymer modified concrete merupakan suatu perekayasaan material beton dengan menggunakan material organik rantai panjan atau polimer.
Polymer modified concrete ada dua macam yaitu polymer impregnated concrete (PIC) dan polymer cement concrete (PCC). Polymer impregnate concrete adalah suatu material yang dibuat melalui impregnasi bahan polimer ke dalam beton jadi yang sudah mengeras, agar dapat menutup pori-pori permukaan beton agar lebih tahan terhadap kelembaban atau penyerapan air. Sedangkan polymer cement concrete adalah suatu material beton yang dibuat dengan menggantikan sebagian perekat semen dengan bahan polimer (Van Gemert, 2004).
Dimana beton semen polimer merupakan rekayasa beton pada bagian (10-15 % berat) dari bahan semen yang diganti denganpolimer sintesis organik. Pada umumnya, beton semen polimer yang dibuat dengan polimer lateks, mempunyai ikatan yang baik untuk memperkuat baja dan beton tahan lama. Baik dalam hal elastis,antikarat, dan tahan untuk menghentikan adanya kerusakan. Aplikasi utama dari beton semen polimer yang berisi lateks yaitu pada permukaan lantai, karena penyusutan lebih rendah baik perlawanan terhadap penyerapan oleh berbagai cairan: air dan antikarat serta mempunyai ikatan bahan yang kuat untuk beton tahan lama. a. Beton semen yang ditambahkan polimer ( Polymer Cement Concrete / PCC).
Beton ini terbuat dari semen Portland, air, agregat, dan monomer yang diaduk bersama-sama untuk meningkatkan kekuatan dan keawetan beton, sebagai contoh penambahan furfuryl alcohol dan aniline hydrochloride meningkatkan kepadatan, mengurangi retak, membuat beton tahan korosi, kedap air dan tahan terhadap getaran. Beberapa jenis monomer yang biasa dipakai diantaranya polyester styrene, epoxy styrene, furans dan vinylidene chloride.
b. Beton semen yang diimpregnasi dengan polimer (Polymer Impregnated Concrete / PIC).
Yang dimaksud adalah penambahan polimer kedalam beton semen dengan cara vakum sehingga monomer dengan konsentrasi rendah mengalir ke dalam beton. Tujuannya untuk membuat beton semen tahan radiasi, tahan panas atau tahan serangan kimia agresif. Monomer yang biasa ditambahkan misalnya methil methacrylate (MMA), styrene, acrylonitrile, t-butyl styrene, dll. Beton ini dibuat dipabrik sebagai beton precast.
c. Beton semen yang diimpregnasi dan dibungkus dengan polimer (Partially Impregnated & Surface Coated Polymer Concrete).
Sama seperti bagian b dimana monomer dimasukkan ke dalam beton semen melalui cara vakum, kemudian beton semen tersebut dilapisi dengan monomer yang sama pada suhu 70 o C jika menggunakan MMA yang sudah ditambah dengan hardener. Hal ini dilakukan untuk membuat permukaan beton lebih tahan serangan kimia agresif. Kedalaman penetrasi polimer tergantung dari banyaknya pori di dalam beton, lamanya perendaman, dan kekentalan polimer. Cara ini banyak digunakan pada lantai jembatan dimana kerusakan terjadi karena pengikisan, korosi dan freezing & thawing elemen beton precast , beton prestress, beton yang berada d laut, beton pelindung
nuklir, pipa pembuangan, dan beton yang harus kedap air . Pelapisan polimer juga meningkatkan kuat tarik, modulus elastisitas, dan membuat beton lebih tahan serangan asam.
Beton polimer
Beton polimer adalah material komposit dimana seluruh perekatnya terdiri dari polimer organik sintetis. Komposit ini biasa dikenal dengan sebutan beton resin sintetis, beton resin plastik atau beton resin. Pemakaian polimer menggantikan semen portland menyebabkan peningkatan biaya, untuk itu penambahan polimer akan efektif dan sepadan dengan kenaikan biaya pada aplikasi yang sesuai dimana biaya tinggi dapat setara dengan properties yang superior yang dituntut, terkompensasi dengan rendahnya biaya pekerja atau pemakaian energi yang rendah selama proses dan pemeliharaan. Beton polimer terdiri dari filler mineral (sebagai contoh adalah aggregate) dan perekat polimer yang bisa saja termoplastik tetapi polimer termosetting lebih sering dipakai. Ketika pasir digunakan sebagai filler, komposit ini disebut sebagai mortar polimer. Filler lain juga dapat digunakan termasuk batu halus, batu kerikil, kapur, bubuk silika, debu silika, granit, kwarsa, lempung expanded glass dan filler logam. Secara umum material yang kering, non-absorbent dan padat dapat menjadi filler. Untuk memproduksi beton polimer, dilakukan pencampuran antara monomer atau prepolymer, hardener (cross linking agent), katalis dan filler. Bahan-bahan aditif juga ditambahkan seperti plasticizer dan fire retardant. Terkadang ditambahkan silane coupling agent untuk meningkatkan kekuatan ikatan matriks polimer dan filler. Untuk mendapatkan beton polimer yang potensial untuk aplikasi tertentu, ditambahkan berbagai serat seperti glass fibre, glass fibre based mats, fabric dan metal fibre sebagai penguat.Komposit beton polimer memiliki ketahanan yang baik terhadap bahan kimia dan zat-zat korosif lainnya. Beton polimer memiliki sifat sulit menyerap air dan ketahanan yang baik terhadap gesekan. Dibandingkan dengan beton semen portland, beton polimer memiliki kekuatan yang lebih tinggi dan pemakaian material dapat lebih hemat sampai dengan 50 %. Ketahanan kimia dan sifat fisik lebih ditentukan oleh jenis perekat polimer yang dipakai dibanding jumlah dan jenis fillernya. Berbagai jenis monomer dan prepolimer, dipakai untuk memproduksi beton polimer. Polimer yang biasa dipakai adalah berasal dari empat tipe monomer dan prepolimer yaitu : methyl methacrylate (MMA), polyester
prepolymer styrene, epoxide prepolymer hardener (cross linking monomer), dan furfuryl alcohol. Tabel dibawah ini menunjukkan properties dari beton polimer yang umum dibandingkan dengan beton semen portland.
Tabel 1. Sifat beton polimer dan beton semen
a. Beton Polimer Akrilik
Polimer akrilik yang paling umum adalah poli (metil metakrilat) (PMMA), diperoleh dengan polimerisasi metil metakrilat (MMA) .3 PC dibuat dengan polimer akrilik sebagai bahan pengikat adalah bahan serbaguna, tahan cuaca yang sangat baik, sifat waterproofing bagus, bagus ketahanan kimia, dan relatif penyusutan setelan rendah (0,01 sampai 0,1%), koefisien ekspansi termal adalah setara dengan beton semen Portland (lihat Tabel I). Karena kecenderungan yang sangat rendah untuk menyerap air, PC akrilik memiliki ketahanan freeze-thaw sangat tinggi. Titik nyala yang rendah (11 ° C) dari monomer MMA adalah posisi yang kurang menguntungkan, namun karena merupakan masalah keamanan. Meskipun monomer MMA lebih mahal dari monomer-prapolimer yang digunakan dalam PC poliester lebih populer, sifat unik akun untuk digunakan dalam sebuah aplikasi besar beragam, termasuk pembuatan unit tangga, produk saniter, batu tepi jalan, dan piring fasad. Perkembangan yang sangat sukses telah banyak digunakan sebagai setting-cepat, bahan menambal struktural untuk memperbaiki lubang besar di deck jembatan. Materi yang terdiri dari agregat kelas jalan raya dan sebuah matriks yang dihasilkan oleh silang MMA dengan trimethacrylate propana trimethylol (TMPTMA). b. Beton Polimer Poliester
Karena biaya rendah, polimer yang paling banyak digunakan-pengikat didasarkan pada polimer poliester tak jenuh. Dalam sebagian besar aplikasi, pengikat poliester merupakan tujuan umum, formulasi unsaturated polyester prapolimer. Formulasi ini tersedia dalam bentuk solusi 60 sampai 80 persen dari prapolimer di copolymerizable seperti monomer stirena dan metakrilat stirena-metil. Selama pengerasan, yang prapolimer poliester dan monomer bereaksi melalui kelompok-kelompok mereka tidak jenuh (ikatan rangkap). Reaksi kimia disebut cross-linking, proses produksi yang terkait dengan ini disebut sebagai menyembuhkan, dan pengikat polimer yang dihasilkan adalah thermosetting polymer.4 Polyester PC memiliki kekuatan mekanik yang baik, adhesi relatif baik untuk bahan lain, dan kimia yang baik dan perlawanan freeze-thaw. Hal ini, namun pengaturan besar dan susut pasca-setting (sampai sepuluh kali lebih besar dari beton semen Portland), suatu kerugian serius dalam aplikasi tertentu. Polyester PC digunakan dalam berbagai pracetak dan cordalam menempatkan aplikasi di pekerjaan konstruksi, bangunan umum dan komersial, ubin lantai, pipa selokan dan tangga.
c. Beton Polimer Epoksi
Perekat epoksi adalah thermosetting seperti juga poliester. Polimer epoksi bisa diperkeras dengan berbagai curing agent, yang umum dipakai adalah poliamine. Pemakaian poliamine sebagai hardener (curing agent) pada beton polimer menghasilkan sifat ketahanan kimia yang paling tinggi. Curing agent yang lain adalah polimer polisulfida dan poliamida. Beton polimer epoksi yang memakai poliamida sebagai curing agent memiliki fleksibilitas yang lebih bagus, sifat tahan panas yang lebih baik dan mengurangi efek chalking pada pemakaian outdoor tapi sifat tahan kimia lebih rendah dibanding produk sejenis yang memakai poliamina sebagai curing agent. Pemakaian polisulfida menghasilkan beton polimer dengan sifat fleksibilitas yang lebih bagus. Beton polimer epoksi menunjukkan sifat kuat lekat yang bagus pada banyak material, setting dan post-setting shrinkage yang rendah, sifat tahan kimia yang bagus, ketahanan fatigue dan creep yang bagus. Harganya yang mahal membuat epoksi jarang dipakai sebagai perekat pada beton polimer. Beton polimer epoksi dipakai pada aplikasi dengan biaya tinggi seperti mortar untuk industri, lantai untuk mendapatkan ketahanan fisik dan kimia yang bagus, skid resistant overlay pada jalan raya dan epoksi plaster pada eksterior dinding. Beton epoksi yang diperkuat dengan serat kaca, serat karbon atau serat boron dipakai untuk aplikasi pembuatan panel tembus cahaya, lambung kapal dan bagian-bagian mobil. d. Beton Polimer Furan
Furan polimer didasarkan pada alkohol furfuril, yang berasal dari residu pertanian seperti tongkol jagung, sekam padi, sekam oat atau tebu bagasse.7 The prapolimer furan biasanya cross-linked dengan alkohol furfuril, furfuraldehyde atau formaldehida untuk menghasilkan thermosetting polimer, sangat tahan terhadap solusi asam atau dasar yang paling berair dan kuat pelarut seperti keton, aromatik, dan senyawa terklorinasi. Furan polimer yang digunakan sebagai pengikat dalam mortir dan grouts untuk mencapai lantai bata tahan kimia (misalnya, batu bata karbon dan bata serpih merah) dan lapisan. Selain menunjukkan ketahanan kimia yang unggul, lantai ini memiliki ketahanan yang sangat baik untuk temperatur tinggi dan thermal shock ekstrim.
e. Heat and Fire Resistance
Perekat polimer pada beton polimer adalah substansi organik yang dikenal memiliki ketahanan panas yang lebih rendah dari inorganik material seperti batu, semen dan logam. Pemakaian pada suhu tinggi tidak dianjurkan karena menyebabkan degradsi pada resin yang akan meyebabkan kehilangan kekuatan.Ketahanan panas dari beton polimer tergantung dari jenis perekat polimernya. Untuk beton polimer poliester dan epoksi, batas aman suhu pemakaian adalah 60 0C untuk penggunaan kontinyu dan 120 0C untuk pemakaian dengan periode singkat. Meskipun komponen polimer mudah terbakar, material beton polimer tidak mudah terbakar karena mengandung mineral filler yang relatif banyak.Penambahan aditif fire retardant dapat dilakukan untuk meningkatkan sifat fire resistance.
2.3 Penggunaan Polymer concrete may be used for new construction or repairing of old concrete. Beton polimer dapat digunakan untuk konstruksi baru atau perbaikan dari beton tu
2,4 Keuntungan Keuntungan dari polimer beton yang meliputi: • •
•
Rapid curing at ambient temperatures Cepat curing pada suhu kamar High tensile, flexural, and compressive strengths Tarik tinggi, lentur, dan kekuatan tekan Good adhesion to most surfaces Bagus adhesi pada permukaan yang paling
•
Good long-term durability with respect to freeze and thaw cycles daya tahan jangka panjang yang baik dengan hormat untuk membekukan dan siklus thaw
•
Low permeability to water and aggressive solutions Permeabilitas rendah untuk solusi air dan agresif
•
Good chemical resistance Bagus kimia perlawanan
•
Good resistance against corrosion Bagus ketahanan te rhadap korosi
•
Lightweight Ringan
•
May be used in regular wood and steel formwork Dapat digunakan pada kayu teratur dan bekisting baja
•
May be vibrated to fill voids in forms Mungkin bergetar untuk mengisi rongga dalam bentuk
•
Allows use of regular form-release agents Memungkinkan penggunaan agen bentukrilis reguler
•
Dialectric Dialectric
Kekurangan Beberapa masalah keamanan muncul dari penggunaan beton polimer. The monomers can be volatile, combustible, and toxic. Monomer dapat volatile, mudah terbakar, dan beracun. Initiators, which are used as catalysts, are combustible and harmful to human skin. Pemrakarsa, yang digunakan sebagai
katalis, yang mudah terbakar dan berbahaya bagi kulit manusia. The promoters and accelerators are also dangerous. Promotor dan akselerator juga berbahaya Polimer beton juga biaya yang jauh lebih dari beton konvensiona
Contoh aplikasi dilapangan penggunaan beton polimer
Perbaikan kolom
► Figure 1. Column Degradation.
Figure 2. Stainless steel rebar bent and grouted into the channels.
Figure 3. The forms placed around the column.
Figure 4. Pouring of the polymer concrete.
Figure 5. Columns after removal of forms.
As mentioned earlier, an important
Figures 6-8: Filling the slump cone, cone removal, measurement of polymer concrete slump.
Figure 9. Completed column repair.
Perbaikan Dengan Resin Perbaikan dengan bahan resin mencakup berbagai konfigurasi tambalan dan isian, dengan bahan epoxy resin, polyester resin dan mortar acrylic. Resin dapat mengisi celah- celah retak dan berfungsi untuk menyatukan kembali beton yang sudah retak. Resin juga dapat digunakan pada daerah- daerah yang mengalami spalling setempat. namun perlu diperhatikan bahwa material resin pada suhu sekitar 80’c mulai melemah, sehingga perbaikan dengan resin tidak dapat memberikan perlindungan terhadap api. Dalam hal ini perencana harus betul - betul teliti mempelajari brosur produk yang akan dipakai dan mengetahui batasan bahan- bahan itu.
BAB III PENUTUP a. Kesimpulan
1) Dalam menggunakan beton polimer masih ada beberapa hal yang perlu perlu
diperhatikan karena beton polimer masih dalam tahap pengujian 2) Beton polimer dapat digunakan untuk konstruksi baru atau perbaikan dari beton tu 3) Polimer pada beton digolongkan menjadi 2,yaitu: a. Beton Semen+polimer - Beton semen yang ditambahkan polimer ( Polymer Cement Concrete / PCC). - Beton semen yang diimpregnasi dengan polimer (Polymer Impregnated Concrete / PIC). - Beton semen yang diimpregnasi dan dibungkus dengan polimer (Partially Impregnated & Surface Coated Polymer Concrete ). b.Beton Polimer - Heat and Fire Resistance - Beton Polimer Furan - Beton Polimer Epoksi - Beton Polimer Akrilik - Beton Polimer Poliester 4) Beton polimer masih jarang digunakan karena masih banyak kelemahaannya,walaupun beton polimer disebut beton masa depan.
