Cara Kerja Beton Cair

Jika Anda seperti kebanyakan orang, Anda mungkin tidak pernah berpikir panjang dan keras tentang beton . Tentu, keberadaan abu-abunya ada di sekitar kita -- di jalan, jembatan , tempat parkir, dan jalan masuk kita -- tetapi tidak mungkin sebanyak itu, bukan? Sebuah truk berhenti, membuangnya di area yang ditentukan, dan truk itu mengeras. Voila. Sebuah trotoar lahir. Tetapi Anda mungkin terkejut betapa banyak cara beton tua yang membosankan dapat dicampur dan dicor, bahkan untuk digunakan di rumah Anda sendiri. Faktanya, satu "resep" telah menjadi begitu populer dalam setengah abad terakhir sehingga Anda akan menemukannya di segala hal mulai dari meja dapur hingga Bendungan Tiga Ngarai China, proyek pembangkit listrik tenaga air terbesar di dunia. Apa bahan bangunan yang sangat serbaguna dan sangat kuat ini? Jawabannya adalah beton cair .

Semua beton dimulai sebagai campuran air , semen dan beberapa jenis agregat (seperti pasir dan kerikil) dan mengeras berkat reaksi kimia yang terjadi antara air dan semen (yang akan kita bahas di halaman berikutnya). Idealnya, beton harus memiliki cukup air di dalamnya untuk bereaksi sepenuhnya dengan semen - air yang lebih banyak atau lebih sedikit akan melemahkan produk akhir. Hasilnya adalah beton dengan kemerosotan rendah , yang merupakan cara mewah seorang insinyur untuk mengatakan bahwa beton itu memiliki konsistensi yang sangat kental saat basah. Sementara beton dengan kemerosotan rendah menghasilkan beton keras yang kuat, sulit untuk dikerjakan saat basah karena tidak cukup tipis untuk mengalir ke ruang sempit. Untungnya ada campuran, atau bahan tambahan kimia, yang dapat mengencerkan beton tanpa melemahkannya (seperti halnya menambahkan lebih banyak air ke dalam campuran). Salah satu campuran tersebut, yang disebut superplasticizer , digunakan untuk membuat beton cair. Kekuatan super dari superplasticizer adalah membuat beton merosot tinggi tanpa mencuri kekuatannya. Beton dengan superplasticizer di dalamnya sangat cair saat basah dan sangat kuat saat dikeraskan.

Sementara beton alami telah ada selama 7.000 tahun dan beton semen portland modern telah digunakan selama sekitar 200 tahun, beton cair adalah penemuan yang jauh lebih baru. Eksperimen kuno mencoba menipiskan beton dengan bahan organik seperti susu, darah (ya, darah), dan lemak babi dengan sedikit keberhasilan. Baru pada akhir 1950-an dan awal 1960-an para insinyur di Jerman dan Jepang pertama kali mengembangkan superplasticizer. Zat tersebut memasuki pasar pada tahun 1964 dan pertama kali tersedia di Amerika Serikat pada pertengahan 1970-an. Pada tahun 1984 diperkirakan 90 hingga 100 juta yard kubik (1,5 hingga 2,3 juta meter kubik) beton cair telah diproduksi [sumber: Mielenz]. Saat ini penggunaannya tersebar luas. Kontraktor menyukai fakta bahwa ia memompa dengan mudah, mengisi ruang sempit, dan membutuhkan sedikit atau tanpa pemadatan untuk menghilangkan gelembung udara, sambil mempertahankan kekuatannya yang tinggi.

Tapi tentu saja mereka memiliki ilmu untuk berterima kasih atas manfaat keajaiban ini. Bagaimana superplasticizer melakukan tugasnya?

1. Ilmu di Balik Beton Cair
2. Menggunakan Beton Cair di Lokasi Konstruksi
3. Menggunakan Beton Cair di Rumah Anda

Jika Anda memikirkannya, beton cair sangat menakjubkan (ya, kami baru saja mengatakan bahwa beton itu luar biasa). Tampaknya lebih basah dan lebih pekat daripada beton standar, meskipun memiliki jumlah air yang sama di dalamnya. Bagaimana ini mungkin? Berikan tepuk tangan untuk prinsip sederhana yang mengejutkan yang mungkin Anda pelajari di kelas sains -- elektromagnetisme .

Untuk memahami cara kerja beton cair, Anda harus memahami cara kerja superplasticizer, karena bahan tambahan kimia inilah yang membedakan beton cair dari bahan standarnya. Superplasticizer dibuat dari garam natrium atau garam kalsium dan diklasifikasikan dalam salah satu dari empat cara: kondensat melamin-formaldehida tersulfonasi, kondensat naftalena-formaldehida tersulfonasi, lignosulfonat termodifikasi, dan lainnya seperti ester asam sulfonat dan ester karbohidrat. Istilah-istilah itu pasti sangat menarik, tetapi cara kerjanya cukup sederhana. Ketika beton pertama kali dicampur, adanya air menyebabkan semenpartikel yang akan ditarik satu sama lain, yang mengentalkan batch. Molekul superplasticizer, yang terbuat dari rantai panjang dan penghubung, menempel pada partikel semen dan memberi mereka muatan yang sangat negatif. Akibatnya, mereka menolak satu sama lain, dengan cara yang sama seperti kutub negatif dari satu magnet akan mendorong kutub negatif yang lain. Karena partikel semen tidak lagi tertarik satu sama lain, beton tetap cair.

Namun, efek superplasticizer hanya bersifat sementara. Partikel semen, meskipun ditolak satu sama lain, perlahan menjadi terhidrasi saat bereaksi dengan air dalam beton. Proses ini menyebabkan terbentuknya kristal-kristal yang terbuat dari kalsium hidroksida dan kalsium silikat hidrat pada permukaan semen yang bulat, sehingga membentuk semacam bola runcing seperti buah permen karet. Kristal-kristal tersebut perlahan-lahan menelan superplasticizer sehingga tidak dapat berfungsi lagi. Tanpa muatan negatif untuk memisahkan partikel semen, beton mengental lagi, biasanya setelah sekitar 30 hingga 45 menit. Lebih banyak superplasticizer dapat ditambahkan untuk mengencerkan beton lagi, tetapi ketika kristal tumbuh dan mulai saling mengunci, dosis yang semakin tinggi diperlukan untuk menjaga partikel semen tetap terpisah.

Jelas beton cair adalah ramuan yang cukup ajaib. Tapi bagaimana cara kerjanya di lokasi konstruksi?

Kecuali Anda tinggal di bawah batu, Anda telah melihat sesuatu yang dibangun dengan beton cair. (Atau, siapa tahu? Mungkin batu tempat Anda berada adalah bongkahan beton cair.) Kontraktor dan insinyur sering menggunakannya di tempat kerja karena konsistensinya yang lebih tipis membuatnya ideal untuk berbagai proyek.

Salah satu manfaat menggunakan beton cair dalam konstruksi adalah kemudahannya untuk dipompa ke tempat-tempat yang tidak dapat dilalui truk. Untuk mendorong campuran tipis, pembangun menuangkannya ke dalam hopper pompa yang dirancang khusus yang dipasang di truk atau trailer. Pompa memindahkan campuran melalui pipa yang terbuat dari karet atau bajayang berjalan di sepanjang tanah untuk memindahkan beton secara horizontal atau melekat pada lengan mekanis (menyerupai yang ada pada pemetik ceri) untuk mengangkutnya secara vertikal. Karena beton cair sangat tipis, kontraktor dapat memompanya dengan jarak atau ketinggian yang jauh tanpa harus meningkatkan tekanan agar tetap mengalir seperti yang dilakukan dengan beton standar yang lebih tebal. Anda dapat membandingkannya dengan perbedaan antara mengisap soda melalui sedotan dan mengisap milkshake melalui sedotan; minuman yang lebih encer hanya membutuhkan sedikit usaha untuk diminum.

Beton cair juga dapat berguna untuk mengisi formulir -- struktur yang biasanya terbuat dari kayu atau baja yang membantu beton mempertahankan bentuknya saat basah. Anda mungkin pernah melihat bentuk sederhana yang membatasi trotoar atau jalan masuk di lokasi konstruksi; mereka dihapus ketika beton mengeras. Bekisting yang sangat sempit (seperti untuk dinding), diperkuat dengan berat (dengan jaring baja atau batang yang dikenal sebagai rebar ), atau memiliki benda-benda tertanam (seperti pipa atau baut), dapat diisi dengan beton cair karena dapat meresap ke dalam beton yang sempit. ruang dan hambatan pelukan.

Menggunakan beton cair juga mengurangi pekerjaan yang harus dilakukan di lokasi konstruksi. Untuk pembangun yang mencoba menuangkan fondasi yang rata untuk bangunan atau struktur lainnya, beton cair cukup tipis sehingga dapat meratakan dirinya sendiri, seperti air di kolam renang ketika menjadi sangat tenang. Waktu juga dihemat karena tidak ada proses pemadatan untuk beton cair. Beton standar harus dipadatkan menggunakan alat khusus yang terdiri dari gas kecil atau motor listrik yang dihubungkan dengan selang pendek yang bergetar di ujungnya. Getaran menghilangkan kantong udara yang mungkin terperangkap dalam campuran saat dituangkan. Beton cair tidak harus dipadatkan karena kemungkinan besar udara akan terperangkap dalam campuran kental yang tipis.

Kelemahan dari Beton Cair

Meskipun banyak manfaat dari beton cair, ada juga beberapa kekurangannya. Karena sangat tipis, cetakan beton cair yang dituangkan harus disegel dengan baik, jika tidak bisa bocor. Konsistensinya yang cair juga membuat beton cair rentan terhadap segregasi -- suatu kondisi di mana kerikil berat atau agregat batu pecah mengendap di dasar campuran, yang melemahkan produk yang mengeras. Akhirnya, superplasticizer yang digunakan untuk membuat beton cair agak mahal. Dengan biaya tambahan sebesar $8 hingga $14 atau lebih per yard kubik beton (1 yard kubik = 0,76 meter kubik), biaya untuk proyek besar dapat bertambah dengan cepat.

Ketika kebanyakan orang memikirkan proyek yang melibatkan beton , mereka membayangkan tempat parkir -- mungkin yang membentang sejauh bermil-mil di luar toko kotak besar. Tetapi beton cair menemukan jalannya ke beberapa tempat yang tidak terduga dan tidak terlalu menjemukan -- khususnya rumah orang.

Mengingat kemampuan self-leveling dari beton cair, itu mungkin akan membuat lantai atau pelat teras yang cukup bagus di dalam dan di sekitar rumah. Namun, mengingat biaya tambahan dari superplasticizer yang mengencerkan beton, penggunaan seperti itu mungkin tidak akan efektif dari segi biaya. Jadi, penggunaan beton cair yang paling umum di rumah adalah untuk meja dapur.

Itu benar, meja dapur. Anda mungkin pernah melihatnya terbuat dari formika , ubin dan granit , tetapi meja beton menjadi semakin populer; mereka sangat tahan lama dan memiliki tampilan kontemporer. Countertops beton dibuat dengan beton cair atau kaku . Beton kaku memiliki konsistensi yang sangat tebal -- hampir seperti tanah liat -- dan biasanya agregatnya adalah pasir. Ini berarti bahwa sangat mudah untuk diterapkan pada cetakan, tetapi akan berakhir dengan lubang kecil di permukaan tempat gelembung udara terperangkap di cetakan dan tidak dapat keluar melalui beton tebal seperti dempul. Beberapa orang lebih menyukai tampilan ini -- yang mengingatkan pada batu -- tetapi permukaan yang lebih halus dapat dicapai dengan menggunakan beton cair.

Ketika beton cair digunakan untuk membuat countertops, agregat biasanya sedikit lebih kasar - kerikil atau batu pecah - dan seperti campuran yang digunakan dalam konstruksi, itu termasuk superplasticizer. Superplasticizer berarti meja akan memiliki hasil akhir yang halus dan akan kuat dan tidak rentan terhadap penyusutan dan retak. Namun, konsistensi tipis ini berarti bahwa bentuk harus lebih kedap air daripada yang digunakan dengan beton kaku. Semakin mewah dapur Anda, semakin rumit hal-hal yang didapat. Jika Anda ingin, katakanlah, wastafel terintegrasi di meja Anda, campuran kaku dapat ditekan di sekitar bentuk sederhana karena menahan dirinya di tempatnya, tetapi campuran cairan kental membutuhkan bentuk yang lebih kompleks untuk menopang beton di semua sisi.

Countertops beton dapat dipasang dengan beberapa cara berbeda. Pengrajin dapat membuatnya di bengkel kemudian memasangnya di rumah Anda, atau dapat dituangkan di tempat, tepat di dapur Anda. Either way, beton harus diperkuat dengan rebar atau wire mesh. Anda mungkin berasumsi bahwa produk akhir akan terlihat abu-abu dan industrial, tetapi itu tidak selalu benar: Berbagai pigmen dapat ditambahkan selama proses pencampuran untuk memberikan warna khusus pada beton agar sesuai dengan selera spesifik Anda. Ketika selesai, countertops ini bisa menjadi tambahan yang indah dan tahan lama untuk rumah Anda.

Itu Beberapa Beton Tua!

Beton buatan manusia tertua yang pernah ditemukan -- di lantai tempat perlindungan primitif di Yugoslavia saat ini -- berasal dari sekitar 5600 SM

Artikel Terkait

Lebih Banyak Tautan Hebat