BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Beton

Beton merupakan bahan bangunan yang memiliki daya tahan terhadap api

yang relatif lebih baik dibandingkan dengan material lain seperti baja, terlebih lagi

kayu. Hal ini dikarenakan beton merupakan material dengan daya hantar panas yang

rendah, sehingga dapat menghalangi rambatan panas ke bagian dalam struktur beton

tersebut. Oleh karena itu, selimut beton biasanya dirancang dengan ketebalan yang

cukup yang dimaksudkan untuk melindungi tulangan dari suhu yang tinggi di luar

jika terjadi kebakaran.

2.1.1 Pengertian dan Perilaku Beton

Beton adalah campuran antara semen portland atau semen hidrolik yang lain,

agregat halus, agregat kasar dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan yang

membentuk massa padat (SNI-03-2847-2002). Seiring dengan penambahan umur,

beton akan semakin mengeras dan akan mencapai kekuatan rencana (f’c) pada usia

28 hari.

Gambar 2.1 Sampel Beton

Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2013

Pasta beton yang baik adalah beton yang dapat diaduk, dapat diangkut, dapat

dituang, dapat dipadatkan, tidak ada kecenderungan untuk terjadi pemisahan kerikil

dari adukan maupun dari pemisahan air dan semen dari adukan. Beton keras yang

baik adalah beton yang kuat, tahan lama, kedap air, tahan aus, dan kembang susutnya

kecil (Tjokrodimulyo, 1996).

7

8

Secara garis besar, perilaku beton menunjukkan bahwa kuat tekan beton 10

kali lebih besar daripada kuat tarik beton tersebut. Rasio kuat tarik terhadap kuat

tekan akan menurun seiring naiknya kuat tekan beton. Tekanan panas pada

peningkatan suhu mengakibatkan pertambahan retakan yang lebih mempengaruhi

elastisitas beton.

Kuat tekan beton (f’c) yang digunakan pada bangunan yang direncanakan

tidak boleh kurang dari 17,5 MPa. Untuk beton pada komponen struktur yang

merupakan bagian dari sistem pemikul beban gempa, kuat tekan (f’c) beton tidak

boleh kurang dari 20 MPa dan kuat tekan beton agregat ringan yang digunakan

dalam perencanaan tidak boleh melampaui 30 MPa (SNI-03-2847-2002, pasal 7.1

dan 23.2, Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung).

2.1.2 Kelebihan dan Kelemahan Beton

Beton memiliki beberapa faktor keunggulan sehingga pemakaiannya begitu

luas. Sifat keunggulan beton antara lain (Nugraha, P., 2007):

Ketersediaan (availability) material dasar

Agregat, air dan semen pada umumnya bisa didapat dengan mudah dari lokal

setempat dan harga yang relatif murah.

Kemudahan untuk digunakan (versatility)

Pengangkutan bahan mudah, karena masing-masing bisa diangkut secara

terpisah. Beton bisa dipakai untuk berbagai struktur, seperti bendungan, landasan

udara, fondasi.

Kebutuhan pemeliharaan yang minimal

Secara umum ketahanan beton cukup tinggi, lebih tahan karat sehingga tidak

perlu dicat, lebih tahan terhadap bahaya kebakaran.

Kekuatan tekan tinggi

Seperti juga kekuatan tekan pada batu alam, yang membuat beton cocok

untuk dipakai sebagai elemen yang terutama memikul gaya tekan, seperti kolom dan

konstruksi.

Di samping segala keunggulan di atas, beton sebagai struktur juga

mempunyai beberapa kelemahan yang perlu dipertimbangkan, yaitu (Nugraha, P.,

2007):

Kuat tariknya rendah, meskipun kekuatan tekannya besar;

Bentuk yang telah dibuat sulit diubah;

Pelaksanaan pekerjaan membutuhkan ketelitian yang tinggi;

9

Berat (bobotnya besar);

Beton cenderung retak, karena semennya hidraulis;

Beton tidak mampu menahan gaya tegangan (tension) yang tinggi, karena

elastisitasnya yang rendah dari beton.

2.1.3 Sifat-sifat Beton

Tjokrodimulyo (1996) menjelaskan bahwa beton keras yang baik adalah

beton yang kuat, tahan lama, kedap air, tahan aus dan kembang susutnya kecil. Beton

keras memiliki sifat-sifat yang dapat diklasifikasikan menjadi sifat jangka pendek

seperti kuat tekan, tarik, geser dan modulus elastisitas serta sifat jangka panjang

seperti rangkak dan susut. Berikut penjelasan mengenai sifat-sifat beton keras antara

lain:

Kuat tekan

Nilai kuat tekan beton didapatkan melalui tata cara pengujian standar

menggunakan mesin uji dengan cara memberikan beban tekan pada benda uji beton

sampai hancur.

Kuat tarik

Kuat tarik beton diukur dengan memakai modulus keruntuhan. Kuat tarik

beton yang tepat, sulit sekali untuk diukur.

Kuat geser

Nilai kuat geser pada beton lebih sulit untuk diukur karena sulitnya

mengisolasi geser dari tegangan-tegangan lainnya. Ini merupakan salah satu

penyebab banyaknya variasi kekuatan geser yang dituliskan dalam berbagai literatur,

mulai dari 20% sampai dengan 85% dari kekuatan tekan yang dilakukan pada

pembebanan normal.

Modulus elastisitas

Modulus elastisitas merupakan kemiringan dari bagian awal grafik yang lurus

dari diagram regangan tegangan. Modulus elastisitas berbanding lurus dengan

kekuatan beton, semakin besar modulus elastisitas, semakin besar pula kekuatan

beton. Besarnya modulus elastisitas dapat dihitung dengan tepat berdasarkan

persamaan empiris.

Rangkak (creep)

10

Rangkak adalah sifat beton keras yang dimana beton mengalami perubahan

bentuk (deformasi) permanen akibat beban tetap yang bekerja pada beton tersebut.

Besarnya deformasi sebanding dengan besarnya beban dan waktu pembebanan.

Susut

Susut adalah perubahan volume beton yang tidak berhubungan dengan beban.

Pada dasarnya ada 2 jenis susut yaitu susut plastis dan susut pengeringan. Susut

plastis terjadi beberapa waktu setelah beton segar dicor ke dalam cetakan, sedangkan

susut pengeringan terjadi setelah beton mencapai bentuk akhirnya dan proses hidrasi

pasta semen telah selesai. Besarnya susut akan semakin berkurang sesuai dengan

umur beton. Semakin beton berumur, semakin sedikit beton mengalami susut.

2.1.4 Kuat Tekan Beton

Kekuatan tekan merupakan salah satu kinerja utama beton. Kekuatan tekan

adalah kemampuan beton untuk dapat menerima gaya per satuan luas (Tri Mulyono,

2004). Nilai kekuatan beton diketahui dengan melakukan pengujian kuat tekan

terhadap benda uji silinder ataupun kubus pada umur 28 hari yang dibebani dengan

gaya tekan sampai mencapai beban maksimum. Beban maksimum didapat dari

pengujian dengan menggunakan alat compression testing machine.

Pengujian yang paling umum dilakukan untuk beton yang sudah mengeras

adalah uji kuat tekan, hal ini bisa jadi karena pengujian ini mudah untuk

dilaksanakan karakteristik beton yang diinginkan berhubungan erat dengan kuat

tekannya dan yang paling utama adalah karena kuat tekan menjadi faktor penting

dalam desain struktur. (Neville, 2002).

Dalam SK SNI M - 14 -1989 - E dijelaskan pengertian kuat tekan beton yakni

besarnya beban per satuan luas yang menyebabkan benda uji beton hancur bila

dibebani gaya tekan tertentu, yang dihasilkan oleh mesin tekan. Selanjutnya,

Mulyono (2006) mengemukakan bahwa kuat tekan beton mengidentifikasikan mutu

sebuah struktur di mana semakin tinggi tingkat kekuatan struktur yang dikehendaki,

maka semakin tinggi pula mutu beton yang dihasilkan.

Beton harus dirancang sesuai dengan proporsi campurannya agar

menghasilkan kuat tekan yang telah direncanakan. Berdasarkan PBBI-1989,

besarnya kuat tekan beton dapat dihitung dengan rumus berikut ini:

11

........................................................(2.1)

Dimana,

f'c = Kuat tekan beton (MPa)

P = Beban tekan maksimum (N)

A = Luas permukaan benda uji (mm2)

Kuat beton karakteristik adalah kuat tekan beton yang diperoleh dari hasil

pemeriksaan sejumlah besar benda uji, dimana kemungkinan adanya kuat tekan yang

diperoleh di bawah nilai kuat tekan beton karakteristik terbatas sampai 5% saja.

Dengan adanya kemungkinan didapat kuat tekan di bawah kuat tekan beton

karakteristik ini, maka menghasilkan koefisien penyesuaian “k” sebesar 1,64 ,

sehingga kuat tekan beton karakteristik dapat dinyatakan dalam bentuk:

...........................................(2.2)

Dimana :

f’bk = kuat tekan beton karakteristik (kg/cm2)

f’bm = kuat tekan beton rata-rata (kg/cm2)

1,64 = koefisien penyesuaian “k”

S = standar deviasi (kg/cm2)

Standar deviasi sering disebut dengan simpangan baku atau yang biasanya

dilambangkan dengan huruf S yaitu suatu ukuran yang menggambarkan tingkat

penyebaran data dari nilai rata-rata.

.........................................(2.3)

Dimana :

S = standar deviasi (kg/cm2)

f’b = kuat tekan masing-masing benda uji (kg/cm2)

f’bm = kuat tekan rata-rata (kg/cm2)

n = jumlah data (buah)

12

Kekuatan tekan karakteristik f’bk dihitung f’bk = f’bm - 1,64 x S dengan taraf

signifikan 5%. Adapun faktor lain yang dapat mempengaruhi mutu kekuatan beton

seperti yang dikemukakan oleh Mulyono (2006) yaitu proporsi bahan penyusun,

metode pencampuran, perawatan, dan keadaan pada saat pengecoran. Selain itu,

terdapat banyak parameter lain yang juga mempengaruhi nilai kuat tekan beton.

Berikut adalah beberapa hal yang mempengaruhi nilai kuat tekan pada beton antara

lain:

Faktor air semen (FAS)

Faktor air semen harus dihitung sehingga campuran air dan semen menjadi

pasta yang baik, artinya tidak kelebihan air dan tidak kelebihan semen. Apabila nilai

faktor air semen tinggi maka berat air tinggi, sehingga kelebihan air akibatnya air

akan merembes keluar membawa sebagaian pasta semen. Pasta semen yang tidak

cukup mengikat agregat dan mengisi rongga yang menyebabkan beton tidak kuat.

Secara umum diketahui bahwa semakin tinggi nilai FAS, semakin rendah

mutu kekuatan beton. Namun demikian, nilai FAS yang semakin rendah tidak selalu

berarti bahwa kekuatan beton semakin tinggi. Ada batas-batas dalam hal ini.

Segregasi (pemisahan)

Beton dikatakan mengalami segregasi (pemisahan) apabila agregat kasar

terpisah dari campuran selama pengangkutan, pengecoran dan pemadatan sehingga

sukar dipadatkan, berongga-rongga tidak homogen, beton yang berongga-rongga

kurang kuat atau mudah pecah.

Bleeding

Bleeding adalah pemisahan air dan campuran beton yang merembes ke

permukaan beton waktu diangkut, dipadatkan atau setelah dipadatkan. Bleeding pada

umumnya terjadi karena pemakaian air yang berlebihan, kurangnya semen pada

campuran beton atau agregat kasar turun karena beratnya sendiri dan air naik

kepermukaan dengan sendirinya akibat capillary pressure (gaya yang

menggambarkan pergerakan fluida melalui pori).

2.1.5 Tegangan dan Regangan Beton

Tegangan didefinisikan sebagai tahanan terhadap gaya-gaya luar. Intensitas

gaya yaitu gaya per satuan luas disebut tegangan dan diberi notasi huruf Yunani “σ”

(sigma). Apabila sebuah batang ditarik dengan gaya P, maka tegangannya adalah

tegangan tarik (tensile stress), sedangkan apabila ditekan, maka terjadi tegangan

13

tekan (compressive stress). Tegangan dapat dihitung dengan rumus yang sama untuk

mencari kuat tekan (f’c) yaitu:

............................................. (2.4)

Dimana :

σ = Tegangan (N/mm2)

P = Beban tekan maksimum (N)

A = Luas permukaan benda uji (mm2)

Jika suatu benda ditarik atau ditekan, gaya P yang diterima benda

mengakibatkan adanya ketegangan antar partikel dalam material yang besarnya

berbanding lurus. Perubahan tegangan partikel ini menyebabkan adanya pergeseran

struktur material regangan atau himpitan yang besarnya juga berbanding lurus.

Karena adanya pergeseran, maka terjadilah deformasi bentuk material misalnya

perubahan panjang menjadi L + ∆L (jika ditarik) atau L - ∆L (jika ditekan). Dimana

L adalah panjang awal benda dan ∆L adalah perubahan panjang yang terjadi. Rasio

perbandingan antara ∆L terhadap L inilah yang disebut regangan (strain) dan

dilambangkan dengan “ε” (epsilon) dengan rumus berikut. Interaksi hubungan antara

tegangan dan regangan diilustrasikan dalam gambar 2.2.

......................................................(2.5)

Gambar 2.2 Diagram Tegangan Regangan

14

2.1.6 Modulus Elastisitas Beton

Modulus elastisitas atau modulus Young adalah ukuran kekerasan (stiffness)

dari suatu bahan tertentu. Modulus ini dalam aplikasi rekayasa didefinisikan sebagai

perbandingan tegangan yang bekerja pada sebuah benda dengan regangan yang

dihasilkan. Secara lebih rinci, modulus elastisitas adalah suatu angka limit untuk

regangan-regangan kecil yang terjadi pada bahan yang proporsional dengan

pertambahan tegangan. Umumnya, nilai modulus elastisitas dihitung dengan rumus

berikut ini:

......................................................(2.6)

Dimana

E = modulus elastisitas beton (MPa)

σ = tegangan (N/mm2)

ε = regangan (MPa)

Beton tidak memiliki modulus elastisitas yang pasti. Nilainya bervariasi

tergantung dari kekuatan beton, umur beton, jenis pembebanan, dan karakteristik dan

perbandingan semen dan agregat. Banyak formula dipublikasikan sebagai acuan

referensi untuk menghitung modulus elastisitas beton, berdasarkan SK SNI T-15-

1991:

...........................................(2.7)

Dimana

Ec = modulus elastisitas beton (MPa)

f’c = kuat tekan beton (MPa)

2.1.7 Poisson Ratio Beton

Ketika sebuah beton menerima beban tekan, silinder tersebut tidak hanya

berkurang tingginya tetapi juga mengalami ekspansi (pemuaian) dalam arah lateral.

Perbandingan ekspansi lateral dengan pendekatan longitudinal ini disebut sebagai

perbandingan poisson (Poisson’s ratio). Nilainya bervariasi mulai dari 0,11 untuk

beton mutu tinggi dan 0,21 untuk beton mutu rendah, dengan nilai rata-rata 0,16.

15

Sepertinya tidak ada hubungan langsung antara nilai perbandingan ini dengan

nilainilai, seperti perbandingan air-semen, lamanya perawatan, ukuran agregat, dan

sebagainya.

Besarnya nilai perbandingan antara regangan lateral terhadap regangan

longitudinal pada suatu bahan/ material adalah tetap (konstan). Nilai perbandingan

inilah yang disebut dengan rasio poisson dan dilambangkan dengan “ν“ (nu). Nilai

rasio poisson untuk beton berkisar antara 0,15 - 0,25. Apabila regangan di suatu

bahan menjadi besar, rasio poissonnya berubah (Gere, Timoshenko, 1997).

2.2 Beton Pasca Bakar

Menurut Sumardi (2000), kebakaran pada hakikatnya merupakan reaksi kimia

dari combustible material dengan oksigen yang dikenal dengan reaksi pembakaran

yang menghasilkan panas. Panas hasil pembakaran ini diteruskan ke massa

beton/mortar dengan dua macam mekanisme yakni pertama secara radiasi yaitu

pancaran panas diterima oleh permukaan beton sehingga permukaan beton menjadi

panas. Pancaran panas akan sangat potensial, jika suhu sumber panas relatif tinggi.

Kedua secara konveksi yaitu udara panas yang bertiup/bersinggungan dengan

permukaan beton sehingga beton menjadi panas. Bila tiupan angin semakin kencang,

maka panas yang dipindahkan dengan cara konveksi semakin banyak.

Secara umum, material beton relatif lebih tahan api dibandingkan kayu,

plastik dan juga baja. Namun demikian, untuk memberikan kinerja durabilitas

terhadap api yang signifikan, tetap diperlukan beberapa persyaratan untuk durabilitas

beton pasca bakar yang memadai (Susilorini, R. dan Sambowo, K.A., 2011).

Gambar 2.3 Struktur Beton yang Rusak Akibat Kebakaran

16

Sumber : www.norcalblogs.com

Terjadinya perubahan temperatur yang cukup tinggi, seperti yang terjadi pada

peristiwa kebakaran, akan berpengaruh terhadap elemen-elemen struktur. Karena

pada proses tersebut akan terjadi suatu siklus pemanasan dan pendinginan yang

bergantian, yang akan menyebabkan adanya perubahan fase fisis dan kimiawi secara

kompleks, hal ini akan mempengaruhi kualitas/kekuatan struktur beton tersebut dan

akan menyebabkan beton menjadi getas (Wahyuni, E. dan Anggraini, R., 2010).

Perilaku beton akibat kebakaran dipengaruhi oleh perubahan suhu terhadap

waktu, perbedaan suhu sepanjang balok, sifat nonlinier material, kombinasi beban,

pengekangan eksternal dan lain-lain (Poh dan Bennet, 1995). Ketahanan beton

terhadap temperatur tinggi dihasilkan oleh daya hantar panas beton yang rendah dan

kekuatan yang tinggi. Penambahan selimut beton, kekuatan, kepadatan, dan sifat

kedap air mempertinggi ketahanan suhu terhadap beton (Raina, 1989).

Efek yang paling utama dari pemanasan beton dalam hubungannya dengan

sifat muai suhu adalah spalling (rompal atau rontok). Beberapa tipe agregat,

misalnya silika, akan pecah karena ada perubahan pada struktur kristalnya, meskipun

proses ini hanya terjadi pada permukaan betonnya saja tetapi secara individual

partikel ini akan terlepas sendiri-sendiri. Bisa juga terjadi efek yang lebih serius yaitu

hancurnya lapis permukaan karena pemuaian suhu dan ditambah lagi adanya tekanan

yang dihasilkan dari uap air yang terjebak di dalam pori beton. (Taylor, 2002). Jika

temperatur cukup tinggi akan terjadi retak, bahkan juga pada beton massif,

tergantung dari lamanya kebakaran. Kebakaran dengan temperatur 1000ºC selama

satu atau dua jam akan menyebabkan beton tidak lagi dapat berfungsi sebagai

material struktur, hal ini ditandai dengan meluasnya spalling dan terlihatnya tulangan

utama struktur.

2.2.1 Pengaruh Beban Suhu Kebakaran terhadap Sifat Fisis Beton

Perubahan warna pada beton

Warna beton setelah terjadi proses pendinginan membantu dalam

mengindikasikan temperatur maksimum yang pernah dialami beton dalam beberapa

kasus, suhu di atas 300o C mengakibatkan perubahan warna beton menjadi sedikit

kemerahan atau beton akan berubah warna menjadi merah muda ,jika sampai di atas

600o C akan menjadi abu-abu agak hijau, jika sampai di atas 900o C menjadi

kekuning-kuningan namun jika sampai di atas 1200o C akan berubah menjadi kuning

17

Dengan demikian, secara kasar dapat diperkirakan berapa suhu tertinggi selama

kebakaran berlangsung berdasarkan warna permukaan beton pada pemeriksaan

pertama.

Tabel 2.1 Warna Pada Beton Pasca BakarSuhu Warna sebelum dibakar Warna sesudah dibakar200oC Putih keabu-abuan Putih kekuning-kuningan400oC Putih keabu-abuan Abu-abu kecoklatan500oC Putih keabu-abuan Kuning kecoklatanSumber : Lianasari, A. E., 1999

Pengelupasan dan remuk pada beton

Efek yang paling utama dari pemanasan beton dalam hubungannya dengan

sifat muai suhu adalah pengelupasan (spalling). Beberapa tipe agregat, misalnya

silika, akan pecah karena ada perubahan pada struktur kristalnya, meskipun proses

ini hanya terjadi pada permukaan betonnya saja tetapi secara individual partikel ini

akan terlepas sendiri-sendiri. Terjadi juga efek yang lebih serius yaitu hancurnya

lapis permukaan karena pemuaian suhu dan ditambah lagi adanya tekanan yang

dihasilkan dari uap air yang terjebak di dalam pori beton. (Taylor, 2002).

Tjokrodimuljo (2000) mengatakan bahwa beton pada dasarnya tidak

diharapkan mampu menahan panas sampai di atas 250oC. Akibat panas, beton akan

mengalami retak, terkelupas (spalling), dan kehilangan kekuatan. Kehilangan

kekuatan terjadi karena perubahan komposisi kimia secara bertahap pada pasta

semennya.

Gambar 2.4 Pengelupasan Balok Beton

Sumber : www.ronymedia.wordpress.com

Spalling (pengelupasan) pada lapisan permukaan adalah efek yang umum

terjadi pada saat terjadi kebakaran dan dapat dibagi menjadi beberapa kategori, yang

salah satunya adalah pengelupasan yang disertai dengan ledakan yang menyebar dan

umumnya muncul pada 30 menit pertama pada kebakaran. Kemudian, yang lainnya

18

adalah pengelupasan secara perlahan-lahan, berupa terkelupasnya beton menjadi

retak secara paralel pada permukaan yang terkena api yang akan menyebabkan

terjadinya pemisahan sebagian lapisan beton dan terlepasnya bagian beton sepanjang

daerah yang lemah seperti pada lapisan tulangan. Pendinginan secara tiba-tiba oleh

pemadam kebakaran juga dapat menyebabkan retak.

Keretakan (cracking)

Pada temperatur tinggi, pemuaian besi beton akan lebih besar daripada

betonnya sendiri. Tetapi pada konstruksi beton, pemuaian akan tertahan sampai suatu

taraf tertentu karena adanya lekatan antara besi beton dengan beton.

Gambar 2.5 Retak pada Beton

Sumber : www.architectaria.com

Jenis kerusakan yang sering terjadi pada struktur beton akibat kebakaran

antara lain retak ringan, yakni pecah pada bagian luar beton yang berupa garis-garis

yang sempit dan tidak terlalu panjang dengan pola menyebar. Retak ini disebabkan

oleh proses penyusutan beton pada saat terjadi kebakaran. Sedangkan, yang lainnya

adalah retak berat, yakni ukuran retak lebih dalam dan lebar, terjadi secara tunggal

atau kelompok (Triwiyono, 2000:2).

2.2.2 Pengaruh Beban Suhu Kebakaran terhadap Sifat Mekanis Beton

Perubahan sifat fisis material pembentuk beton akibat peningkatan suhu pada

kejadian kebakaran akan mengakibatkan perubahan sifat mekanis beton, dalam hal

ini kuat desak atau kuat tekan beton. Beberapa penelitian yang dilakukan para ahli,

seperti yang terlihat pada gambar berikut menunjukkan penurunan kuat tekan

dimulai setelah suhu diatas 300oC, selanjutnya penurunan sangat drastis setelah suhu

diatas 500oC.

19

Peningkatan temperatur akibat kebakaran menyebabkan material beton

mengalami perubahan sifat. Suhu yang dapat dicapai pada suatu ruangan gedung

yang terbakar adalah ± 1000°C dengan lama kebakaran umumnya lebih dari 1 jam.

Kebanyakan beton struktural dapat digolongkan ke dalam tiga jenis agregat :

karbonat, silikat, dan beton berbobot ringan. Agregat karbonat meliputi batu kapur

dan dolomit dan dimasukkan dalam satu golongan karena kedua zat ini mengalami

perubahan susunan kimia pada suhu antara 700°C sampai 980°C. Agregat silikat

yang meliputi granit, kuarsit, batu pasir, tidak mengalami perubahan kimia pada suhu

yang biasa dijumpai dalam kebakaran (Ray, N., 2009).

Agregat berbobot ringan bisa diproduksi dengan mengekspansi batu karang,

batu tulis, tanah liat, terak atau batu apung atau terjadi alami. Batu tulis, tanah liat

dan karang yang diekspansi dipanasi sampai sekitar 1040° C sampai 1100° C selama

pembuatan. Pada suhu ini agregat tersebut menjadi cair. Akibatnya agregat berbobot

ringan ini yang berada dekat permukaan beton yang mulai melunak setelah terbakar

selama sekitar 4 jam. Dalam praktek pengaruh pelunakan ini umumnya kecil (Ray,

N., 2009).

Pengaruh temperatur tinggi terhadap beton dapat mengakibatkan perubahan,

antara lain (Nugraha, P., 2007) :

Pada suhu 100o C → air kapiler menguap.

Pada suhu 200o C → air yang terserap di dalam agregat menguap.

Penguapan menyebabkan penyusutan pasta.

Pada suhu 400o C → pasta semen yang sudah terhidrasi terurai kembali

sehingga kekuatan beton mulai terganggu. Ca(OH)2 →

CaO + H2O

Kekuatan beton pasca bakar bervariasi tergantung pada temperatur yang

dicapai, lamanya pemanasan, proporsi campuran, agregat yang digunakan dan beban

yang bekerja selama pemanasan. Untuk temperatur sampai pada 300oC, penurunan

kekuatan dari struktur beton tidak signifikan, sementara untuk temperatur diatas

500oC kekuatannya menurun hanya dengan persentase yang kecil dari kekuatan

awalnya. Temperatur 300oC biasanya diambil sebagai temperatur kritis dimana beton

memperlihatkan kerusakan yang mulai signifikan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat

pada grafik di bawah ini.

20

Gambar 2.6 Grafik Hubungan Suhu dengan Kuat Tekan Sisa Pasca Bakar

Sumber : European Committee for Standardization, 1995

Gambar 2.7 Penurunan Kuat Tekan terhadap Kenaikan Temperatur

Sumber : Suhendro, 2000

Untuk mengetahui seberapa besar kekuatan tekan beton yang terpapar beban

suhu tinggi dapat dilakukan analisa secara grafis seperti yang ada pada gambar di

atas Selain secara grafis, kuat tekan juga dapat ditentukan secara matematis. Model

matematis yang diajukan adalah hasil riset atau penelitian pada ahli di bidang

material beton sehingga hasilnya dapat dipertanggungjawabkan. Beberapa model

matematis dan persamaannya adalah sebagai berikut:

21

Tabel 2.2 Model Matematis Hubungan antara Kuat Tekan Beton terhadap Kenaikan

Temperatur

Penulis Model Matematis

Xiao, Robert Y. & Ezekiel S. (2013)

Aslani, F. & Bastami, M. (2011)

Hertz (2005)

Dimana: T1 = 15000, T2 = 800, T8 = 570, T64 = 100000

BS EN 1992-1-2 (2004)

Tabel 2.3 Nilai Kuat Tekan Beton pada Peningkatan Temperatur

Temperatur (oC) Kuat Tekan Beton20 100%100 100%200 95%300 85%400 75%500 60%600 45%700 30%800 15%900 8%1000 4%

Sumber : Kowalski, R., 2010

Tabel 2.4 Perubahan Kimia dan Kekuatan Beton Akibat Beban Suhu Tinggi

Temperatur yang dicapai oC

Perubahan akibat pemanasan

Perubahan Kimia Perubahan Kekuatan70-80 Pemisahan awal Penurunan kekuatan

yang minor (<10%)105 Kehilangan air pada aggregat dan matrikx semen, dan meningkatnya porositas

22

120-163 Dekomposisi gypsum

250-350

Oksidasi dari kandungan besimenyebabkan terjadinya perubahan warna menjadi pink/merah pada aggregat. Kehilangan kadar air pada matriks semen dan meningkatnya degradasi.

Penurunan kekuatanyang signifikan mulai

pada suhu 300oC

450-500Dehidrasi dari bahan pengikat dan perubahan warna menjadi putih dan keabu-abuan

573

5% kenaikan volume dari kuarsamenyebabkan retak radial disekeliling butiran kuarsa padaaggregat

Beton secara strukturalsudah tidak lagi baikdigunakan pada suhu

melebihi 500-600oC

600-800

Terlepasnya karbondioksida dari karbonat yang akan menyebabkan kerusakan pada konstruksi beton (dengan beberapa retak mikro pada matriks semen)

800-1200

Pemisahan dan tegangan akibat suhu yang ekstrim menyebabkan terjadinya disintegrasi penuh pada elemen yang terbakar, menyebabkan beton berwarna putih keabua-abuan dan beberapa retak mikro

Sumber : Ingham, J., 2009

Seperti yang diketahui sebelumnya bahwa kuat tekan beton memiliki

hubungan dengan modulus elastisitas. Jadi, secara tidak langsung beban suhu

kebakaran juga berpengaruh terhadap modulus elastisitas beton. Gambar berikut

memperlihatkan penurunan modulus elastisitas beton, perubahan dimulai pada suhu

diatas 200oC dan terlihat penurunan yang jauh lebih besar terjadi pada suhu di atas

300oC.

23

Gambar 2.8 Pengaruh Beban Suhu Tinggi Terhadap Modulus Elastisitas Beton

Sumber : Sirait, K.B., 2003

2.2.3 Pengujian Core Drill

Menurut Priyosulistyo (2000) setelah kebakaran terjadi pada suatu struktur

beton bertulang, penelitian harus dilaksanakan untuk pemeriksaan berkenaan dengan

kekuatan sisa pada struktur tersebut sebelum dilakukan perbaikan struktur pasca

kebakaran.

Pengambilan sampel sedapat mungkin tidak menambah rusaknya struktur

(non destructive) sekalipun dalam hal tertentu terpaksa dilakukan uji setengah

merusak (semi destructive) sampai uji merusak (destructive). Salah satu jenis

pengujian yang paling sering dilakukan pada suatu struktur beton bertulang setelah

kebakaran adalah pengujian core drill.

Pengujian core drill atau yang disebut juga pemboran beton inti ialah

pengujian terhadap benda uji beton yang berbentuk silinder hasil pengeboran pada

struktur yang sudah dilaksanakan. Cara umum untuk mengukur kekuatan beton pada

aktual strukturnya adalah dengan cara memotong beton dengan bor berbentuk bulat

yang berputar (untuk jenis model ASTM C 42), sehingga diperoleh sampel beton

yang berbentuk silinder.

24

Gambar 2.9 Alat-alat Pengambilan sampel Core Drill

Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2015

Pengujian core drill merupakan metode yang secara langsung dapat menaksir

atau memperkirakan kekuatan beton yang sebenarnya pada suatu struktur. Umumnya

sampel core diperoleh untuk mengevaluasi dan menilai apakah kekuatan suatu

struktur beton sesuai dengan mutu yang direncanakan, karena sampel core itu sendiri

diambil secara langsung dari struktur yang diamati (ACI 214.4R-03). Standar atau

prosedur dalam menggunakan metode pengujian ini dapat dilihat pada ASTM C 42.

2.2.4 Klasifikasi Tingkat Kerusakan Struktur Akibat Kebakaran

Menurut Rizal, F. (2000), dari pengamatan yang dilakukan terhadap berbagai

kasus kerusakan struktur pasca terbakar, dapat dikelompokkan menjadi:

Kerusakan ringan. Kerusakan ini berupa pengelupasan pada plesteran luar

beton dan terjadinya perubahan warna permukaan menjadi hitam akibat asap

yang mungkin disertai dengan retak-retak pada plestreran;

Kerusakan sedang. Kerusakan ini berupa munculnya retak-retak ringan

(kedalaman kurang dari 1 mm) pada bagian luar beton yang berupa garis-

garis yang sempit dan tidak terlalu panjang dengan pola menyebar. Retak ini

diakibatkan oleh proses penyusutan beton pada saat terjadi kebakaran. Selain

itu terdapat pengelupasan kurang dari 50 mm pada selimut beton;

Kerusakan berat. Retak yang terjadi sudah memiliki ukuran lebih dalam dan

lebar, terjadi secara tunggal atau kelompok. Jika terjadi pada balok kadang-

kadang disertai dengan lendutan yang dapat dilihat dengan mata;

25

Kerusakan sangat berat. Kerusakan yang terjadi sudah sedemikian rupa

sehingga beton pecah/terkelupas sehingga tampak tulangan bajanya, atau

bahkan sampai tulangan putus/tertekuk, beton inti hancur.

Gambar 2.10 Kerusakan Sangat Berat pada Struktur

Sumber : www.en.wikipedia.org

2.3 Beban

2.3.1 Pengertian Beban

Perencanaan struktur bangunan harus memperhitungkan beban mati, beban

hidup, beban gempa dan beban hujan yang bekerja pada struktur tersebut. Pengertian

dari beban – beban tersebut menurut Peraturan Pembebanan Untuk Gedung ( PPI,

1983, hal 7 ) adalah sebagai berikut :

Beban mati (D) adalah berat dari semua bagian suatu gedung yang bersifat

tetap termasuk segala tambahan, penyelesaian mesin – mesin serta peralatan

tetap yang merupakan bagian yang tak terpisahkan dari gedung tersebut.

Tabel 2.5 Beban Mati pada Struktur

Beban Mati Besar BebanBatu alam 2600 kg/m3

Beton Bertulang 2400 kg/m3

Dinding Pasangan ½ Bata 250 kg/m3

Langit-langit + penggantung 18 kg/m2

Lantai ubin dari semen Portland 24 kg/m2

Spesi per cm tebal 21 kg/m2

sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia, 1983

Beban hidup (L) adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau

penggunaan suatu gedung, dan kedalamnya termasuk beban – beban pada

lantai yang berasal dari barang – barang yang dapat berpindah, mesin – mesin

serta peralatan yang tidak merupakan bagian yang tak terpisahkan dari

26

gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung itu, sehingga

mengakibatkan perubahan dalam pembebanan lantai dan atap tersebut. Beban

hidup diperhitungkan berdasarkan perhitungan matematis dan menurut

kebiasaan yang berlaku pada pelaksanaan konstruksi di Indonesia.

Tabel 2.6 Beban Hidup Berdasarkan Peruntukan

Beban Hidup Besar Beban (kg/m2)Rumah Tinggal 200

Sekolah, Kantor dan Rumah Sakit 250Tangga dan Bordes 300

Plat Atap 100Tempat Ibadah 400

Parkir 400Sumber : Peraturan Pembebanan Indonesia, 1983

Beban gempa (E) adalah semua beban statik ekivalen yang bekerja pada

gedung yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa tersebut.

Dalam hal pengaruh gempa pada struktur gedung ditentukan berdasarkan

suatu analisa dinamik, maka yang diartikan dengan beban gempa di sini

adalah gaya – gaya di dalam struktur tersebut yang terjadi oleh gerakan tanah

akibat gempa itu.

Beban hujan adalah (W) adalah semua beban yang bekerja pada gedung atau

bagian gedung yang disebabkan oleh hujan.

Beban khusus ialah semua beban yang bekerja pada gedung atau bagian

gedung yang terjadi akibat selisih suhu, pengangkatan dan pemasangan,

penurunan fondasi, susut, gaya-gaya tambahan yang berasal dari beban hidup

seperti gaya rem yang berasal dari kran gaya sentrifugal dan gaya dinamis

yang berasal dari mesin-mesin, serta pengaruh-pengaruh khusus lainnya.

27

Gambar 2.11 Diagram Pembebanan Pada StrukturSumber : www.dyshally.blogspot.com

2.3.2 Pembebanan Akibat Perubahan Suhu

Beban suhu didefinisikan sebagai suhu yang menyebabkan efek pada

bangunan, seperti udara luar ruangan temperatur, radiasi matahari, suhu tanah, suhu

udara dalam ruangan dan sumber panas peralatan di dalam gedung. Perubahan suhu

di struktural dan non-struktural menyebabkan tegangan termal dan didefinisikan

sebagai efek dari beban panas.

Beban yang diakibatkan oleh perubahan suhu termasuk ke dalam beban

khusus yang juga harus diperhitungkan dan direncanakan dalam merancang struktur.

Dalam melakukan analisis dan desain dari suatu struktur bangunan, perlu adanya

gambaran yang jelas mengenai perilaku dan besarnya beban yang bekerja pada

struktur. Gambar di bawah ini mengilustrasikan diagram dari beban-beban yang

dapat bekerja pada struktur teknik sipil.

28

Gambar 2.12 Ilustrasi Beban Suhu Akibat Kebakaran

Sumber : www.math.nist.gov

Beban suhu yang tinggi dan berlebih berpengaruh terhadap berkurangnya

kekuatan beton maupun besi tulangan di dalam struktur bangunan beton bertulang.

Oleh karena itu, setelah diberikan beban suhu perlu dilakukan peninjauan atas

kelayakan struktur beton bertulang. Pada kondisi struktur gedung yang terbakar,

dibutuhkan waktu kurang dari 30 menit untuk merusak mutu beton setebal selimut

beton.

2.4 Teori Pelat

Pelat adalah elemen horisontal utama yang menyalurkan beban hidup maupun

beban mati ke kerangka pendukung vertikal dari suatu sistem struktur. Elemen-

elemen tersebut dapat dibuat sehingga bekerja dalam satu arah atau bekerja dalam

dua arah (Nawy, 1990). Sedangkan, menurut Arief, S., dkk. (2012), menjelaskan

bahwa pelat merupakan struktur bidang (permukaan) yang lurus (datar atau tidak

melengkung) yang tebalnya jauh lebih kecil dibandingkan dengan dimensinya yang

lain. Geometri suatu pelat biasanya dibatasi oleh garis lurus atau garis lengkung.

Ditinjau dari statika, kondisi tepi (boundary condition) pelat bias bebas (free),

bertumpuan sederhana (simply supported), jepit dan tumpuan titik atau terpusat.

29

Gambar 2.13 Pelat Lantai

Sumber : Dokumen Pengawas, 2015

Pelat menerima beban yang bekerja tegak lurus terhadap permukaan pelat.

Berdasarkan kemampuannya untuk menyalurkan gaya akibat beban, pelat lantai

dibedakan menjadi pelat satu arah dan dua arah. Pelat satu arah adalah pelat yang

ditumpu hanya pada kedua sisi yang berlawanan, sedangkan pelat dua arah adalah

pelat yang ditumpu keempat sisinya sehingga terdapat aksi dari pelat dua arah

(Winter dan Nilson, 1993).

Pelat dapat dibuat dari beton bertulang, kayu maupun baja. Pada umumnya

saat ini seluruh pelat menggunakan pelat lantai yang terbuat dari beton bertulang.

Pelat beton bertulang yaitu struktur tipis yang dibuat dari beton bertulang dengan

bidang yang arahnya horizontal dan beban yang bekerja tegak lurus pada bidang

struktur tersebut. Ketebalan bidang pelat ini relatif sangat kecil apabila dibandingkan

dengan bentang panjang atau lebar bidangnya. Berikut ini adalah fungsi dari pelat

lantai antara lain:

Sebagai pemisah antar ruang bawah dan ruang atas;

Sebagai tempat beraktivitas bangunan;

Menambah kekakuan bangunan dalam arah horizontal;

Sebagai tempat menempelnya kabel listrik, lampu dan pipa air dari ruang

bawah.

Adapun hal-hal yang perlu diperhitungkan dalam merencanakan tebal pelat

dan kebutuhan perkuatan di dalam pelat lantai yaitu:

Besarnya beban yang bekerja di atas pelat tersebut;

Bahan material yang digunakan untuk membuat pelat;

30

Jenis perletakan yang menumpu dan menyokong pelat lantai;

Jika pelat terletak diatas tanah, maka kekuatan tanah secara elastis harus

diperhitungkan.

2.5 Analisa Struktur dengan Program SAP2000

Structural Analysis Program atau yang lebih dikenal dengan SAP telah

identik dengan sebagai perintis metode analisis sejak diperkenalkan lebih dari 30

tahun yang lalu. SAP2000 mengikuti tradisi yang sama dengan menyediakan

program pemodelan antarmuka pengguna yang sangat canggih, intuitif dan

serbaguna didukung oleh mesin analisis dan desain alat yang tak tertandingi untuk

insinyur yang bekerja pada transportasi, industri, pekerjaan umum, olahraga, dan

fasilitas lainnya. SAP2000 dikembangkan oleh perusahaan software Computers and

Structures, Inc yang berada di Berkeley, California

SAP2000 merupakan salah satu aplikasi komputer untuk analisa struktur

yang lengkap dan sangat mudah untuk dioperasikan. Prinsip utama penggunaan

program ini adalah pemodelan struktur, eksekusi analisis dan pemeriksaan atau

optimasi desain dimana semuanya dilakukan dalam satu langkah atau satu tampilan.

Output yang dihasilkan juga dapat ditampilkan sesuai dengan kebutuhan baik berupa

model struktur, grafik, maupun spreadsheet.

Gambar 2.14 Tampilan Awal Aplikasi Program SAP2000

31

Analisa SAP2000 menggunakan metode elemen hingga (Finite Element

Method) baik untuk analisa statis maupun dinamis. Beberapa kemampuan yang

dimiliki oleh program ini antara lain:

Analisa yang cepat dan akurat;

Model pembebanan yang lebih lengkap baik berupa pembebanan statis

maupun pembebanan dinamis;

Pemodelan elemen cangkang (shell) yang akurat;

Sistem koordinat ganda untuk bentuk geometri struktur yang kompleks.

Untuk keperluan desain struktur, SAP2000 dilengkapi dengan fitur yang lebih

baik untuk perencanaan baja maupun beton. Program analisa dan desain ini didukung

oleh berbagai peraturan perencanaan yang dapat dipilih dalam perencanaan struktur

beton antara lain:

U.S. ACI 318-95 (1995) dan AASHTO LRFD (1993);

Canadian CSA-A23.3-94 (1994);

British BS 81 10-85 (1989);

Eurocode 2 ENV 1992-1-1 (1992);

New Zealand NZS 3101-95 (1995).

Dari berbagai peraturan perencanaan di atas, tidak ada peraturan perencanaan

sesuai dengan standar yang berlaku di indonesia yaitu Standar Nasional Indonesia

(SNI). Oleh karena itu, diperlukan adanya penyesuaian dengan mengubah beberapa

parameter koefisien reduksi dalam proses desain struktur beton tersebut. SAP2000

juga dapat menganalisa pelat beton yang berada di atas tanah elastis seperti layaknya

pelat gudang, perkerasan kaku jalan dan lain sebagainya. Pada kondisi tersebut pelat

harus dimodelkan sebagai balok yang memiliki penopang berupa pegas-pegas

dengan kekakuan tertentu sesuai dengan daya dukung tanahnya.

2.5.1 Pemodelan Beams on Elastic Foundation (BoEF)

Perhitungan metode Beams on Elastic Foundation (BoEF) berdasarkan pada

asumsi bahwa tanah sebagai media pendukung berperilaku sebagai pegas-pegas

individual yang bekerja pada titik tak terhingga dan tidak saling mempengaruhi.

Pegas-pegas tersebut diasumsikan mampu mendukung gaya tarik maupun gaya

tekan. Gaya reaksi akibat beban pada setiap titik akan sebanding dengan nilai

defleksi pada titik tersebut. Asumsi ini pertama kali digunakan oleh Winkler di tahun

1867, sehingga tipe ini sering disebut dengan Winkler (Hetenyi, M., 1974).

32

Menurut Hetenyi, M. (1974), analisis hitungan dengan metode BoEF

mengasumsikan bahwa pelat dianggap sebagai balok, sehingga persamaan-

persamaan untuk menghitung lendutan, momen, rotasi dan gaya lintang pada pelat

menggunakan pendekatan dengan persamaan-persamaan untuk menghitung lendutan,

momen, rotasi dan gaya lintang pada balok. Adapun tipe analisis model dilakukan

dengan analisis model 2 dimensi.

Dalam menghitung lendutan pelat yang terletak di atas tanah, pelat dianggap

sebagai balok lurus yang didukung oleh media elastik di seluruh bentangnya seperti

ditunjukkan pada gambar di bawah. Balok ini dibebani oleh gaya-gaya vertikal yang

berakibat balok melendut ke bawah. Akibat gaya-gaya vertikal tersebut tanah sebagai

media elastis memberikan reaksi gaya-gaya yang tersebar di seluruh pendukungnya.

Gambar 2.15 Perilaku Pembebanan Balok Menerus pada Tanah Elastis.

Sumber : Hetenyi, 1974

Gaya reaksi pada di atas adalah asumsi dasar bahwa besarnya p pada setiap

titik berbanding lurus dengan defleksi balok δ pada titik tersebut, sehingga dapat

dirumuskan besarnya tekanan P sama dengan perkalian nilai modulus reaksi k

dengan defleksi balok δ. Gaya reaksi diasumsikan bekerja vertikal dan memiliki arah

gaya berlawanan dengan arah defleksi balok. Pada saat terdefleksi ke bawah, akan

terjadi reaksi gaya tekanan dari media pendukung, dan sebaliknya jika terjadi

defleksi ke atas akan terjadi reaksi gaya tarikan pada media pendukung. Sehingga

diasumsikan bahwa media pendukung dapat menahan gaya tarikan.

Asumsi tersebut menunjukkan bahwa media pendukung bersifat elastis

dengan kata lain berlaku hukum Hooke. Elastisitas media pendukung dapat

dirumuskan sebagai gaya yang terdistribusi persatuan luas yang akan menyebabkan

defleksi yang besarnya satu satuan. Konstanta media pendukung disebut konstanta

pegas ekuivalen atau biasa dinamakan sebagai modulus reaksi tanah dasar (modulus

of subgrade reaction) dengan simbol ks.

33

Menurut Timoshenko (1956), lendutan dan momen akibat beban terpusat

yang ada pada tengah bentang dapat dihitung dengan formula berikut ini:

.......................................(2.8)

......................................(2.9)

Dimana

Yc = lendutan pada tengah bentang (m);

Mc = momen pada tengah bentang (kN.m);

P = beban terpusat (kN);

L = panjang balok (m);

E = modulus elastisitas material balok (kN/m2)

I = momen inersia penampang balok (m4)

.................................................(2.10)

................................................(2.11)

k = kekakuan elastis tanah (kN/m2);

ks = modulus reaksi tanah dasar (kN/m3);

B = lebar balok (m).

2.5.2 Modulus Reaksi Tanah Dasar (ks)

Koefisien subgrade tanah atau lebih dikenal dengan modulus of subgrade

reaction adalah nilai perbandingan tekanan tanah dengan penurunan yang terjadi,

yang ditentukan dari uji beban pelat (plate load test). Hardiyatmo, dkk. (2000)

menjelaskan pada umumnya persoalan yang menyangkut tanah dasar adalah sebagai

berikut:

a. Sifat mengembang dan menyusut akibat perubahan kadar air;

34

b. Daya dukung yang tidak merata dan sukar ditentukan secara pasti pada daerah

dengan macam tanah yang sangat berbeda sifat dan kedudukanya, atau akibat

pelaksanaannya;

c. Tambahan pemadatan akibat pembebanan lalu lintas dan penurunan yang

diakibatkan, yaitu pada tanah berbutir kasar yang tidak dipadatkan secara

baik.

Menurut Bowles (1983), nilai ks dapat dihitung menurut metode aproksimasi

berdasarkan nilai kapasitas daya dukung tanah qa:

........................................(2.12)

Persamaan ini didasarkan pada alasan bahwa qa adalah tekanan tanah

ultimate dibagi oleh faktor keamanan (safety factor) SF dengan lendutan yang terjadi

sebesar 1 inci atau 2,54 cm. Biasanya SF diambil sama dengan 3 (tiga). Sehingga

persamaan diatas menjadi:

...............................................(2.13)

Dimana

ks = modulus reaksi tanah dasar (kN/m2);

SF = standar keamanan;

qa = daya dukung tanah (kN/m2).

Nilai ks juga dapat ditentukan berdasarkan jenis tanah seperti disajikan dalam

tabel berikut:

Tabel 2.7 Nilai Perkiraan Modulus Reaksi Tanah (ks) Berdasarkan Jenis Tanah

Soil ks (kN/m2)Loose sand 4800 – 16000

Medium dense sand 9600 – 80000Dense sand 64000 – 128000

Clayey medium dense sand 32000 – 80000Silty medium dense sand 24000 – 48000

Clayey soilqu ≤ 200 kPa 12000 – 24000

200 < qu ≤ 400 kPa 24000 – 48000qu > 800 kPa > 48000

Sumber : Bowles, 1983, Foundation Analysis And Design, fifth edition

Tabel 2.8 Nilai Tipikal ks berdasarkan Jenis Tanah

Soil Type ks (kN/m2)

35

Sand (dry or moist)Loose 8000 – 25000

Medium 25000 – 125000Dense 125000 – 375000

Sand (Saturated)Loose 10000 – 15000

Medium 35000 – 40000Dense 130000 – 150000

Clay Stiff 12000 – 25000Very Stiff 25000 – 50000

Hard > 50000Sumber : Das, 1998, Principles of Foundation Engineering

2.6 Jurnal dan Penelitian Sebelumnya

Beberapa bagian dari penelitian ini mengacu pada jurnal penelitian yang telah

dilakukan dan dipublikasikan sebelumnya. Beberapa laporan atau jurnal ilmiah

tersebut adalah sebagai berikut:

Perubahan Perilaku Mekanis Beton Akibat Temperatur Tinggi (Trisni

Bayuasri, Himawan Indarto dan Antonius, 2006);

Dari jurnal tersebut diketahui bahwa beton mengalami penurunan kekuatan

dan modulus elastisitas setelah dibakar, yaitu dengan semakin tingginya suhu

api yang dikenakan pada waktu 3 jam pada suhu 300oC pada beton maka

begitu juga dengan kekuatannya yang semakin menurun berkisar 71,8%, juga

pada suhu 600oC, 900oC yaitu berkisar 43,6% dan 15,4%, untuk beton dengan

kuat tekan beton 21,6 MPa.

Analisi Perilaku Mekanis dan Fisis Beton Pasca Bakar (Yulia Corsika M.

S.dan Rahmi Karolina, 2010);

Diketahui dari jurnal tersebut bahwa beton akan mengalami penurunan

kekuatan seiring dengan kenaikan suhu dan lamanya durasi pembakaran.

Semakin tinggi temperatur dan lamanya durasi pembakaran menyebabkan

porositas beton yang semakin besar juga.

Kajian Perilaku Beton Bertulang Pasca Bakar (Koresj B. Sirait, 2003);

Laporan penelitian tersebut menyimpulkan bahwa kerusakan balok bertulang

ternyata tidak separah yang diperlihatkan secara visual, dari pemodelan

didapatkan sisa daya pikul menjadi 79% dengan pembakaran pada suhu

500oC tetap selama 2 jam. Selain itu, penggunaan selimut beton yang lebih

tebal akan melindungi besi tulangan dari pengaruh panas kebakaran,

dianjurkan lebih dari 4 cm.

36

Pengaruh Suhu Pembakaran Terhadap Kuat Tekan Beton Pasca Bakar

Dengan Subtitusi Sebagian Semen Oleh Fly ash Dan Penambahan

Superplasticizer (Angelina E. Lianasari, 2013);

Dari jurnal tersebut diketahui bahwa beton normal pada suhu 200°C, 400°C,

dan 500°C mengalami penurunan kuat tekan secara berturut-turut sebesar

4,03%, 11,71%, 22,03%. Beton fly ash + Sikament LN pada suhu 200°C,

400°C, dan 500°C mengalami penurunan kuat tekan secara berturut-turut

sebesar 8,64%, 10,96%, 14,37%.

Analisa Pengaruh Temperatur terhadap Kuat Tekan (Ahmand, I. A., Taufieq,

N. A. S., dan Aras, A.H., 2009);

Penelitian ini dilakukan terhadap benda uji yang digunakan berbentuk kubus

ukuran 15cm x 15cm x 15cm. Pemanasan dilakukan dalam oven pada

temperatur 200oC - 600oC dengan interval kenaikan 50oC dibakar dengan

lama waktu 3 jam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kuat tekan beton

rata-rata menurun dengan adanya kenaikan temperatur. Beton yang telah

dipanasi pada temperatur 200oC, 400oC dan 6000C, kuat tekan rata-ratanya

berturut-turut sebesar 14,15%, 41,15% dan 64,92 % dari beton normal.

Penelitian Uji test di laboratorium dilakukan Sulendra dan Tatong (2007);

Balok yang dibuat di laboratorium dengan ukuran 400 x 200 x 200 (mm), di

panaskan selama 2 jam dengan suhu pemanasan 400oC, 600oC, 800oC,

1000oC dengan kuat tekan awal 23,01 MPa. Dilakukan uji kuat tekan untuk

mengetahui penurunan kuat tekan dengan alat Hammer Test, Kuat tekan hasil

pengujian Hammer Test terlihat pada suhu 400 ºC terjadi penurunan

kekuatannya sekitar 15% sedangkan pada suhu 600 ºC hingga 50 % dan pada

suhu 800 ºC terjadi penurunan yang signifikan sampai 80 %.

Analisa Kekuatan Beton Pasca Bakar dengan Metode Numerik (Yuzuar

Afrizal, 2013);

Jurnal ini menyimpulkan bahwa, terjadi perambatan panas beton pada waktu

15 menit pertama, mampu mencapai 93% pada lapis pertama sedalam 3,75

cm jika dibanding suhu diluar beton dan pada kondisi struktur gedung yang

terbakar, dibutuhkan waktu kurang dari 30 menit untuk merusak mutu beton

setebal selimut beton.