10. surface cooling-mod

7/21/2019 10. Surface Cooling-mod

http://slidepdf.com/reader/full/10-surface-cooling-mod 1/17

BY AMAN

PROBLEM PENGECOR N M SS CONCRETE DI

D ER H P N S D N SOLUSINY

Oleh :

Aman Subakti

Seminar dan Pelantikan Ikatan Alumni Pasca SarjanaUniversitas 17 Agustus

1945 Surabaya , 23-24 September 2004 di Samarinda

Provinsi Kalimanatan Timur



BY AMAN 2

Ada tiga klasifikasi /kondisi terjadinya retak antara lain dalam

kondisi :a. Plastic

b. Early thermal construction

c. Long term drying shrinkage

Secara comprehensip pohon keluarga retak dapat digambarkan seperti

gambar 1

Dari skema gambar satu tersebut kita dapat mengetahui sebenarnya darimana retak itu terjadi.

Diagram tersebut sangat berguna dalam mendiaknosa terjadinya retak

sehingga dapat diambil langkah –langkah untuk mengurangi terjadinya

retak secara dini.

Penyebaran retak dari ketiga kondisi tersebut dapat dijelaskan sbb:

Untuk retak plastik terjadi…… dalam menit-menit pertama

Retak termal contraction…….. Satu hari s/d dua minggu

Dalam kondisi drying shrinkage… setelah beberapa bulan

ANALISA KEJADIAN RETAK AWAL



BY AMAN 3

Type of

crack

After

hardening

Before

hardeningplastic

Constructional

movement

Early frost damage

Plastic settlement

Plastic shrinkage

Formwork movement

Sub-grade movement

structural

thermal

chemical

physical

Shrinkable aggregates

Drying shrinkage

crazing

Corrosion of reinforcements

Alkali aggregat reaction

Cement carbonation

Freeze/thaw cycles

External seasional temperature variations

Early thermal contraction

Accidental overload

creep

Design load

External restraint

Internal

temperature

gradient



BY AMAN 4

Type of cracking Lihat gambar 2 subdivition Most common

location

Primary

cause(excluding

straint)

Secondary

causes/Factors

Remedy(assuming basic

redesign is imposble) in

all cases reduce restraint

Further detail

see sect

Time of appearence

Plastic settlement

A

Over reinforcement Deep section

Excess bleeding Rapid early dryingcondition Reduce bleeding( airentrainment) or revibrate

5.2 Ten minutes or thee

hours

B arching Top of column

C

Cahnge of deepth Trough and

wafel slabs

Plastic shrinkage

D Diagonal Road and slabs Rapid early drying

Low rate of

bleeding

Improve early curing 5.3 Thirty minutes to six

hours

E Random Reinforced

concrete slabs

F Over reinforcement Reinforced

concrete slabs

Dino plus steel

near surface

Early thermal

contraction

G External restraint Thick wall Excess heat

generation

Rapid cooling Reduce heat/ or insulate 6

One day to two or threee

weeks

H Internal restraint Thick wall Excess

temperature

gradient

Long term drying

shrinkage

I Thin slabs and

walls

Inefficient joints Excess shrinkage

inefficient curing

Reduce water content

improve curing

7Several weeks or

month

Crazing

J Againts formwork Fair face

concrete

Impermeable

formwork

Rich mixes and

poor curing

Improve curing and

8One to seven days

sometimes much laterK Floated Concrete Slabs Over trowelling

Corrotion of

reinforcement

L Natural Column and

beam

Lack of cover Poor quality

concrete

Elimated causes listed

9.1

More than two years

M Calsium cloride Precast

concrete

Excess calsium

cloride

Alkali aggregate

reaction

N Damp locations Reactuive aggrate plus high alkali cement Elimate causes listed 9.2 More than five years



BY AMAN 5

PRINSIP TERJADINYA RETAK

a. Kondisi awal

b. Bila pengeringan dan pendinginan tanpa restraint….terjadi

kontarksi tampa timbul tegangan

c. Pengeringan dan pendinginan dengan ujung batng

tertahan (restraint)… menimbulkan tegangan tarik

d. Kondis pengeringan dan pendinginan ujung

tertahan dan berjalan waktu lama…..Creep

mengurangi tegangan

e. Kondisi bila tegangan tarikakibat pendinginan dfan pengeringan melampaui

kapasitas tegangan tarik beton….terjadimretak

tarik

Gambar 2.1 Pengaruh restraint (tahanan) pada kontraksi atau sust beton



BY AMAN 6

Tensile strenth

Net tensile stress Crack develop

Elastic stress

Gambar. Pengaruh Creep pada tegangan tarik

time

T e n s i l e

s t r e s s

Tensile strain capacity :

Sebagai konsep alternatip adalah, retak akan terjadi bila regangan tarik akibat susut lebih besar dari regangan kapasitas dari

betonnya sendiri.



BY AMAN 7

PASTIC CRACK

Plastc crack terjadi sebelum beton mengeras, dalang selang 1 s/d 8 jam setelah pengecoran. Ada dua

keadaan beton plasts yaitu : plastis settelment dan plastis shrinkage. Plastc settlementcracks biasanya

terjadi pada beton tebal. Dan plastic shrinkage crack terjadi pada beton dengan ketebalan kecil (

Plat, jalan raya)

BLEEDING :

Bleeding adalah keluarnya air ke permukaan beton akiat desakan komponen bahan yang lebih

berat ( aggregat ) yang turun kebawah. Bleedin bukan karena kesalahan pemadatan , karena itu

bleeding tak biasa diatasi dengan cara pemadatan. Bleeding terjadi bila kecepatan penguapan

lebi rendah dari kecepatan keluarnya air kepermukaan.

Hampir semua beton mengalami bleeding dan sedimentasi pada permukaan beton. Makin tebal betyon makin tebal sedimentasinya ( lihat gambar )

300 mm deep sectionm (M2)



Tiome-menit

B l e e d i n g

d a n

s e d

i m e n

t a t i o n - m m

0 60 1200

1

2



BY AMAN 8

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI BLEEDING

a. Air entraints

b. Kandungan ultra fine

c. Kewcepatan penguapan

d. Kadar air

e. Retarder

f. Temperatur

g. Ketebalan penampang

Plastic serttelment crack : terjadi karena bleeding dan restraint )(tahanan) dari settlementTipe dari palstic settlement cracks

Void

Steel

Detail

Elevation



BY AMAN 9

PENCEGAHAN PLASTIC SETTLEMENT CRACKS :

Ada tiga cara pencegahan plastic settlemen crack yaitu :

1. Mengurangi bleeding dan settlement (water reducer)

2. Mengurangi banyaknya restraint

3. Mengatur pemadatan (revibration)

Tipe palstic shrinkage cracks

PLASTIC SHRINKAGE CRACKS

Plastic shrinkage cracks terjadi beberapa jam setelah pengecoran beton.Retak tipe ini sering terjadi

pada plat atau slab dan dinding yang terexpose. Pada permukaan slap yang di trowel seolah oalah ada

recompaction untuk menghilangkan retak akikat sust plastis.

a. Diagonal b. Randopm



BY AMAN 10

PENCEGAHAN PLASTIC SHRINKAGE

a. Curing, resin base sprray compound, wind break, polyterine sheet, silicate based curing compound

b. Mix Desain, bila tak mungkin mengeliminasi resiko plastic shrinkage cracks dengan curing, maka

langkah redisain mix dapat dilakukan. Penggunaan air entraint, mengurangi retarder.

PENYEBAB PLASTIC SHRINKAGE CRACKS :

1. Pengeringan secara cepat (rapid drying out ), hal ini terjadi bila kecepetan penguapan

(evaporation) melampaui keluarnya air ke permukaan ( bleeding), Lerch 1956. Kecepetan

penguapan dibawah 1 kg/m2h tidak mwemerlukan penangan khusus (ACI Report on Hot

Weathearing )

2. Penggunaan retarder dan turunnya temperatur yang mendaadak karena reaksi semen tertentu.



BY AMAN 11

1

2

3

4

Wind speed- km per hourAir temperature- C

40

30

20

0

40

35

5

100

10

60

10 15 20 25 30 35

Relative humidity Concrete temperature

Effect of ambient condition on rate of evaporations



BY AMAN 12

EARLY THERMAL CONTRACTION CRACK

Reaksi semen dengan air adalah reaksi kimia yang menghasilkan panas Bila jumlah semen besardan beton dibatasi begiting yang insulate maka peningkatan panas saat 24 jam pertama

lebih besar dari kehilangan udara luar maka panas dalam beton akan naik.

Setelah beberapa hari peningkatan panas beton dibawah panas kehilangan, maka beton akan

dingin. Pendinginan beton ini mengakibatkan kontraksi pada elemen beton.

Hipotesa menganggap tidak akan terjadi retak bila kontraksi tersebut tidak ditahan (bebas

bergerak)

Ada dua macam restrain dalam sekitar beton yaitu :

a. External restraint… bila beton dicor pada beton yang sudah mengeras, dicor pada bahan

yang sama tampa dilengkapi dengan joint expension (movement joint). External restraint

dikurangi dsengan pengecoran vertikal yang dijadwal.

b. Internal joint..Temperature permukaan beton berbeda dengan temperature inti (core) beton.

Oileh karena ituada perbedaan regangan (strain) pada penampang. Dan bila perbedaan besar

akan menyebakan retak pada permukaan beton. Internal restraint ini tidak bisa dicegah, tapidapat dikurangi.

Dalam praktek dua component tersebut tergantung dipengaruhi oleh, geometri element, sifat

formwork, waktu pembukaan formwork.( Harrison ,1981)



BY AMAN 13

0 1 2 3 4 16 25

0

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

0 1 2 3 4 9 25

0

1 0

2 0

3

0

4 0

5 0

6 0

7 0

CONCRETE TEMPERATURE

AMBIENT TEMPERATURE

CONCRETE TEMPERATURE

AMBIENT TEMPERATURE

WAKTU

T E M P E R A T U R E

C

T E M P E R A T U R

E

C

WAKTU

Tebal( 2m), cc 350 kg/m3

Tebal( 1m), cc 350 kg/m3



BY AMAN 14

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PENIGKATAN TEMPERATURE.

a. Initial temperature of material

b. Ambient temperature

c. Dimensions

d. Curing

e. Formwork.

f. Type of formwork

g. Admixtures

h. Cemet Content

i. Cement type

j. Cement replacement.

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI EARLY THERMAL CONTRACTION :

1. Type of aggregat

2. Reinforcement

3. Stress raiser

4. External restraint

5. Internal restraint



BY AMAN 15

CONTOH STRUKTUR MASS CONCRETE YG BIASA MENGALAMI EARLY THERMAL

CONSTRUCTION CRACK :

A. CENTILEVER WALLS : Service reservoir, retaining walls, bridge abutment, basement.

B. LARGE POUR : Traditional methode of limiting early thermal cracks construcrtion in large section (with

some dimension exceeding 2 meters) is substantially reduce cement content or impose strict limitation on

thickness on depth of pour.

C. With the advent of very deep foundation for multistory buildings Fitz Gibboon advocated a philosophi ofunlimited pours in “structural cement rich” section wich is base on the insulation rather than cooling. This

relies on a knowledge of the likely peak core temperature and the assumtion that if the maximum deference

betweenthe core and the concrete surface is limited to 200 C then crack will not form. The 200 figure is

knowledge to be over simplified and conservative and if relevan data can be obtained it can be suitably

increased ( Barmforth). The temperature diference is limited not by keeping the concrete cool but in fact

by keeping the surface warm by insolation. Insolation will have a little effect on the core temperature, but

significant raise the surface temperature and hence reduce temperature difference. It is ussually necessary

to monitor temperature by means thermocouples or other means until suficient experience is gained toi

know when the insolation can be removed.

D. Selain iyu penmgalaman penyaji dalam menangani mass concrete secara seperti diatas adalah, penecoran

pile cap jembatan Barito dengan volume 200 m3, 400 m3, dan terbesar 1200 m3.. Yang menarik pada

pengecoran 1200 m3 dilakukan 4-5 hari terus menerus dengan kapasitas pengecoran 10 m 3 per jam.

Pengalaman lain pengecoran dermaga ketapang Gilimanuk volume mencapai hampir 100 m3 . Pengecoran

Anggrek Tower volume pile cap mencapai 4000 m3 dan beberapa bangunan gedung bertingkat di Jakarta

hanya diamati dengan termocouple peningkatan temperature akibat permukaan yang ditutup (surface

Isolated).

E. Recomendasi, Seseuatu yang tidak sederhana untuk meminimkan retak akibat early thermal construction

sebab perlu adanya coordinasi antara perencana dan kontraktor.

F. Dan faktor faktor yang harus diperhatikan adalah :

a. Design dan specification

Restraint ( overallsize pour, spacing of movement part)

Distribution steel reinforcement

Heat development ( section thickness, cement type and content)

A re at t e



BY AMAN 16

b. Construction :

Restraint (sequence and timing of pours)

Heat development ( choice concrete materials, form work type }

Cooling ( stricking of formwork, curing, insulation, material of concrete)

Rencana Metode pengecoran pada beton mass concrete

1. Semua material beton aggregat, pasir , dan air didinginkan. Aire dapat menggunakan es atau

membuat chiller. Aggregat pasir dan bate pecah perlu dilindungi dari panas matahari

langsung.

2. Pengecoran beton berlapis-lapis dengan memperhatikan setting times beton. Tebal lapisan

tergantung panjang ujung vibrator.3. Pembukaan begisting agak lama sesuai dengan penurunan temperature beton adiabatic.

Untuk ketebalan 1-2 meter memerlukan waktu 3-5 hari

4. Curing dilakukan compound curing.

5. Ada dua macam post-cooling yaitu cooling pipe dan surface cooling. Pada masalah ini

penahanan temperature (surface isolated) yang diprioritaskan bukan pendinginan beton,

karena masalahnya adalah internal restraint bukkan external restraint6. Menggunakan surface cooling yaitu menutup permukaan beton dengan membran yang dapat

menahan panas beton sehingga dapat mereduksi gradient temperature. Penggunaan sistem

ini dikarenakan pile cap ini merupakan unrestraint structure jadi yang dominan internal

restraint, bukan external restraint. Tiang pancang merupakan external restraint retak akibat

adanya external restraint ini dapat diatasi oleh tulangan (structural mass concrete ). Sheet

penutup permukaan ini juga mencegah penguapan karena angin.

7. Detail dapat dilihat dalam gambar dibawah ini



BY AMAN 17

Beton dicor berlapis sesuai

setting time

Sheet yang menahan panas

beton

Begisting kayu dibuka

3-5 hari

Tiang pancang

Pengecoran mass beton dan Surface cooling

Buku Pustaka :

1. T. A Harrison , Early Themal Crack Control in Concrete, Ceria Report, 1991

2. Concrete Sociaty Report No.22, Non Structural Cracks in Concrete, 1991

3. Nevville A. M., Brooks, Temperature Problems in Concreting, Concrete Technology, 1987.

4. Mass Concrete – ACI 207.IR-87 Mass Concrete

5. ACI 207-4R-80, Cooling and Insolation System of Mass Concrete

10. surface cooling-mod

Documents

early thermal construction

untuk retak plastik

aman subakti seminar

mendiaknosa terjadinya

kondisi drying shrinkage

kondisi awal b

skema gambar satu

penyebaran retak