forensic structural investigation

FORENSIC STRUCTURAL INVESTIGATION

(Struktur beton yang terkena kebakaran / suhu tinggi)

Oleh : Mario Asneindra 25013315

Magister Rekayasa Struktur Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan

Institut Teknologi Bandung

Selama rangkaian investigasi, hipotesis kegagalan terus dikembangkan

berdasarkan pengujian terhadap fakta-fakta yang diperoleh dari investigasi

dilapangan, dokumen, pengujian dan analisis. Beberapa hipotesis mungkin akan

disanggah dan dijatuhkan, sementara yang baru mungkin akan maju. Hal ini

umumnya disarankan untuk membentuk tim investigasi tak lama setelah

penyelidikan awal pada lokasi untuk bertukar pendapat pada hipotesis

kegagalan.

Langkah-langkah dalam forensic structural investigation adalah: (1) investigasi di

lapangan, (2) analisis laboratorium, (3) analisis struktur, (4) menentukan

penyebab kegagalan, (5) laporan

Dalam tulisan ini akan dijelaskan langkah-langkah yang dilakukan dalam forensic

structural investigation untuk struktur beton yang terkena kebakaran (suhu

tinggi).

Investigasi dilapangan

Investigasi dilapangan melibatkan pengamatan dan pengukuran pada beberapa

skala, mendokumentasikan kondisi yang ada, mengambil sampel, mewawancari

saksi mata dan melakukan tes dilapangan.

Pengamatan visual merupakan langkah awal dari seluruh rangkaian kegiatan

penyelidikan yang dilakukan dilapangan yang bertujuan untuk memperkirakan

dan mengelompokkan jenis dan tingkat kerusakan berdasarkan kondisi visual.

Pengamatan visual yang mencakup kerusakan fisik bangunan, (retak, lendutan,

pengelupasan, penetrasi panas dan tanda kerusakan lainnya) dan kerusakan

utilitas (mekanikal, elektrikal, plumbing dan lainnya) serta perkiraan suhu bakar

dengan memeriksa contoh bahan/barang yang terbakar.

Pengaruh api pada komponen struktur bangunan dilakukan dengan mengamati

perubahan warna pada setiap permukaan komponen yang di uji dan melakukan

uji penetrasi api dengan menggunakan bahan Phenolpthalene. Pengaruh

penetrasi kedalam penampang beton digunakan sebagai pengaruh api terhadap

mutu beton yang selanjutnya digunakan untuk perkiraan kondisi kekuatan beton

setelah terbakar.

Pengamatan visual terdiri dari:

Pengelupasan dan retakan pada balok, kolom dan plat lantai

Terjadi lendutan atau defleksi pada balok, kolom dan plat lantai

Perubahan warna pada permukaan beton

Pengamatan temperatur pada selimut beton dan pelapukan yang terjadi

pada elemen kolom, balok dan plat lantai.

Perubahan warna pada permukaan beton mengindikasikan tingginya temperatur

yang terjadi pada saat terbakar dan kerusakan fisik retakan dan pengelupasan

sangat mempengaruhi penurunan kekuatan pada komponen tersebut. Acuan

pengaruh temperatur terhadap kuat tekan dan modulus elastisitas beton dapat

dilihat pada Tabel 1. Perkiraan suhu bakar berdasarkan kondisi visual dapat

dilakukan dengan mengamati perubahan warna dari balok dan pelat lantai yang

terbakar, pengamatan tersebut dimaksudkan untuk menentukan pemetaan

kerusakan kemudian suhu dapat diperkirakan sesuai dengan kondisi warna

(Tabel 2). Selain itu efek fisik yang mungkin terjadi akibat suhu tinggi tersebut

dapat dilihat pada Gambar 1.

Tabel 1. Pengaruh temperatur terhadap beton

No Temperatur (oC) Sisa Kuat Tekan (%) Sisa Modulus Elastisitas (%)

1 200 80 60

2 300 70 50

3 400 60 40

4 500 40 30

5 600 20 10

6 800 10 5

7 1000 0 0 Sumber: Pedoman Pemeriksaan Konstruksi Beton Bertulang Pasca Terbakar

Tabel 2. Perkiraan suhu bakar berdasarkan kondisi fisis/permukaan beton

No Kondisi Permukaan Beton Perkiraan Temperatur (oC)

1 Abu-abu (normal) > 300 oC

2 Pink (merah muda) 300 oC s.d 600 oC

3 White grey (putih keabu-abuan) 600 oC s.d 900 oC

4 Buff (putih keriput) 900 oC s.d 1000 oC Sumber: Pedoman Pemeriksaan Konstruksi Beton Bertulang Pasca Terbakar

Gambar 1. Bukti visual dari beton yang terkena suhu tinggi

Dilakukan penyemprotan larutan Phenolpthalene 5% terhadap kolom dan balok,

dengan terlebih dahulu membuka selimut beton dengan pahat hingga terlihat

tulangannya, kemudian diamati apakah terjadi perubahan warna atau tidak.

Warna beton setelah disemprot phenolpthalene adalah violet atau ungu,

selanjutnya setelah satu jam atau lebih diamati lagi apakah warna ungu tersebut

pudar, hilang atau tetap, kemudian ukur kedalaman warna tidak violet tersebut

menggunakan roll meter. Selain pengamatan langsung dilapangan seperti diatas,

penyemprotan dilakukan pada beton inti hasil pengeboran, dimana kedalaman

penetrasi panas pada beton tersebut dapat diukur.

Concrete Color Temperature Other Possible Physical Effects

Buff

950 C, 1,740 F 1,650 F, 900 C Powdered, light colored, dehydrated paste

1,450 F, 800 C Spalling, exposing not more than 25 percent of

Black reinforcing bar surface

Through

Gray

to Buff

600 C 1,100 F

1,070 F, 575 C Popouts over chert or quartz aggregate particles

1,000 F, 550 C Deep cracking

Pink

to Red

300 C, 550 F 550 F, 300 C Surface crazing

Tabel 3. Kondisi material yang berguna untuk memperkirakan suhu

Informasi lebih lanjut dapat diandalkan tentang suhu dapat diperoleh selama di

tempat survei. Salah satu metode adalah untuk perhatikan kondisi bahan terkena

api (Tabel 3). Pemeriksaan puing mungkin menunjukkan bahwa jendela kaca

telah mencair dan tombol-tombol kuningan lemari telah menjadi bulat tetapi

tembaga dalam kabel listrik belum melunak. Pengamatan ini menunjukkan suhu

yang pasti melebihi 1.560 derajat F (ditunjukkan oleh kaca) dan mungkin sudah

lebih tinggi dari 1.850 derajat F (ditunjukkan dengan kuningan) tapi tidak setinggi

2.000 derajat F dibutuhkan untuk melelehkan tembaga.

Material Typical Examples Condition Degrees F Degrees

Pluming lead; Sharp edges

Lead flashing; storage rounded or 550 - 650 300 - 350

batteries; toys drops

Plumbing

Zinc flashing; galvanized Drops formed 750 400

surfaces

Small machine

Aluminum parts;

and its alloys toilet fixtures; Drops formed 1,200 650

cooking utensils

Glass block; jars

Molded and

glass tumblers;

ornaments

Softened

adherent 1,300 - 1,400 700 - 750

Rounded 1,400 750

Thoroughly 1,450 800

Window glass;

Sheet glass plate glass;

reinforced glass

Silver Jewelry;

tableware;

Rounded 1,450 800

Thoroughly 1,560 850

Sharp edges

rounded or 1,750 950

drops

Door

Brass furniture knobs; Sharp edges

locks; lamp rounded or 1,650 - 1,850 900 - 1,000

fixtures; buckles drops

Sharp edges

Bronze Window frames; rounded or 1,850 1,000

art objects drops

Sharp edges

Copper Electric wiring; rounded or 2,000 1,100

coins drops Pipes;

Cast iron machine pedestals Drops formed 2,000 - 2,200 1,100 - 1,200

and housings

Dalam kasus sederhana jumlah sampel dapat ditentukan dari prinsip-prinsip

statistik seperti yang diatur dalam ASTM E10534 dan ASTM E141.35.

Wawancara terhadap saksi mata diperlukan untuk mengetahui kronologis

peristiwa kebakaran. Kronologis peristiwa kebakaran yang dimaksud adalah

urutan kejadian yang dialami secara langsung oleh para informan pada masing-

masing kejadian berdasarkan tempat.

Dokumentasi kondisi dilapangan dilakukan sesegera mungkin untuk

mendapatkan data yang mungkin menjadi penting dan dapat berubah sesuai

kondisi dilapangan. Dan untuk menghindarkan kemungkinan barang bukti

hancur.

Gambar 2. Tembok gudang yang terbakar

Gambar 3. Puing bekas yang terbakar

Beberapa pengujian dilapangan perlu dilakukan seperti pengujian palu beton

(schmidt hammer test) untuk memperkirakan kuat tekan beton terpasang yang

didasarkan pada kekerasan beton, pengujian cepat rambat gelombang ultra

(ultrasonic pulse velocity test) untuk memperkirakan homogenitas beton pada

komponen struktur, uji pembebanan (loading test) untuk mengevaluasi kekuatan

dari struktur yang telah berdiri dan mengetahui tingkat kekuatan komponen

struktur terpasang terhadap beban layan (hal ini dilakukan setelah analisis lebih

lanjut di laboratorium).

Schmidt Hammer Test

Tujuan metode pengujian ini adalah untuk memperkirakan nilai kuat tekan

beton pada suatu elemen struktur untuk keperluan pengendalian mutu beton di

lapangan bagi perencanaan dan atau pengawasa pelaksanaan pekerjaan.

Gambar 4. Schmidt Rebound Hammer

Langkah pengujian sebagai berikut: 1) sentuhkan ujung peluncur pada permukaan titik uji dengan posisi tegak lurus

bidang uji ; 2) secara perlahan tekankan palu beton dengan arah tegak lurus bidang uji

sampai terjadi pukulan pada titik uji ; 3) lakukan 10 kali pukulan pada satu lokasi bidang uji dengan jarak terdekat

antara titik-titik pukulan 25 mm ; 4) catat semua nilai pembacaan yang ditunjukkan oleh skala ; 5) hitung nilai rata-rata pembacaan ; 6) nilai pembacaan yang berselisih lebih dari 5 satuan terhadap nilai rata-rata

tidak boleh diperhitungkan, kemudian hitung nilai rata-rata sisanya ; 7) semua nilai pembacaan harus diabaikan apabila terdapat dua atau lebih nilai

pemb