KULIAHMATERIAL KONSTRUKSI

Oleh :

Ir. Sri Utami Setyowati, MT.

PENGARUH VARIASI FAKTOR

AIR SEMEN DAN TEMPERATUR

TERHADAP KUAT TEKAN BETON

Pertemuan ke-7

Kebakaran yang sering menimpa suatu

bangunan seringkali menyebabkan

kerusakan pada elemen-elemen

sturkturnya. Kualitas dan kekuatan

beton akan mengalami penurunan

seiring dengan kenaikan suhu dan

lama terjadinya kebakaran tersebut,

selain itu hal lain yang ikut

mempengaruhi penurunan kualitas

beton ini adalah jenis bahan struktur

penyusunnya.

Peneliti mencoba mengamati

perubahan perubahan yang terjadi dari

struktur beton dengan berbagai variasi

faktor air semen dan temperatur.

Variasi faktor air semen diambil 0,40 ;

0,50 ; 0,60 dan temperaturnya dipilih

200ºC, 400ºC,700ºC.

PENDAHULUAN• Beton merupakan salah satu

bahan bangunan yang banyak digunakan dalam struktur bangunan.

Pemakaiannya sendiri sebagai bahan bangunan telah lama dikenal mempunyai banyak kelebihan dibanding dengan bahan bangunan lain.

Pengetahuan tentang sifat-sifat beton terhadap panas sangat penting untuk merencanakan suatu struktur yang tahan terhadap temperatur tinggi dalam jangka waktu tertentu, di samping itu juga sangat bermanfaat untuk memperkirakan reduksi kuat

tekan beton bila terjadi kebakaran.

Adapun tahap pelaksanaannya yaitu :

1. Tahap persiapan

2. Tahap perhitungan campuran beton

3. Tahap pengecoran

4. Pemeriksaan kekentalan adukan beton

5. Tahap pencetakan silinder beton

6. Tahap perawatan beton

7. Pemeriksaan berat jenis beton

8. Pemanasan/pembakaran benda uji

(temperatur)

9. Pemeriksaan kuat tekan beton

METODE PENELITIAN• Dalam penelitian kali ini akan

dilakukan penelitian untuk mengetahui sejauh mana perbedaan kekuatan dengan adanya perbedaan faktor air semen dan pemanasan terhadap kuat tekan beton dengan lama pemanasan tertentu dan mempertahankan pemanasan tersebut selama 1 jam sehingga dapat dipakai untuk memperkirakan reduksi kuat tekan beton akibat pemanasan dibanding dengan beton tanpa pemanasan.

HASIL DAN PEMBAHASANPada penelitian ini terdapat beberapa pengujian yang telah dilakukan antara lain ada tiga pengujian yaitu :1. pengujian mengenai bahan pembentuk beton atau material pembentuk beton,2. pengujian beton segar atau beton yang belum mengeras,3. dan beton yang sudah mengeras

Oleh pengaruh temperatur lebih tinggi dari

700°C terjadilah proses karbonasi yaitu

terbentuknya kalsium karbonat (CaCO3) yang

berwarna keputih-putihan sehingga merubah

warna permukaan beton menjadi lebih terang

(keputih-putihan). Disamping itu pada

temperatur ini terjadi penurunan lekatan

antara batuan dan pasta semen, yang ditandai

oleh retak-retak dan kerapuhan beton (beton

mudah di pecah dengan tangan) sehingga

kekuatan beton sangat kecil atau tidak

mempunyai kekuatan sama sekali.

Beton pada dasarnya tidak diharapkan

mampu menahan panas sampai diatas 250°C

(dapat dilihat pada gambar). Akibat panas

tersebut beton akan berubah komposisi

kimianya, retak, lepas dan kehilangan

kekuatan. Kehilangan kekuatan terjadi karena

perubahan komposisi kimia secara bertahap

pada pasta semennya. Adapun retak akibat

perbedaan perubahan volume antara pasta

dan butir-butir agregat.

Sedangkan lepasnya bagian luar beton

(mengelotok) akibat perbedaan perubahan

volume antara bagian luar beton yang

panas dan bagian dalam beton yang masih

dingin

Kerusakan beton dapat pula disebabkan

oleh perbedaan angka muai antara agregat

dan pasta semen. Perbedaan ini

menyebabkan kerusakan pada lekatan

antara batuan menjadi berkurang banyak.

Namun yang paling nyata kerusakan beton

mengelupas di sebabkan oleh tekanan uap

air. Beton semakin padat maka mudah

terjadi pengelupasan oleh panas, karena

uap air tidak mudah mengalir melalui pori

kedalam daerah yang lebih dingin (lebih

dalam letaknya). Oleh peningkatan

temperatur yang cepat diikuti oleh

hambatan aliran air di sebelah dalam (pori

rapat, dan uap air jenuh) akan berpotensi

timbulnya ledakan.

KESIMPULAN1. Pada jumlah semen tetap, semakin besar

faktor air semen, jumlah pasta semakin

besar, seiring dengan itu nilai slump juga

semakin besar, yang berarti adukan makin

encer dan mempunyai kelecakan tinggi.Hal ini terjadi karena semakin besar jumlah

pasta pada jumlah semen tetap berarti air

bertambah banyak dan lapisan pasta yang

menyelimuti butir-butir agregat semakin

tebal, sehingga butir-butir agregat semakin

licin.

2. Pada jumlah semen tetap, kenaikan faktor

air semen dapat menurunkan kuat tekan

beton, dengan naiknya faktor air semen

berarti terjadi penambahan air pada adukan

sehingga ada kelebihan air dalam pasta

yang menyebabkan timbulnya pori atau

rongga yang dapat memperlemah kekuatan

beton.

3. Beton pada dasarnya tidak diharapkan

mampu menahan panas sampai diatas 250°C

Akibat panas tersebut beton akan berubah

komposisi kimianya,retak, lepas dan

kehilangan kekuatan. Kehilangan kekuatan

terjadi karena perubahan komposisi kimia

secara bertahap pada pasta semennya,adapun

retak akibat perbedaan perubahan volume

antara pasta dan butir- butir agregat.

Sedangkan lepasnya bagian luar beton

(mengelotok) akibat perbedaan perubahan

volume antara bagian luar beton yang panas

dan bagian dalam beton yang masih dingin.

4. Perubahan warna dapat untuk mendeteksi

temperatur tertinggi yang pernah dialami

beton pasca bakar.

5. Mendasarkan ada tidaknya surface crack

pada permukaan beton sehingga dapat

dideteksi temperatur tertinggi yang pernah

dialami beton pasca bakar.

DAFTAR PUSTAKA• Anonim. 1982. Persyaratan Umum Bahan Bangunan Indonesia (PUBI1982). Pusat Penelitian dan Pengembangan, Dinas Pekerjaan Umum, Bandung.• Anonim. 1990. Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal (SK SNI T – 1990 – 03). Departemen Pekerjaan Umum, Bandung, RI.• Anonim. …. .Buku Panduan Praktikum Bahan Bangunan dan Teknologi

Beton.. FT UJB, Yogyakarta• Antono. 1995. Bahan Konstruksi Teknik. Universitas Atma Jaya

Yogyakarta.• Dipohusodo, Istimawan. 1994. Struktur Beton Bertulang. Gramedia

Pustaka Utama, Jakarta.• Murdock, L. J., and Brook, K. M., (Terjemahan). 1986. Bahan dan Praktek

Beton. Edisi keempat,Erlangga, Jakarta.• Tjokrodimuljo, K. 1992. Teknologi Beton, Buku Ajar, Jurusan Tenik Sipil,

Fakultas Teknik, Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.• Tjokrodimuljo, HRC. Priyosulistyo, Dll. 2000. (Kursus Singkat) Evaluasi

dan Penanganan Struktur Beton Pasca Kebakaran. Universitas Gajah Mada Press, Yogyakarta.

HOLCIM EXPERIENCED IN MASS CONCRETING (9,070 M3)

1. Pendahuluan‘Mass Concreting’ adalah istilah pengecoran beton yang dilakukan secara kontinu padasuatu struktur (biasanya pondasi) dengan volume beton yang cukup besar (umumnya diatas 1.000 m3), ada beberapa hal yang harus diperhatikan seperti metode pengecoran,kesiapan pemasok beton ‘readymix’, pengaturan dan jumlah ‘concrete pump’, suhu awalbeton, suhu puncak beton akibat panas hidrasi, suhu ruang, setting time beton, danbahan tambahan seperti retarder dan flyash.Koordinasi antara pihak kontraktor utama, konsultan pengawas, pemasok betonreadymix, pemasok ‘concrete pump’, koordinasi lalu lintas dengan instansi terkait, perludilakukan jauh hari sebelum pelaksanaan pengecoran untuk menjamin keberhasilanpelaksanaan pengecoran tersebut, hambatan pelaksanaan secara kontinu akanberakibat fatal pada struktur tersebut seperti adanya ‘cold joint’ atau retak akibat panashidrasi yang berlebihan, sehingga akan menimbulkan biaya perbaikan yang sangatbesar.Pada proyek Bakrie Tower ini dimulai dengan presentasi dari pihak pemasok beton‘readymix’tentang lokasi dan kapasitas produksi ‘batching plant’ yang disiapkan, waktutempuh dari‘batching plant’ ke lokasi proyek, jumlah armada ‘truk mixer’ yang dipersiapkan,pengalaman ‘mass concreting’ sebelumnya, sedangkan dari pihak kontraktor utamamemberikan informasi metode pengecoran,target jangka waktu pengecoran dan hari Hpengecoran, rencana arus lalulintas di dalam proyek, kemudian dilakukan rapat-rapatkoordinasi untuk pemantapan rencana pelaksanaanya.

2. Persiapan ‘Batching Plant’ dan Stock MaterialPersiapan ‘Batching Plant’ yang dilakukan adalah dengan perawatan rutin danpenggantian‘spare part fast moving’ baik untuk ‘batching plant’ juga untuk‘truk mixer’, penempatan cadangan‘spare part’ utama sehingga bisa dilakukanpenggantian dengan cepat apabila terjadi kerusakan. Dari hasil rapat koordinasidengan kontraktor utama maka diadakan penghitungan jumlah material yangdibutuhkan yaitu sebanyak 20.450 ton yang terdiri dari 3.000 ton semen, 11.000ton batu split, 6.000 ton pasir dan 450 ton.Berdasarkan luas area ‘stock pile’ yang tersedia di lokasi batching plant,rencanaproduksi volume beton per jam, maka direncanakan adanya 18.5 trip/jam trukmaterial yang akan masuk ke lokasi ‘batching plant’ selama proses ini.Digabung dengan jumlah armada ‘truk mixer’ yang dibutuhkan, makadiperkirakan setiap jamnya akan ada 30 truk yang keluar dan masuk ke lokasi‘batching plant’ atau setiap 2 menit akan ada truk yang keluar dan masuk,sehingga harus dilakukan pengaturan arus lalu lintas yang ketat, lokasi parkir,lamanya ‘unloading’, ‘loading’ dan ‘mixing time’ di lokasi ‘batching plant’ harussesuai dengan rencana sehingga tidak menghambat proses berikutnya.

3. Persiapan Lahan KerjaPihak Kontraktor utama

mempersiapkan lahan pengecoran

dengan memakai sistem zona

sehingga memungkinkan untuk

pengecoran secara full slab,

sedangkan untuk membatasi setiap

zona dengan menggunakan kawat

ayam yang dipasang secara

melintang.

Pemasangan tenda yang menutupi

semua area pengecoran dilakukan

untuk menghindari kemungkinan

adanya gangguan dari hujan.

Demikian juga dengan rambu

rambu untuk arah lalu lintas,

sehingga memudahkan pengemudi

untuk mengetahui arah lalu lintas

dan menghindari terjadinya

kecelakaan.

Penempatan lokasi ’slum checker’,

pengecekan suhu beton segar, dan

pengambilan benda uji dilakukan

di satu tempat di dekat pintu

masuk.

Pengambilan benda uji diambil

setiap 10 truk mixer sebanyak 1 set

(4 benda uji, untuk pengetesan 7

hari – 1 benda uji, 28 hari – 2 benda

uji, dan 1 benda uji sebagai cadangan),

sehingga perlu dialokasikan lebih

kurang 600 silinder.

Penempatan 7 buah ’concrete pump’

dilakukan secara pararel dan masih

mempunyai area yang luas sebagai

tempat manuver dan menunggu ‘truk

mixer’ pada saat akan melakukan

‘unloading’ beton. Pemasangan lampu

penerangan dengan jumlah yang cukup

untuk kelancaran pelaksanaan

pengecoran pada malam hari. Rambu

rambu untuk keselamatan kerja

dipasang sehingga dapat terlihat baik

pada siang maupun malam hari.

Lokasi pencucian talang ’truckmixer’

dan pencucian ban ‘truck mixer’

sebelum keluar dari proyek untuk

menjaga kebersihan lingkungan

selama pelaksanaan pengecoran,

sehingga dapat dipastikan ‘truck mixer’

yang keluar dari lokasi proyek sudah

dalam kondisi bersih.

4. KONTROL SUHUDengan tebal slab rata-rata 2.5 – 3 m, maka diperlukan kontrol suhu untukmenghindari terjadinya retak akibat panas hidrasi yang tinggi. Darimenurunkan suhu awal beton segar dan memasang insulasi daristerofoam pada permukaan beton membatasi perbedaan suhu antara permukaanbeton dan beton yang tidak boleh melebihi 20° C.Pada proyek ini ada beberapa langkah yang dilakukan untuk menurunkan suhuawal beton segar:• Penyimpanan semen selama lebih dari satu minggu untuk menurunkan suhu semen sehingga di bawah 60° C. Satu buah silo di lokasi pabrik di Narogong dengan kapasitas 8.000 ton digunakan untuk menyimpan semen tersebut. Hasil pengukuran suhu semen• Pada pada saat penerimaan semen di ’batching plant’ di dapatkan suhu antara 52° C - 58° C.• Penggunaan fly ash sebanyak 15% dari total cementitious material. Material fly ash berfungsi untuk mengurangi panas hidrasi.• Pembasahan aggregate kasar dengan menggunakan sprinkle secara kontinu.Dari hasil pengukuran di lapangan diperoleh suhu awal beton segar antara 32°C35° C.Pemasangan ‘thermo couple’ pada tiga titik untuk memonitor suhu betonsehingga dapat menentukan kapan waktu yang tepat untuk melepas insulator.

Dari hasil pembacaan suhu melalui

‘thermo couple’ didapatkan suhu

tertinggi adalah 81° C yang terjadi

pada waktu beton berumur 48 jam.

Sedangkan data pembacaan

‘thermo couple’ dapat dilihat pada

tabel 2.

5. PelaksanaanKecepatan pengecoran di monitor

dengan menggunakan software

sehingga dapat dilakukan langkah

perbaikan apabila kecepatan

pengecoran rata-rata di bawah

rencana. Dari data yang tercatat maka

kecepatan rata-rata terendah 96m3/jam

dan tertinggi 202 m3/jam dengan

kecepatan rata-rata 162 m3/jam. Kontrol

pengiriman dilakukan dari ‘Central

Dispatch Room’ dan koordinasi dengan

team di lapangan. Dengan menggunakan

software di lapangan dapat langsung

dilihat berapa kecepatan rata-rata

pengecoran secara ‘real time’ (table 3),

sehingga dapat dilakukan langkah koreksi

yang dibutuhkan oleh masing-masing

pihak terkait.

Untuk mengisi tujuh buah ‘concrete pump’ maka di lokasi proyek dialokasikan 7

‘truck mixer’ menunggu ‘unloading’, 7 ‘truck mixer’ dalam proses ‘unloading’, 2

‘truck mixer’ cuci talang. Penggunaan ‘GPS – Global Positioning System’

membantu team di ‘Central Dispatch’ untuk mengatur pengiriman ‘truck mixer’

sehingga tidak terjadi penumpukan atau kekurangan ‘truck mixer’ di lokasi

proyek. Karena. Team di lokasi ‘Central Dispatch’ dapat memantau lokasi setiap

‘truck mixer’ secara ‘real time’, apabila terjadi penumpukan ‘truck mixer’ di

lokasi proyek maka pengiriman ‘truck mixer’ akan diperlambat.

6. KesimpulanKeberhasilan pelaksanaan ‘Mass Concreting’ dengan volume 9.070 m3adalah berkat hasil kerja sama tim dari pihak kontraktor utama, MK,pemasok beton ‘readymix’, pemasok ‘concrete pump’ dan pihak terkaitlainnya. ‘Mass Concreting’ dengan volume 9.070 m3 merupakan volumeterbesar setelah krisis ekonomi yang terjadi pada tahun 1998.Penggunaan peralatan GPS membantu kelancaran pelaksanaan ‘MassConcreting’. Kontrol suhu dengan menggunakan fly ash, semen dinginyang disimpan lebih kurang 1 minggu di silo, pembasahan aggregatedengan menggunakan ‘springkle’ dan penggunaan insulator untukmembatasi selisih suhu antara permukaan beton dan beton kurang dari20° C dapat mencegah terjadinya retak akibat panas hidrasi.Keberhasilan lain yang tidak kalah pentingnya selama pelaksanaan ‘MassConcreting’ adalah ‘Zero Accident’.

7. Referensi1. AM Neville (1986). “Properties of Concrete”. Longman Scientific & Technical. England2. Hutama Karya – Proyek Bakrie Tower. Hasil Pembacaan Suhu Thermo Couple.3. Holcim Indonesia. Data untuk Proyek Bakrie Tower.

TERIMA KASIHIr. Sri Utami, MT.