ANALISA KAJIAN BETON PASCA BAKAR DENGAN TAMBAHAN ADMIXTURE SUPERPLASTICIZER Deni Malik1 dan Rahmi Karolina2 1
Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan Email:
[email protected] 2 Staff Pengajar Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, jl. Perpustakaan No. 1 Kampus USU Medan Email:
[email protected] ABSTRAK Penelitian ini menjelaskan penggunaan admixture superplasticizer sebagai bahan tambahan dalam campuran beton diharapkan dapat meminimalkan kerusakan beton akibat pembakaran pada temperatur tinggi dengan meningkatkan kualitas beton baik berupa sifat mekanis yaitu kuat tekan maupun sifat fisis yaitu porositas beton. Adapun variasi penambahan admixture superplasticizer yang digunakan adalah 1%; 1,5%; dan 2%, sedangkan variasi pembakaran beton adalah 200ºC; 500ºC; dan 800ºC. Hasil pengujian menunjukkan penurunan kuat tekan dan kenaikan porositas beton akibat pembakaran pada temperatur tinggi. Kecenderungan kuat tekan beton akan turun seiring dengan kenaikan temperatur. Pada o o temperatur 200 C terjadi penurunan sebesar 7,14%; 40,57%; dan 65,71%, temperatur 500 C penurunan sebesar 2,74%; 15,07%; dan 65,75%, sedangkan temperatur 800ºC penurunan sebesar 13,79%; 14,47%; dan 53,95% dari kekuatan awal beton tanpa pembakaran. Porositas beton akan naik seiring dengan kenaikan temperatur dan persentase kenaikannya akan semakin besar o seiring dengan temperatur pembakaran. Pada temperatur 200 C terjadi peningkatan porositas sebesar 7,41% o o 11,853%, temperatur 500 C peningkatan sebesar 13,334% - 17,779%, dan temperatur 800 C peningkatan porositas bertambah sebesar 19,26% - 23,704%, dari porositas beton normal. Kata Kunci: beton pasca bakar, admixture superplasticizer, kuat tekan,porositas. ABSTRACT This research explain the using of superplasticizer admixture as an additional material for mixing concrete is expected to minimize damage due to burning at high temperatures to improve the quality of either the concrete compressive strength properties is mechanical and physical properties , namely porosity of concrete . The variation of the addition of superplasticizer admixture used is 1 % , 1.5 % and 2 % , while the variation of burning concrete is 200ºC, 500ºC , and 800ºC. The test results showed a decrease in compressive strength and porosity of the concrete due to the increase in combustion at high temperature . The tendency of concrete compressive strength will decrease with increasing temperature . At 200ºC temperature decrease of 7.14 %, 40.57 % and 65.71 % , temperature 500°C decreased by 2.74 %, 15.07 % and 65.75 % , while the temperature of 800ºC decreased by 13 , 79 %, 14.47 % and 53.95 % of the initial strength of concrete without burning . The porosity of the concrete will rise in line with the increase in temperature and the percentage increase will be even greater as the temperature of combustion . At 200C temperature increased porosity of 7.41% - 11,853 % , 500C temperature increase of 13.334 % - 17.779 % , and the temperature of 800oC increase in porosity is increased by 19.26 % - 23.704 % , of normal concrete porosity . Keywords : post- combustion concrete , superplasticizer admixture , compressive strength , porosity . 1. PENDAHULUAN Kebakaran dapat mengakibatkan kerusakan pada struktur bangunan, tak terkecuali pada struktur beton. Saat terbakar beton tidak dapat menghasilkan api namun dapat menyerap panas sehingga akan terjadi suhu tinggi berlebihan yang akan mengakibatkan perubahan pada microstructure beton. Pada batas suhu tertentu, pemanasan akan menyebabkan stabilitas ikatan jel semen pada beton menjadi hilang, pemuaian butiran kerikil (agregat), lepasnya ikatan semen dan pemuaian pada butiran, ini akan menyebabkan penurunan stabilitas kesatuan beton itu sendiri sehingga kuat beton menjadi turun. Perubahan atau kerusakan akibat kebakaran dipengaruhi oleh ketinggian suhu, lama pembakaran, jenis bahan pembentuk campuran beton, dan perilaku pembebanan.
Masalah utama yang dihadapi dalam menangani bangunan pasca kebakaran adalah bagaimana menaksir kekuatan sisa bangunan pasca kebakaran. Diketahuinya kekuatan sisa, kita dapat melakukan tindakan perbaikan yang paling efisien untuk memulihkan kondisinya seperti semula sehingga bangunan yang telah mengalami kebakaran dapat difungsikan kembali.Selama ini, bangunan yang telah mengalami kebakaran langsung dibongkar/dihancurkan (demolished action), padahal ada kemungkinan elemen struktur bangunan yang terbakar tersebut masih memiliki kekuatan. Berdasarkan uraian di atas perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui hubungan antara peningkatan ketinggian suhu, lama pembakaran, dan jenis bahan pembentuk campuran beton terhadap perubahan sifat dan karakteristik beton akibat kebakaran pada elemen struktur bangunan sehingga dengan data-data tersebut dapat diketahui kekuatan sisa (residual strength) dari material beton. Dengan demikian dapat ditentukan layak tidaknya struktur bangunan tersebut dipergunakan kembali. II. KAJIAN PUSTAKA Beton adalah material komposit (campuran) dari beberapa bahan batu-batuan yang direkatkan oleh bahan ikat. Beton dibentuk dari campuran agregat (kasar dan halus), semen, air dengan perbandingan tertentu dan dapat ditambah dengan bahan campuran tertentu apabila dianggap perlu. Bahan air dan semen disatukan akan membentuk pasta semen yang berfungsi sebagai bahan pengikat sedangkan agregat halus dan agregat kasar sebagai bahan pengisi. Kekuatan, keawetan, dan sifat beton yang lain tergantung pada sifat bahan-bahan dasar, nilai perbandingan bahan-bahannya, cara pengadukan maupun cara pengerjaan selama penuangan adukan beton, cara pemadatan, dan cara perawatan selama proses pengerasan.(Gideon,1993) Menurut Tjokrodimuljo (2000) beton pada dasarnya tidak diharapkan mampu menahan panas sampai di atas 250°C. Beton yang dipanaskan hingga di atas 800°C akan mengalami degradasi berupa pengurangan kekuatan yang cukup signifikan yang mungkin tidak akan kembali lagi (recovery) setelah proses pendinginan. Tingginya kehilangan kekuatan dan dapat tidaknya kekuatan material kembali seperti semula ditentukan oleh jenis material yang digunakan, tingkat keparahan pada proses kebakaran, dan lama waktu pembakaran.Tingginya tingkat keparahan (temperatur) dan lamanya waktu pembakaran menyebabkan berkurangnya kekuatan tekan suatu material beton terlebih lagi timbulnya tegangan geser dalam (internal shear stress) sebagai akibat adanya perbedaan sifat thermal antara semen dan agregat. Pengaruh Temperatur Tinggi Terhadap Beton Peningkatan termperatur 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, yakni 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, dan batu pasir tidak mengalami perubahan kimia pada suhu yang biasa dijumpai dalam kebakaran (Norman Ray,2009). Fenomena yang dapat dilihat pada beton yang terkena beban panas (kebakaran) yang ekstrim adalah terjadinya sloughing off (pengelupasan), retak rambut dan retak lebar, serta warna beton. Dari pengamatan secara visual dapat diperkirakan suhu yang pernah dialami oleh beton. (Nugraha, P., 2007)
Penggunaan Admixture Superplasticizer Pada Beton Pasca Kebakaran Penggunaan bahan tambahan harus didasarkan pada alasan-alasan yang tepat, misalnya untuk memperbaiki sifatsifat tertentu pada beton. Pencapaian kekuatan awal yang tinggi, kemudahan pekerjaan, menghemat harga beton, memperpanjang waktu pengerasan dan pengikatan, mencegah retak. Para pemakai harus menyadari hasil yang diperoleh tidak akan sesuai dengan yang diharapkan pada kondisi pembuatan beton dan bahan yang kurang baik. Jenis admixture yang dipakai dalam penelitian ini adalah admixture type E yaitu High Range Water Reducer admixture dengan merek dagang SikaCim Concrete Additive yang befungsi sebagai bahan tambah dalam campuran beton. Admixture Superplasticizer jenis ini memiliki beberapa keunggulan diantaranya dapat menambah kemudahan dalam pengerjaan (workability),meningkatkan kekuatan awal beton, mempercepat pengerasan beton, dapat mengurangi pemakaian air sampai 15% dari pemakaian air pada beton normal, dan yang paling penting keunggulannya dapat mengurangi keropos pada betonyang merupakan sumber masalah yang timbul pada beton pasca kebakaran.
III. METODOLOGI Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah kajian eksperimental yang secara umum meliputi: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Penyediaan bahan penyusun beton. Pemeriksaan bahan. Perencanaan campuran beton (Mix Design). Pembuatan benda uji. Pemeriksaan nilai slump. Pengujian kuat tekan beton umur 28 hari. Pengujian porositas beton umur 28 hari. Pengujian pembakaran beton umur 28 hari
PENYEDIAAN BAHAN
KERIKIL
SEMEN
PASIR
AIR
SIKA CIM CONCRETE ADDITIVE
PEMERIKSAAN BAHAN MIX DESIGN PEMBUATAN BENDA UJI TIPE 1%, 1,5%,dan 2% PENGERINGAN (selama 24 jam)
PERENDAMAN (selama 28hari)
PEMBAKARAN
TANPA BAKAR
PENGUJIAN
KUAT TEKAN
POROSITAS
ANALISA DATA
HASIL / LAPORAN PENELITIAN
Pembuatan Benda Uji Pembuatan benda uji terdiri dari empat variasi campuran untuk percobaan yaitu campuran normal tanpa bahan pengganti dan campuran dengan penambahan admixture superplasticizer sebesar 1%; 1,5%; dan 2% dari pemakaian semen. Perencanaan Campuran Beton Perencanaan campuran beton dimaksudkan untuk mengetahui komposisi atau proporsi bahan-bahan penyusun beton. Proporsi bahan-bahan penyusun beton ini ditentukan melalui sebuah perancangan beton (mix design). Hal ini dilakukan agar proporsi campuran dapat memenuhi syarat teknis secara ekonomis. Dalam menentukan proporsi campuran dalam penelitian ini digunakan metode Departemen Pekerjaan Umum yang berdasarkan pada SK SNI T-15-1990-03. Kriteria dasar perancangan beton dengan menggunakan metode Departemen Pekerjaan Umum ini adalah kekuatan tekan dan hubungan dengan faktor air semen. Perhitungan mix design secara lengkap dapat dilihat pada lampiran. Dari hasil perhitungan mix design tersebut diperoleh perbandingan campuran beton antara semen : pasir : kerikil : air = 1,00 : 1,85 : 2,83 : 0,53. Proses Pembakaran Beton Pada penelitian ini dilakukan uji pembakaran terhadap campuran beton dengan penambahan admixture superplasticizer sebanyak 1%; 1,5%; dan 2% dibandingkan dengan beton normal. Pengujian pembakaran menggunakan mesin furnace dilaksanakan di Laboratorium Teknik Mesin Growth Centre Kopertis Wilayah I Aceh-Sumatera Utara. Alat uji ini biasa digunakan untuk proses penyepuhan besi, aluminium, baja ataupun logam, dan lainnya tetapi pada saat ini akan dilakukan pembakaran terhadap beton untuk mengetahui efek terhadap beton pasca kebakaran. Percobaan ini menggunakan benda uji berbentuk kubus dengan ukuran 15cm x15cm x15cm.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian Kuat Tekan Beton Pengujian kuat tekan beton dilakukan dengan menggunakan alat Mesin Compressor (Compressor Mechine). Kuat tekan beton dapat diperoleh dengan menggunakan rumus. Data hasil pengujian kekuatan tekan beton dengan penambahan admixture superplasticizer untuk tiap-tiap suhu pembakaran, sebagai berikut:
Tabel 4.1 Beton dengan Tambahan Admixture Superplasticizer Tanpa Pembakaran Beban Tekan Kuat Tekan Sampel ( ton) ( kg/cm2) Beton admixture 1% 70 311,111 Beton admixture 1,5%
73
324,444
Beton admixture 2%
87
386,667
Tabel 4.1 menunjukkan data beban tekan yang dipeoleh dari hasil pengujian untuk beton dengan tambahan admixture superplasticizer 1%; 1,5%; dan 2% tanpa pembakaran berturut- turut yaitu sebesar 70 ton, 73 ton dan 87 ton. Ketiga data menunjukkan bahwa penambahan admixture superplasticizer pada campuran beton dapat meningkatkan beban tekan beton.
Gambar 4.1 menunjukkan data beban tekan dan kuat tekan untuk beton dengan tambahan admixture superplasticizer sebanyak 1% dengan pembakaran pada temperatur 200°C, 500°C, dan 800°C, bahwa semakin meningkatnya temperatur beban tekan maksimum yang mampu dipikul beton semakin berkurang kekuatannya. Artinya beton semakin lemah dan kuat tekan beton berturut- turut menurun sebesar 7,14%;40,57%; dan 65,71 % dari kekuatan awal beton.
Kuat Tekan(kg/cm²)
Pengaruh Penambahan Admixture Superplasticizer 1% Terhadap Kuat Tekan Beton Pasca Bakar 400 311.111 288.889
300 200
184.889
100
106.667
0 0
500
Beton Admixture 1% Pasca Bakar
1000
Temperatur (ºC)
Gambar 4.1 Grafik Kuat Tekan Beton Admixture 1% Pasca Bakar Terhadap Temperatur. Gambar 4.2 menunjukkan data beban tekan dan kuat tekan untuk beton dengan tambahan admixture superplasticizer sebanyak 1,5% dengan pembakaran pada temperatur 200°C, 500°C, dan 800°C bahwa semakin meningkatnya temperatur beban tekan maksimum yang mampu dipikul beton semakin berkurang kekuatannya. Artinya beton semakin lemah dan kuat tekan beton berturut- turut menurun sebesar 2,74%; 15,07 %; dan 65,75 % dari kekuatan awal beton.
Kuat Tekan(kg/cm²)
Pengaruh Penambahan Admixture Superplasticizer 1,5% Terhadap Kuat Tekan Beton Pasca Bakar 400
324.444 315.556
300 200
275.556 111.111
100 0 0
200
400
600
800
Beton Admixture 1,5% Pasca Bakar
1000
Temperatur (ºC)
Gambar 4.2 Grafik Kuat Tekan Beton Admixture 1,5% Pasca Bakar Terhadap Temperatur
Gambar 4.3 menunjukkan data beban tekan dan kuat tekan untuk beton dengan tambahan admixture superplasticizer sebanyak 2% dengan pembakaran pada temperatur 200°C, 500°C, dan 800°C menunjukan semakin meningkatnya temperatur beban tekan maksimum yang mampu dipikul beton semakin berkurang kekuatannya. Artinya beton semakin lemah dan kuat tekan beton berturut-turut menurun sebesar 13,79%; 14,47 %; dan 53,95 % dari kekuatan awal beton.
Kuat Tekan(kg/cm²)
Pengaruh Penambahan Admixture Superplasticizer 2% Terhadap Kuat Tekan Beton Pasca Bakar 500 400 300 200 100 0
386.667 333.333
297.778 155.556
0
200
400
600
800
Beton Admixture 2% Pasca Bakar
1000
Temperatur (ºC)
Gambar 4.3 Grafik Kuat Tekan Beton Admixture 2% Pasca Bakar Terhadap Temperatur Tabel 4.2 Rangkuman Data Kuat Tekan Beton Pasca Bakar dengan Tambahan Admixture Superplasticizer Kuat Tekan (kg/cm²) Temperatur Beton Admixture Beton Admixture Beton Admixture (ºC) 1% 1,5% 2% 27 311,111 324,444 386,667 200 288,889 315,556 333,333 500 184,889 275,556 297,778 800 106,667 111,111 155,556 Tabel 4.2 merupakan rangkuman data antara kenaikan temperatur dengan kuat tekan beton dengan masing-masing penambahan admixture superplasticizer sebanyak1%; 1,5%; dan 2%. Tabel tersebut menunjukkan kecenderungan bahwa kuat tekan beton akan turun seiring dengan kenaikan temperatur. Pada temperatur 200°C penurunan sebesar 7,14%; 40,57 %; dan 65,71 %, temperatur 500°C penurunan sebesar 2,74%; 15,07 %; dan 65,75 %,pada temperatur 800°C penurunan sebesar 13,79%; 14,47 %; dan 53,95 % dari kekuatan awal beton tanpa pembakaran.
Pengaruh Penambahan Admixture Superplasticizer Terhadap Kuat Tekan Beton Pasca Bakar
Kuat Tekan(kg/cm²)
500 400
386.667 333.333 324.444 311.111315.556 288.889
300 200
297.778 275.556 184.889
100
155.556 111.111 106.667
Beton Admixture 1% Pasca Bakar
0 0
500 Temperatur (ºC)
1000
Gambar 4.4 Grafik Kuat Tekan Beton Admixture Pasca Bakar Terhadap Temperatur Dari Gambar 4.4 dapat dilihat bahwa semakin tinggi temperatur maka kuat tekan beton semakin rendah. Disaat suhu 500ºC dengan penambahan admixture superplasticizer sebanyak 1% kuat tekan yang 2 dihasilkan184,889 kg/cm , untuk penambahan admixture superplasticizer sebanyak 1,5% kuat tekan betonnya 2 adalah 275,556 kg/cm , dan penambahan admixture superplasticizer sebanyak 2% kuat tekan beton yang
dihasilkan sebesar 231,111 kg/cm2. Hasil inimenunjukkan beton yang diberi tambahan admixture superplasticizer yang lebih banyak akan memiliki kuat tekan yang masih cukup tinggi. Hal ini terjadi karena beton yang ditambahi admixture superplasticizer memiliki cukup air untuk melawan panas pembakaran walaupun penggunaan air dikurangi 10% -15% dari penggunaan air pada pembuatan beton normal. Air yang terserap pada agregat mulai menguap, penguapan menyebabkan penyusutan pasta semen. Disaat temperatur 500°C sampai dengan 800°C terjadi penurunan kuat tekan yang cukup signifikan, disaat suhu 800°C untuk beton dengan penambahan admixture superplasticizer sebanyak 1% kuat tekan yang dihasilkan 2 adalah 106,667 kg/cm , untuk penambahan admixture superplasticizer 1,5% kuat tekannya adalah 111,111 2 2 kg/cm , dan untuk penambahan admixture superplasticizer 2% kuat tekannya adalah 155,556 kg/cm . Penurunan kuat tekan ini disebabkan karena pasta semen yang sudah terhidrasi terurai kembali Ca(OH)2 → CaO + H2O. CaO (kapur) yang bersifat higroskopis (menyerap air), sedangkan H2O mulai menguap pada temperatur 100°C sehingga menyebabkan beton kering dan rapuh (Febrina, F., 2010). Dalam hal ini dapat dilihat bahwa semakin tinggi temperatur pembakaran maka kuat tekan beton semakin rendah. Bila dibandingkan nilai kuat tekan pada penambahan admixture superplasticizer sebanyak 1%; 1,5%; dan 2% kuat tekan beton yang dihasilkan semakin menurun. Untuk suhu 200°C, penurunannya dapat mencapai 2,74 % – 13,79 %, untuk suhu 500°C mencapai 14,47 % – 40,57 %, untuk suhu 800°C mencapai 53,95 % – 65,75 %, dimana pada suhu 800°C dengan tambahan admixture paling sedikit yaitu 1% tampak fisik permukaan beton sudah mengelupas dan struktur bagian dalamnya sangat rapuh. Kapur dari hasil pembakaran bila ditambahkan air akan mengembang dan retak. Semen dan air berfungsi sebagai perekat serta penguat beton. Selama proses hidrasi, dua komponen senyawa terpenting dalam butiran semen yaitu C2S dan C3S bereaksi dengan H20 dan menghasilkan CSH dan (CaOH)2. C-S-H berfungsi sebagai zat penentu kekerasan beton dan pengikat agregat. Proses hidrasi adalah proses dimana komposisi kimia semen CaO disingkat C, SiO2 disingkat S, Al2O3disingkat A, Fe2O3 disingkat F, bereaksi dengan air H2O disingkat (H). Efek proses hidrasi ini kemudian menjadikan Kristal-kristal berukuran mikro dan nano yang disebut gel dan Ca(OH)2 yang akan tumbuh terus mengisi rongga-rongga kristal dimana rongga-rongga tersebut berisi air dan tumbuh menjadi kristal-kristal padat yang sesuai berjalannya waktu terus tumbuh memadati ruangruang kristal yang masih kosong. Terjadinya penurunan kuat tekan disebabkan karena adanya proses dekomposisi unsur C-S-H (Calcium Silica Hydrate) yang terurai menjadi kapur bebas CaO serta SiO2 yang tidak memiliki kekuatan sama sekali. UnsurC-S-H merupakan unsur utama yang menopang kekuatan beton, maka pengurangan C-S-H yang jumlahnya cukup banyak akan sangat mengurangi kekuatan beton. Ketika suhu dinaikkan sampai mencapai 800ºC terjadi proses karbonisasi yaitu terbentuknyaCalsium Carbonat (CaCO3) yang berwarna keputih-putihan sehingga merubah warna permukaan beton menjadi lebih terang. Disamping itu,pada temperatur ini terjadi penurunan drastis lekatan antara batuan dan pasta semen ditandai oleh retak-retak dan kerapuhan beton (beton dapat dengan mudah dipecah oleh tangan). Pengujian Porositas Beton Pengujian porositas beton dilakukan dengan menggunakan timbangan. Masing- masing beton ditimbang sebelum dan setelah mengalami proses pembakaran. Porositas beton dapat diperoleh dengan menggunakan rumus mencari porositas beton. Tabel 4.3 Data Porositas Beton dengan Penambahan Admixture Superplasticizer 1% Pasca Bakar Sampel Temperatur (ºC) Porositas (%) 1 27 5,925 2 200 17,778 3 500 23,704 4 800 29,629 Tabel 4.3 menunjukkan data rata-rata porositas dari benda uji untuk betondengan temperatur pembakaran 200°C, 500°C,dan 800°Cdengan penambahan admixture superplasticizer 1%. Terlihat bahwa semakin meningkatnya temperatur, porositas beban beton semakin bertambah. Artinya massa beton berkurang dan beton semakin rapuh dan keropos. Hal ini mengakibatkan kuat tekan beton menurun.
Tabel 4.4 Data Porositas Beton dengan Penambahan Admixture Superplasticizer 1,5% Pasca Bakar Sampel Temperatur (ºC) Porositas (%) 1 27 2,962 2 200 16,296 3 500 22,222 4 800 28,148 Tabel 4.4 menunjukkan data rata-rata porositas dari benda uji untuk betondengan temperatur pembakaran 200°C, 500°C,dan 800°C dengan penambahan admixture superplasticizer 1,5%.Terlihat bahwa semakin meningkatnya temperatur, porositas beban beton semakin bertambah, artinya massa beton berkurang dan beton semakin rapuh dan keropos. Hal ini mengakibatkan kuat tekan beton menurun. Tabel 4.5 Data Porositas Beton dengan Penambahan Admixture Superplasticizer 2% Pasca Bakar Sampel Temperatur (ºC) Porositas (%) 1 27 2,962 2 200 13,333 3 500 19,259 4 800 25,185 Tabel 4.5 menunjukkan data rata-rata porositas dari benda uji untuk beton dengan temperatur pembakaran 200°C, 500°C,dan 800°C dengan penambahan admixture superplasticizer 2%.Terlihat bahwa semakin meningkatnya temperatur, porositas beban beton semakin bertambah, artinya massa beton berkurang dan beton semakin rapuh dan keropos. Hal ini mengakibatkan kuat tekan beton menurun. Gambar 4.5 merupakan rangkuman data antara kenaikan temperatur terhadap porositas beton dengan masing-masing penambahan admixture superplasticizer sebanyak 1%; 1,5%; dan 2%.Grafik tersebut menunjukkan kecenderungan bahwa porositas beton akan naik seiring dengan kenaikan temperatur dan persentase kenaikannya akan semakin besar seiring dengan temperatur pembakaran, pada temperatur 200°C terjadi peningkatan porositas sebesar 7,41% - 11,853%, temperatur 500°C peningkatan sebesar 13,334% 17,779%, dan pada temperatur 800°C peningkatan porosita bertmbah sebesar 19,26% - 23,704%,dari porositas beton normal.
Pengaruh Penambahan Admixture Superplasticizer Terhadap Porositas Beton Pasca Bakar 35
Porositas (%)
30 25 20
17.778 16.296 13.333
15 10
29.629 28.148 25.185
23.704 22.222 19.259
Porositas Beton Admixture 1% Porosita Beton Admixture 1,5% Porositas Beton Admixture 2%
5.925 2.962
5 0 0
200
400
600
800
1000
Temperatur (ºC) Gambar 4.5 Grafik Porositas Beton Admixture Pasca Bakar Terhadap Temperatur Dari hasil pengujian diatas terlihat bahwa semakin tinggi temperatur pembakaran, maka porositas beton makin besar. Hal ini mengakibatkan beton menjadi keropos. Hal tersebut dapat dibuktikan pada Gambar 4.5 dimana peningkatan temperatur pembakaran menyebabkan angka porositas beton meningkat.
Pada penambahan admixture superplasticizer pada beton pasca bakar, hal tersebut disebabkankarena (H2O) yang terkandung di dalam beton sebagian besar akan menguap. Kondisi tersebut disebabkan pada beton yang dibakar akan terjadi penguapan air bebas dalam pori-pori kapiler yang berukuran besar, kemudian disusul air dalam poripori gel yang lebih kecil ukurannya tapi terikat gesekan lebih kuat. Molekul air yang akan keluar (migrasi) terhalang, maka terjadi gesekan dengan pori-pori beton akibatnya timbul retak-retak mikro, sehingga porositas beton meningkat. Dengan meningkatnya porositas, maka kuat tekan beton menjadi turun dan menyebabkan kerusakan pada struktur beton. Hal inilah yang ingin diatasi dalam alasan penambahan admixture superplasticizer dengan penambahan admixture jenis ini pada proses pencampuran beton segar memungkinkan beton yang dihasilkan akan lebih padat sehingga massa jenis beton bertambah, mengindikasikan bahwa pori-pori kapiler pada beton sangat sedikit sehinggaporositas yang dialami beton akibat pembakarandapat berkurang yang menyebabkan beton masih memiliki kekuatan sisa yang cukup. Dengan diketahuinya kekuatan sisa, kita dapat melakukan tindakan perbaikan yang paling efisien untuk memulihkan kondisinya seperti semula sehingga bangunan yang telah mengalami kebakaran dapat difungsikan kembali. Selama ini, bangunan yang telah mengalami kebakaran langsung dibongkar/dihancurkan (demolished action), padahal mungkin elemen struktur bangunan yang terbakar tersebut masih memiliki kekuatan.
Pengamatan Warna Dan Kondisi Visual Beton Tabel 4.6 Pengamatan Warna dan Kondisi Visual Beton Pasca Bakar pada Temperatur Tertentu Hasil Pengamatan Visual Suhu (ºC) Kondisi Warna Beton 200 Normal Normal 500 Retak Rambut (Cracking) Coklat Keabuan 800 Retak Permukaan (Crazing) Putih Keabuan Langkah awal dalam memperkirakan suhu yang pernah dialami beton dapat dilakukan melalui pengamatan secara visual. Warna beton yang terbakar dapat menunjukkan tingkat kebakaran, seperti yang disajikan Tabel 4.6. Tabel tersebut menunjukkan hasil pengamatan perbedaan warna beton dan kondisi permukaan beton setelah dibakar. Warna beton yang mulai kecoklatan hingga putih menunjukkan bahwa kebakaran tersebut cukup parah. Agregat atau pasir mengandung beberapa senyawa besi. Senyawa-senyawa besi menghasilkan warna krim, kuning, merah, hitam dan coklat. Liconit merupakan senyawa besi yang sangat umum menghasilkan warna krim, kuning dan coklat. Sedangkan hematit akan memberikan warna merah. Senyawa besi silika memberikan warna hijau, senyawa mangaan menghasilkan warna coklat dan senyawa karbon memberikan warna biru, abu-abu, hijau atau coklat. Perubahan warna beton mulai tampak disaat suhu 500°C yang berwarna cokelat keabu-abuan. Hal ini terjadi karena adanya senyawa garam besi dalam agregat atau pasir beton yang menyebabkankan beton berubah warna. Jika suhu mencapai 800°C terjadilah proses karbonisasi yaitu terbentukCalsium Carbonat (CaCO3) yang berwarna keputih-putihan sehingga merubah warna beton menjadi lebih terang. Temperatur yang tinggi pada struktur beton menyebabkan beton mengalami kerapuhan, dan tanda-tanda visual yang terjadi pada beton adalah: 1. Perubahan warna beton 2. Perubahan bentuk beton, seperti: Terkelupas Pecah Munculnya pori V.KESIMPULAN Dari data penelitian yang diperoleh dan analisa data yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan, sebagai berikut: 1. Fenomena kebakaran pada struktur beton akan menyebabkan perubahan struktur, antara lain: retak, kerusakan/keruntuhan, dan perubahan warna permukaan beton. Warna beton akan berubah sejalan dengan naiknya temperatur. Perubahan warna tesebut disebabkan karena agregat atau pasir yang mengandung beberapa senyawa besi yang juga dapat menyebabkan korosi. 2.
Beton akan mengalami penurunan kekuatan seiring dengan kenaikan suhu. Dalam hal ini, dapat dinyatakan bahwa temperatur sangat berpengaruh penting dalam menentukan sifat mekanis beton.
3.
Penambahan admixture superplasticizer pada campuran beton dengan substitusi 1%; 1,5%; dan 2% dari pemakaian semen dapat meningkatkan kuat tekan dan meminimalkan kerusakan pada beton pasca kebakaran. Hal ini dikarenakan beton dengan penambahan admixture memiliki cukup air untuk melawan panas pembakaran walaupun penggunaan air dikurangi 10% -15% dari penggunaan air pada pembuatan beton normal.
4.
Semakin tinggi temperatur pembakaran menyebabkan porositas beton semakin besar.
5.
Penambahan admixture superplasticizer pada campuran beton dengan substitusi 1%; 1,5%; dan 2% dari pemakaian semen dapat mengurangi porositas pada beton pasca bakar. Kuat tekan beton berbanding terbalik dengan porositas. Semakin kecil porositas beton semakin besar nilai kuat tekan beton, hal ini disebabkan karena air (H2O) yang terkandung di dalam beton sebagian besar akan menguap. Meningkatnya porositas menyebabkan kuat tekan beton menjadi turun dan menimbulkan kerusakan struktur beton.
5. SARAN Beberapa saran untuk penelitian lebih lanjut, sebagai berikut:
1.
Diharapkan peneliti selanjutnya dapat menguji sifat mekanis atau sifat fisis beton pasca bakar yang lain seperti: elastisitas, kuat tarik, atau sifat beton pasca bakar lainnya yang belum pernah diteliti sebelumnya.
2.
Peneliti berikutnya diharapkan pada saat pengujian porositas dapat melakukan pengukuran benda uji setelah pembakaran untuk mengetahui dampak pembakaran terhadap porositas beton.
3.
Dapat dilakukan pengujian terhadap beton bertulang dengan menitik beratkan pada pengujian tulangan.
4.
Peneliti selanjutnya dapat menguji sifat mekanis ataupun fisis untuk mutu beton yang lain.
5.
Peneliti berikutnya melakukan validasi dengan meneliti variasi durasi dan temperatur yang belum pernah diteliti sebelumnya.
6. DAFTAR PUSTAKA ASTM, Annual Books of ASTM Standards, 1991,Concretes and Aggregates, Vol.04.02 Construction, Philadelphia-USA: ASTM,1991,PA19103-1187. Sutapa,Dede,A.A.,2011, Porositas, Kuat Tekan dan Kuat Tarik Belah Beton dengan Agregat Kasar Batu Pecah Pasca Dibakar, Jurnal Ilmiah Teknik Sipil Vol 15 No.1, Universitas Udayana-Denpasar. Bayuasri, Trisni, Indarto H., & Antonius, 2006, Perubahan Perilaku Mekanis Beton Akibat Temperatur Tinggi, Jurnal PILAR Vol 15 No.2, Universitas Diponegoro-Semarang. Pujianto,As’at,Putro,Y.S.,Retno,Tri, & Ariska O., 2006,Beton Mutu Tinggi dengan Admixture Superplasticizer dan Aditif Silicafume,Jurnal Teknik Sipil, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta-Yogyakarta. Mulyono, T., 2003,Teknologi Beton,Penerbit Andi, Yogyakarta. Murdock, L.J., & Brook K.M., 1986,Bahan dan Praktek Beton, Penerbit: Erlangga, Jakarta. Nugraha,P.,& Antoni, 2007,Teknologi Beton, Penerbit Andi, Yogyakarta. Sagel, R., Kole, P., &Gideon, K., 1993,Pedoman Pengerjaan Beton,Penerbit: Erlangga, Jakarta.
