~ITH Vo1.5 No.3 Nopember 2009: 455 - 459
PENURUNAN KUAT TEKAN BETON MUTU K250
AKIBAT PANAS
Oleh : Ukiman
StafPengajar Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Semarang
J1. Prof. H. Sudarto S.H., Tembalang, Semarang 50275
Abstrak Sifat bah an pada beton adalah keras, padat, dan serta kekuatan tekannya dapat dirancang sesuai yang diinginkan, maka beton digunakan dalam berbagai komponen struktur atau elemen bangunan. Namun bahan ini tak berbeda jauh dengan bahan lainnya, bila terkena panas atau terbakar akan mengalami pemuaian dan ada bagian yang berubah sifatnya Oadi bas menguap atau abu) hal ini tentunya akan merubah nilai kuat tekan beton. Pada beton K 250 yang terbakar dengan durasi 2 - 3 jam dan 5 - 6 jam diperoleh tingkat kerusakan beton dengan besamya penurunan dari kuat tekan jika sesuai umur beton yaitu untuk terbakar 3 jam kondisi panas turunnya sampai 20%, untuk dingin lebih dari 30% sedangkan terbakar 6 jam pada kondisi panas turun lebih dari 38% dan pada kondisi dinginl pasca bakar mencapai separuh kekuatan yang ada atau 50%.
Kata kunci : Beton, bakar, tingkat rusak
1. Pendahuluan
Bahan beton merupakan bahan yang praktis, selain murah bahan ini mudah untuk dibentuk sesuai kebutuhan, baik dimensi atau ukuran maupun rancangan kekuatan atau nilai karakteristiknya. Mutu beton dari non struktual hingga beton struktural atau beton mutu rendah hingga mutu tinggi dapat dirancang. Campuran agregat (butir-butir) material, pasir dan semen ditambah air akan mengeras dalam waktu tertentu (PBBI-1971). Sedangkan menurut Tjokrodimulyo 1996, campuram semen, air dan agregat dengan atau tanpa bahan tambahan tertentu bila dituang dalam cetakan dan dibiarkan maka akan mengeras seperti batuan, hal ini karena peristiwa reaksi kimia antara air dan semen yang berlangsung selama waktu yang panjang hingga campuran bertambah keras setara dengan umurnya. 1.1
Latar Belakang
Pesatnya pembangunan disegala bidang konstruksi baik j embatan, perkerasan j alan dengan rigid pavement maupun gedung
berlantai banyak,menarik para cendikia untuk merancang beton mutu tinggi dan sebagainya yang akhimya terbangun fasilitas seperti j alan layang dengan konstruksi beton dan teknik sosrobabu pada bagian pilar. Gedung berlantai banyak dikota-kota besar seperti di swalayan, perkantoran bam seperti rusunawa (Rumah Susun Sewa Sederhana), yang masing-masing bangunan dilengkapi sarana pelengkap seperti dapur untuk memasak, pemanas air dengan tangkinya. Sehingga ada kebakaran digedung ber lantai banyak seperti ruko di Jakarta terbakar, pabrik konveksi maupun pasar swalayan lantai 4 terbakar. Tentunya pengaruh pemanasan/pelnbakaran pada komponen bangunan dari bahan beton akan berdampak pada kerusakan yang terjadi. Menurut Trimulyono, 2003, pengaruh panas (temperatur) dapat menyebabkan penurunan mutu beton, penurunan atau kerusakan pada beton dapat terjadi akibat nilai muai antara bahan agregat akan mengelnbang dan pasta semen akan nlenyusut sehingga tinlbul retak retak atau lepas yang mengakibatkan kuat tekan beton menurun. Akibat material beton yang memuai dan retak dan kekuatan turun maka pengaruh
455
Penurunan Kuat Tekan Beton Mutu K250 Akibat Panas .............................................................. Ukiman
terhadap kesetabilan bangunan akan hi lang sehingga bangunan dapat roboh.
1.2
Tujuan Pengkajian
Tujuan pengkajian 1m adalah untuk mengetahui besamya penurunan kuat tekan beton mutu K 250 yang mengalami pemanasan/terbakar dengan tempo bakar 2 3 jam dan 5 - 6 jam melalui kubus beton 15 x15x15 pada umur beton 3,7,14,dan 28 hari dengan kondisi panas bara api. Hasil evaluasi pembakaran nilai kuat tekan yang diperoleh akibat tempo pembakaran dapat dikaji terhadap tingkat kerusakan atau hilangnya kuat tekan yang terjadi.
1.3
Manfaat Pengkajian
Diharapkan dari hasil penguJlan dapat memberi : a. Ganlbaran perilaku hasil uji beton pengaruh pembakaran terhadap nilai kuat tekan hubungan umur beton. b. Mengevaliasi tingkat pengaruh pembakaran mutu beton melalui kuat taknnya. c. Harapan dari pengkajian Inl dapat memberikan informasi kerusakan dan bahaya yang terj adi, sehingga langkah perlindungan pada elemen struktur beton yang akan kena panas dilakukan dari awal.
Beton yang terbakar akan mengalami peguraian kembali bahan utama beton, C-S H dan Ca(OH)2 sehingga bagian padat beton terurai menjadi bahan penyusunnya C2S atau C3S dan bahkan dapat berlanjut menjadi kalsit (CaO) yang dapat diikat oleh udara / terlarut dalam air dan silikat, (priyosulistyo, 2001).
3. Metode Pengkajian Untuk memperlancar proses tersedianya bahan beton dilakukan langkah berikut: Persiapan bahan dan alat.
3.1. Persiapan bahan Pembelian bahan beton dari toko meterial dan pemeriksaan data awal (semen PC Gresik, pasir Muntilan, dan agregat kasar 1x2 Gunungpati). Tabel 2. Hasil pemeriksaan awal diperoleh paramet er No
1 2
3
2. Tinjauan Pustaka Menurut Gambur 1986, faktor-faktor yang mempengaruhi kekeutan beton adalah faktor air semen, jumlah semen, umur beton. Sifat agregat dan cara pengerjaanya. Reaksi air dan semen menimbulkan panas yang sering disebut reaksi hidrasi semen, akan membentuk senyawa baru yang keras dan padat, namun kimianya (3CaO 2Si02 3H20) atau dikenal C3S2H3 disebut kalsium silikat hi drat atau C-S-H
456
4
Diskripsi/uraian Semen PC I Gresik Beratjenis Berat isi Agregat kasar (batu pecah gunung pati) 0 Berat isi lepas 0 Kadar air alami Daya serap 0 Berat jenis SSD 0 Madulus kehalusan butir 0 Pasir muntilan 0 Berat isi Jepas Kadar air alami 0 Daya resap 0 Berat jenis SSD 0 Madulus kehalusan butir 0 Air adukan dipakai air yang ada dilaborat
Satuan
-
nilai
grl cnY
3,14 1,284
gr I cm3 % %
1,45 1,14 1,78 2,78 6,99
gr / cm3 % %
1,27 0,13
2,44 2,97 2,25
Airbersih
3.2. Kegiatan yang dilakukan untuk alat a. Survey lapngan dan alat (beli tungku, arang kayu, penjepit kubus). b. Pengecekan alat pengaduk/molen, timbangan mesin tekan dan cetakan kubus dirawat. c. Termometer suhu tinggi dan kipas angin serta tabel pencatatan.
~ITH Vo1.5 No.3 Nopember 2009: 455 - 459
d. Bak perendam untuk perawatan sampel kubus. e. Rancangan pemanasan beton berdasarkan sempel dan umur (scheuling pengujian). Rancangan campuran beton (mix desigen) Berdasar data bahan agregat kasar modulus kehalusan 7,01, berat isi SSD besamya 2,77 dan daya serap 1,79 pasir modulus kehalusan 2,22 , berat isi SSD = 2,95 dan daya sepap 2,42 serta semen berat isinya 1,286. hasil rancangan dengan metode DUE untuk beton mutu K 250 diperoleh rancangan mix desigen dengan perbandingan 1pc : 1,985 par : 3,23 krck dan untuk porsi berat 320 kg pc : 810 kg ps : 1320 krck dan air butu 280lt untuk memudahkan dalam pembuatan benda uji dilakukan perhitungan sesuai cetakan khusus beton yaitu 14 buah. Maka untuk 14 buah kubus butuh bahan 19,25 pc: 36,5 kg ps : 60 kg krck serta air 13,25 It .
Tabel 2. U' i kuat tekan No
2
4
Uraian masalah Beton asH
Beton dipanasi 2 3 jam
dan 5 - 6jam (panas) Beton dipanasi 2 3 jam dan 5 - 6'am din .
lumlah kubus
6
8
8 4macam
8 9 10 7 11 12 8 9 10 7 11 12 8 9 10 7 11 12 1 2 3 4 5 6
7 7 7 7 7 7 14 14 14 14 14 14 28
Ukuran kubus
&ban up
Luas bidang
mutukg
15x15xl
tekancnr 225
15x15xl
225
15x15xl
225
15x15xl
225
39500 32600 3500 38000 35500 34800 58000 52500 54000 56500 54500 54500 51700 53200 59500 50700 49800 50000 65000 63500 63500 57000 65000 58500
229,77 236,44 264,44 225,33 221,53 226,22 288,88 282,22 282,22 253,33 288,88 260,00
273,92
Tabel 3. Data Kuat Tekan Beton Mutu K 250 k.tekan rata
2 4 5 2 5 6 1 3 6 7 8
Pembuatan benda uji kubus beton Benda uji dibuat sesuai cetakan beton yang ada dan disesuaikan dengan pelaksanaan dan pembakarannya supaya efisien dan efektif. Semua kubus diberi kode. No
Umur hari
kode
180,44
225
Keterangan 22
9 10 12
257,85
153,33 ISS
11 1 3 6 1 3 4 2 4
268,89 253,33 251 11 211,11
225 225
ISxlSxlS
ISxlSxlS
5 ISxlSxl5
225
14 14 14 28 28 28
225
109,78 110,67 117,78 189,33 160,88 176,00 240,00 200,00 231,00
175,4
223,70
67,56 92,44 9111
83,70
Tekan Mutu K 250 4 x 27 = 88 buah
Pengujian Sampel kubus beton Sesuai kode dan umur beton, yang direndam ditiriskan dan dilakukan pengukuran dimensi dan ditimbang. Dengan berpedoman pada j adwal yang telah dibuat dilakukan pemanasan dengan durasi 2 - 3 j am dan 5 - 6 jam. Pemadatan hasil uji lanjutan sesuai kondisi yang diharapkan dari semua hasil data dan ditabelkan seperti pencatatan berikut:
k.tekan kglcnr
kondisi
123,11 112,00 110,22
ktekan rata kglcnr
115,1 i
! I
N
1 is
164,8 8
;0 I If')
'iij
[
6 Il 9 2 4 12
ISxlSxiS
ISxl5xlS
3 3 3 7 7 7
22 5
110,22 114,22 103,11 126,66 90,22 121,79
109,1 9 112,8 8
457
Penurunan Kuat Tekan Beton Mutu K250 Akibat Panas .............................................................. Uldman
9 3 6 8 10 11
15xl5xl5
14 14 14 28 28 28
15xl5x15
33800 25000 32400 15800 18500 19200
22 5 22 5
150,22 111,11 144,00 70,22 82,22 85,33
135,1 1
4. Analisa dan pembahasan Dari data pengujian dirangkurn dan dianalisa sesuai parameter yang berpengaruh I dominan Beton mutu K 250. Pemeriksaan beton mutu K 250 dari data uj i kuat tekan (perhitungan & rangkuman Tabel 5)
1
2
3
Diskripsi
Umur beton dalam hari
satuan
Kuat tekan terkecil Estimate kuat tekan
umur28 Kuat tekan terkecil rata-rata Estimate kuat tekan
umur28 Besar kuat takan
untuk 28 hari
(PBBI-1971-NI-2)
Faktor koneksi
estimate
Kg cnT
Kg cnT Kg cnT
Kg cnT
I
3 144,89
7 233,33
14 221,33
28 253,33
I
318,43
358,97
251,50
253,00
I
159,56
244,44
233,93
273,92
I
354,58
379,48
256,81
273,92
0,45
0,65
0,88
1,00
Ditinjau dari data uji kuat tekan sesuai urnur beton dan dikonversikan pada kekuatan estimate urnur 28 hari atau rancangan beton mutu K 250. sehingga dapat disimpulkan bahwa rancangan beton mutu K 250 dengan campuran bahan 1 PC : 1,985 ps : 3,225 kricak untuk permeter kubik beton atau perbandingan berat dengan campuran 19,25 kg PC + 36,5 kg pasir + 60 kg kricak + 13,3 liter air untuk sampel kubus sebanyak 14buah, hasilnya memenuhi rancangna beton mutu K 250. Pengaruh durasi pemanasan pada kuat tekan.
awal
2
458
159,56 244,44
k.tekan dipanasi 2-3
K.tekan dipanasi 5-6
Penurunan dipanasi 2-3jam % 27,86 2618
4,36
36,72 20,13
69,44 33,02
Sesuai hasil analisa nilai kuat tekan pada table 6. dapat diinformasikan bahwa besamya penurunan kuat tekan beton mutu K 250. lebih dari 20 % (durasi dipanasi 2 - 3 jam kondisi panas) sedangkan untuk durasi dipanasi 5 - 6 jam kondisi panas besar penurunan lebih dari 30%. Tabel 8. Nilai Kuat Tekan rata-rata (urnur dan durasi dipanasi) kondisi dingin
Tabel 5. Rangkuman beton mutu K 250 No
4
79,26
-10,23
Penurunan dipanais 5 - 6 jam % 29,39 2889
No 1 2 3
Urman masalah k. tekan beton k.tekan dipansi 2 3iam (diDlrln) k.tekan dipanasi 5 6iam (diDirln)
Umur beton daIam kali
satuan
3 159,56 115,11
7 24444 118,22
14 23391 155,11
28 273,92 164,88
109,19
112,88
135,11
79,26
Dipanasi 2-3 jam
51,64 3981 38,25
Pada kuat tekan kondisi didinginkan (1 hari) dari perhitugan pada table 8. dapat diperoleh perubahan lebih dari 38% untuk 2-3 jam terbakar, dan 5-6 jam terbakar penurunan kuat tekannya mencapai hampir 50%.
5. Kesimpulan Sesuai hasil perhitungan data dan pembahasart yang terj adi maka dapat disimpulkan bahwa: a. Menurut tabel 2. rangkurnan data beton mutu K 250 dari rancangan campuran bahan beton dengan pasir berat (19 ,25kg PC + 36,5 kg pasir + 60 kg kricak + 13,3 It air ) untuk jurnlah cetakan 14 buah ukuran 15x15x15. hasilnya memenuhi rancangan beton mutu K 250 (cara mix desigen DUE) b. Perubahan nilai kuat beton mutu K 250 akan turon bila :
~ITH Vo1.5 No.3 Nopember 2009: 455 - 459
• Dipansi 2-3 jam o Kondisi panas turunnya lebih besar 20% o Kondisi dingin turunnya lebih besar 30 % • Dipansi 5- 6 jam o Kondisi panas turunnya lebih besar 38% o Kondisi dingin turunnya lebih besar 50 %
6. Saran a. Pegujian lanjutan untuk berbagai mutu perlu dilakukan guna pengungkapan fenomena beton terbakar kondisi panas / dingin lebih lengkap informasinya. b. Bagi pemilik bangunan dengan bahan struktur beton agar memasang pelindung panas pada elemen struktur beton dilokasi yang akan terkena pengaruh panas seperti dapur atau instalasi pemanas air.
DAFfAR PUSTAKA NSPM,
Kumpraswil ,2002, Metode Spesifikasi dan Tata Cara Bagian 3, Beton Semen, Perkerasan Beton Semen, Jakarata :Balitbang Dept Kimpraswil
PBBI-1971-NI-2, Yayasan Dana Normalisasi Indonesia Dept PU. Priyo sulistyo, 2001, Evaluasi Mutu Balok Beton Bertulang Pasca Kebakaran, Proseding Seminar Nasional "Mekanika dan Teknologi Bahan" Yogyakarta- Naviri SK SNI-S-04. 1989 F , Spesifikasi Bahan Bngunan Bagian A, Bandung Yayasan LPMB Tri M, 2003, Teknologi Beton, Jakarta FT Unifersitas Negeri Jakarta Tjokrodimulyo, 1996, Teknologi Yogyakarta-naviri
Beton
459
