ANALISIS PERILAKU MEKANIS DAN FISIS BETON PASCA BAKAR TUGAS AKHIR - Analisis Perilaku Mekanis Dan Fisis Beton Pasca Bakar

  Disusun oleh :

   ! " # # $% $&$& ''& ( ) *$'+

  , - . ,/# # -# (, # '012'**& '0%'$+ ) ! " # # $% $&$& ''& . ! 3 4 4

  3 ,/# # -# (, - # '012'**& '0%'$+ ' $$* ,

5 5 -

,

  6

  6 # '0%*$+'% *$$%'* * $$' , - - # 7 8 6

%'$+ ' $$* #'02''*+' '0%

  ) *$'+ - . 8 6 # '0%''' ' $$'

  

"

! " # # ! $% $&$& ''&

  4

  9 3 ! 4 4 9 4 4

  3 - ( : 4 !

  4 4 , ;

  4 , 5 5 - ! , 6 # #6 # # : 6 *$'+

  6 " # # # $% $&$& ''&

  ! ! "

  # " " $ "

  " % & ! ! " #

  ' ! !

  ( ' ) * + " " " " " # "

• , +. ) ' - /+ ' 0 " "

  " +

  1

• 2 +. ' /+

  ! ! 3 ' 0 " - ! !

• 4 5' .

  ! ! 6 # ! ! 7 " " ' ) . + -

  " " + - - +

• "
• 8

  9 + + - + ) - + + ! !

• &: -
• && -

  1

• &( - (:&&" ; " < " ; + " " = " " ' "
• &, - # 5
• " + "

  # "

  &2 "

• " + "
• .

  " (:&,

  !" #

  Halaman LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. ii LEMBAR KEASLIAN PENULISAN ............................................................... iii KATA PENGANTAR ........................................................................................ iv DAFTAR ISI ..................................................................................................... vii DAFTAR TABEL ............................................................................................... xi DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xiii DAFTAR NOTASI ........................................................................................... xiv ABSTRAK......................................................................................................... xv

  1.1 Latar Belakang ................................................................................. 1

  1.2 Peumusan Masalah ........................................................................... 7

  1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................. 7

  1.4 Pembatasan Masalah ........................................................................ 8

  1.5 Metodologi ...................................................................................... 8

  1.6 Lokasi Penelitian ............................................................................. 9

  1.7 Sistematika Penulisan .................................................................... 13

  2.1 Beton ........................................................................................... 15

  2.1.1 Adukan Beton .................................................................... 19

  2.1.2 Kinerja dan Mutu Beton ..................................................... 20

  2.2 Agregat ....................................................................................... 23

  2.7 Kuat Tekan Beton ....................................................................... 40

  3.4 Metodologi Penelitian .................................................................. 55

  3.3 DasarPenelitian ........................................................................... 53

  3.2 Lokasi Penelitian ......................................................................... 53

  3.1.2 Bahan8bahan ....................................................................... 52

  3.1.1 Peralatan ........................................................................... 52

  3.1 Alat Dan Bahan ........................................................................... 52

   ! " # " $

  2.9 Hasil8Hasil Penelitian Yang Mendukung .................................... 49

  2.8 Porositas Beton ........................................................................... 47

  2.6 Jenis8Jenis Pengujian Beton Pasca Bakar .................................... 40

  2.2.1 Kekuatan Agregat .............................................................. 26

  2.5.4 Identifikasi Kebakaran Terhadap Struktur Beton ................. 38

  2.5.3 Pengaruh Temperatur Tinggi Terhadap Beton .................... 37

  2.5.2 Ketahanan Beton terhadap Kebakaran ................................ 36

  2.5.1 Defenisi Kebakaran ........................................................... 34

  2.5 Kebakaran Pada Bangunan ......................................................... 34

  2.4 Air .............................................................................................. 32

  2.3.2 Faktor Air Semen (FAS) .................................................... 32

  2.3.1 Semen Portland .................................................................. 30

  2.3 Semen ......................................................................................... 28

  2.2.2 Faktor Yang Mempengaruhi Kekuatan Agregat ................. 27

  3.4.1 Diagram Alir Penelitian ..................................................... 55

  3.4.2 Prosedur Pembuatan Benda Uji Beton ................................ 56

  4.1.1 Pengujian Kuat Tekan Beton .............................................. 64

  4.2.2.2 Regresi Polinomial ................................................ 88

  4.2.2.1 Regresi Linier ....................................................... 86

  4.2.2 Pengaruh Perubahan WaktuTerhadap Kuat Tekan ............... 86

  4.2.1.2 Regresi Polinomial ................................................ 84

  4.2.1.1 Regresi Linier ....................................................... 82

  4.2.1 Pengaruh Perubahan Temperatur Terhadap Kuat Tekan ...... 82

  4.2 Analisis Statistik Deskriptif ......................................................... 81

  4.1.3 Pengamatan Warna dan Kondisi Visual Beton ................... 80

  4.1.2 Pengujian Porositas Beton .................................................. 73

  4.1 Analisa Data ................................................................................ 64

  3.4.2.1 Prosedur Pembuatan Beton Uji Kuat Tekan ........... 56

  % " & ' ()

  3.3.2.1 Pengujian Porositas ................................................ 63

  3.3.2 Sifat Fisis ........................................................................... 63

  3.3.1.1 Kuat Tekan ............................................................ 62

  3.3.1 Sifat Mekanik .................................................................... 62

  3.3 Pengujian Sempel ........................................................................ 62

  3.4.2.4 Prosedur Pengujian Porositas ................................. 61

  3.4.2.3 Prosedur Pembuatan Benda Uji Porositas ............... 59

  3.4.2.2 Prosedur Pengujian Kuat Tekan Beton ................... 58

  4.2.3 Pengaruh Perubahan TemperaturTerhadap Porositas ........... 90

  4.2.3.1 Regresi Linier ....................................................... 90

  4.2.3.2 Regresi Polinomial ................................................ 92

  4.2.4 Pengaruh Perubahan WaktuTerhadap Porositas ................... 94

  4.2.4.1 Regresi Linier ....................................................... 94

  4.2.4.2 Regresi Polinomial ................................................ 96

• * % + "

  ,,

  5.1 Kesimpulan ................................................................................. 99

  5.2 Saran ......................................................................................... 100

  . - + .

  Halaman

Tabel 1.1 Jumlah Benda Uji ......................................................................... 11Tabel 2.1 Kelas dan Mutu Beton .................................................................. 21Tabel 2.2 Pembagian Beton Menurut Penggunaannya .................................. 23Tabel 2.3 Syarat Mutu Kekuatan Agregat Sesuai SII.0052808 ...................... 28Tabel 2.4 Batas Maksimum Ion Klorida ....................................................... 28Tabel 2.5 Perbandingan kuat tekan beton pada berbagai umur ....................... 31Tabel 3.1 Komposisi Adukan Beton Rencana Untuk 30 Buah ....................... 32

  Sampel Kubus

Tabel 4.1 Beton Normal Tanpa Pembakaran .................................................. 64

  Tabel 4.2 waktu .................... 65

  Data Kuat Tekan Beton dengan Pembakaran dan

  penahanan 2 jam Tabel 4.3 waktu .................... 65

  Data Kuat Tekan Beton dengan Pembakaran dan

  penahanan 4 jam

Tabel 4.4 Data Kuat Tekan Beton dengan Pembakaran dan waktu .................... 66 penahanan 6 jamTabel 4.5 Temperatur vs Kuat Tekan ............................................................. 67Tabel 4.6 Waktu vs Kokoh Tekan ................................................................ 68Tabel 4.7 Beton Normal Tanpa Pembakaran ................................................. 73Tabel 4.8 Data Porositas Beton dengan Pembakaran dan waktu .................... 74 penahanan 2 jamTabel 4.9 Data Porositas Beton dengan Pembakaran dan waktu .................... 75 penahanan 4 jamTabel 4.10 Data Porositas Beton dengan Pembakaran dan waktu .................... 75 penahanan 6 jamTabel 4.11 Temperatur vs Porositas ................................................................. 76Tabel 4.12 Waktu Penahanan vs Porositas ....................................................... 77Tabel 4.13 Pengamatan Warna dan Kondisi Visual Beton .................................... 80

  pada Temperatur Tinggi

  /

  Halaman

Gambar 1.1 Diagram Alir Penelitian ................................................................. 22Gambar 2.1 Kerucut Abrams ............................................................................. 42Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian .................................................................. 55

  o

  2 Gambar 4.1 Grafik Temperatur (

  C) –vs8 Kuat Tekan (kg/cm ) .......................... 68

  2 Gambar 4.2 Grafik Waktu Penahanan (Jam) –vs8 Kuat Tekan (kg/cm ) .............. 70 o

Gambar 4.3 Grafik Temperatur (

  C) –vs8 Porositas (%) ...................................... 77

Gambar 4.4 Grafik Waktu Penahanan (Jam) –vs8 Porositas (%) .......................... 79Gambar 4.5. Regresi Linier Grafik Temperatur vs Kuat Tekan .......................... 82Gambar 4.6. Regresi Polinomial Grafik Temperatur vs Kuat Tekan................... 84Gambar 4.7. Regresi Linier Grafik Waktu vs Kuat Tekan .................................. 86Gambar 4.8. Regresi Polinomial Grafik Waktu vs Kuat Tekan .......................... 88Gambar 4.9. Regresi Linear Grafik Temperatur vs Porositas ............................. 90Gambar 4.10. Regresi Polinomial Grafik Temperatur vs Porositas...................... 92Gambar 4.11. Regresi Linear Grafik Waktu Penahanan vs Porositas .................. 94Gambar 4.12. Regresi Polinomial Grafik Waktu Penahanan vs Porositas ............ 96

  P adalah beban tekan maksimum, kg

  3

  ρ adalah berat jenis (BJ), gr/cm

  2

  σ adalah tegangan yang terjadi, kg/cm

  2 A adalah luas penampang yang menerima beban, cm

  m adalah massa, kg m adalah massa basah sampel setelah direndam, gr

  b

  m adalah massa kering sampel, gr

  k

  fas adalah faktor air semen

  2

  adalah kuat tekan beton, kg/cm F adalah gaya tekan, N

  3 V adalah volume benda uji, cm b

  p adalah porositas, %

• * Terjadinya perubahan temperatur yang cukup tinggi, seperti yang pada

  peristiwa kebakaran akan membawa dampak pada struktur beton. Gejala yang umum timbul ialah permukaan struktur retak, terjadi kerusakan/keruntuhan, dan perubahan warna pada struktur beton. Hal tersebut akan mempengaruhi kualitas/kekuatan struktur beton sehingga menyebabkan kekuatan beton menurun dan penggunaan struktur bangunan tersebut menjadi tidak maksimal. Penurunan kekuatan struktur beton tersebut ditentukan oleh durasi kebakaran dan ketinggian suhu api yang diterima bangunan pada saat terbakar.

  Penelitian ini dilakukan terhadap beton K300 dengan sampel berupa kubus 15 cm x 15 cm x 15 cm. Pembakaran benda uji dilakukan dengan menggunakan mesin . Pembakaran dilakukan pada suhu 250⁰C, 500⁰C, 750⁰C, dan 1000⁰C dengan variasi waktu penahanan suhu selama 2 jam, 4 jam, dan 6 jam. Setelah itu, proses pembakaran dihentikan lalu direndam ke dalam air selama ± 4 menit, kemudian didiamkan selama 24 jam dengan temperatur ruangan. Jenis pengujian yang dilakukan adalah uji kuat tekan dan uji porositas.

  o

  Dari hasil penelitian diperoleh pada temperatur 250 C penurunan sebesar

  o

  4,44%87,41%, pada temperatur 500 C penurunan sebesar 12,59%822,96 %, pada

  o

  temperatur 750 C penurunan sebesar 56,44%866,22%, dan pada temperatur 1000

  o C penurunan sebesar 76,74%8100%.

  . . Pada waktu penahanan selama 2 jam terjadi penurunan sebesar 4,44%8 76,74%, pada waktu penahanan selama 4 jam terjadi penurunan sebesar 6,67%8 93,70 %, dan pada waktu penahanan selama 6 jam terjadi penurunan sebesar 7,41%8100%.

  Porositas beton megalami kenaikan seiring dengan kenaikan temperatur

  o

  dan bertambahnya durasi pembakaran, Pada temperatur 250 C terjadi

  o

  peningkatan porositas sebesar 8,09%89,57%, pada temperatur 500 C peningkatan

  o

  sebesar 11,79%815,50 %, pada temperatur 750 C peningkatan sebesar 16,98%8

  o

  18,46%, dan pada temperatur 1000 C porositas bertambah sebesar 19,20%8 26,61% dari porositas beton normal.

  Pada waktu penahanan selama 2 jam terjadi peningkatan porositas sebesar 8,09%819,20%, pada waktu penahanan selama 4 jam terjadi peningkatan sebesar 8,83%822,16%, dan pada waktu penahanan selama 6 jam porositas bertambah sebesar 9,57%826,61% dari porositas beton normal .

  Dari penelitian ini terlihat bahwa kenaikan temperatur memberi dampak yang lebih besar terhadap meningkatnya porositas beton dan penurunan kuat tekan beton jika dibandingkan dengan kenaikan durasi pembakaran. Melalui penelitian ini dihasilkan persamaan regresi yang dapat digunakan untuk menghitung kuat tekan sisa pada temperatur pembakaran yang lain.

  Kata kunci : kebakaran, kuat tekan, porositas, , temperatur, durasi.