The Effect of High Temperature at Concrete Crack Sri Hartati

Jurnal

aintis

ISSN: 1410-7783

Volume 12 Nomor 1, April 2011, 49-54

Pengaruh Temperatur Tinggi Terhadap Retak Beton
The Effect of High Temperature at Concrete Crack
Sri Hartati
Jurusan Teknik Sipil Universitas Islam Riau
Jalan Kaharuddin Nasution 113 Pekanbaru 28284
Tatie_sdh@yahoo.com

Abstrak
Kemampuan struktur beton bertulang secara drastis berkurang apabila terjadi kebakaran Hal ini tergantung oleh
tipe dan kedalaman retak beton, tinggi rendahnya suhu dan lamanya beton terbakar. Semakin lebar retak yang
timbul maka semakin besar penurunan kapasitas dari struktur secara keseluruhan karena perambatan panas pada
baja tulangan semakin cepat sejalan dengan retak yang terjadi. Penelitian ini dilakukan dengan membuat sample
beton silinder. Tulangan baja ditanamkan di tengah silinder. Dalam penelitian ini menggunakan beton normal

22,5 MPa. Beton silinder dipanaskan sampai 750 selama 1,5 jam dan diberi gaya tekan aksial. Rata-rata
masing-masing beton adalah 1,61, 0,64, 0,55 dan 0,73 untuk 100%Pcr, 80%Pcr, 60%Pcr dan 40%Pcr pada kuat
tekan beton 22,5 MPa. Lebar dari retak di atas untuk struktur dalam dan luar adalah 121,18% dan 168,10%.
Kata-kata kunci : beton, retak, kebakaran, baja, leleh

Abstract
Strength of structure decreased due to fire exposure. This strength was affected by type and depth of crack, heat
variation and fire duration. The deeper the crack, the higher the reduction of strength of the structure as a
whole, because the convection of heat arrived on the steel reinforcement faster than the conduction the steel
yielded faster. This research was conducted by making specimens of concrete cylinder. The steel bar was
anchored in the middle of the cross section of the later cylinders. In this research used concrete compressive
strength 22,5 MPa. The concrete cylinder was heated in the electrical heater at various temperature up to 750
C for 1,5 hours and pulled axially to certain stresses during heating. The averages of 3 cracks of the concrete
are 1,61, 0,64, 0,55 and 0,73 for 100%Pcr, 80%Pcr, 60%Pcr and 40%Pcr respectively for concrete compressive
strength of 22,5 MPa. The crack widths are above allowable crack width for interior and exterior structures by
121,18% and 168,10% respectively.
Keywords : concrete, crack, fire, steel, yield

I.


PENDAHULUAN
Kemampuan struktur beton bertulang
secara drastis berkurang apabila terjadi
kebakaran. Hal ini akan berdampak langsung
pada kemampuan layan dari struktur beton
bertulang. Menurut Widjaja (1999), kenaikan
temperatur di atas 200 C akan menimbulkan
kerusakan beton, secara visual retak di
permukaan mengalami penurunan tajam pada
kuat tekan, kuat tarik, kuat lentur, kuat
lekatan, hanya tinggal 50-60%, nilai ini akan
bergeser ke 10-30% bila mencapai 1000 C.
Retak yang terjadi pada beton, dapat
mempercepat pencapaian temperatur pada

tulangan, hal ini dapat mempengaruhi
tulangan baja yang peka terhadap panas.
Semakin lebar retak yang timbul maka
semakin besar penurunan kapasitas dari
struktur

secara
keseluruhan
karena
perambatan panas pada baja tulangan
semakin cepat sejalan dengan retak yang
terjadi.
Berdasarkan latar belakang di atas,
dilakukan penelitian berupa pengujian tarik
baja tulangan yang diselimuti beton dengan
fokus penelitian pada pengaruh akibat retak
yang
J. Saintis, Vol.12. No.1, 2011: 49-54

terjadi serta memberikan usulan dalam
perancangan struktur beton bertulang (balok)
yang lebih aman terhadap temperatur tinggi,
dengan beton mutu normal atau sedang.
II. METODE PENELITIAN

Benda uji berupa silinder dengan

penambahan tulangan ulir diameter 13 mm
dan ditengah dengan diameter 10 mm.
Jumlah, identifikasi dan gambar benda uji
dapat dilihat pada gambar 1 dan tabel 1.
Mutu beton yang digunakan yaitu 22,5 MPa.

Gambar 1. Model benda uji

Tabel 1.Jumlah benda uji
No

Benda Uji

Jumlah

Cara Pengujian

1
2
3

4

BRB 100
BRB 80
BRB 60
BRB 40

3 Bh
3 Bh
3 Bh
3 Bh

Tarik diiringi dengan pemanasan
Tarik diiringi dengan pemanasan
Tarik diiringi dengan pemanasan
Tarik diiringi dengan pemanasan

Material
Dalam penelitian digunakan mutu
beton dengan kuat tekan rata-rata 22,5 MPa

pada umur 28 hari. Kuat leleh baja tulangan
adalah 408, 9 MPa.
Prosedur Penelitian
Pengujian yang dilakukan adalah pengujian
kuat tekan beton, modulus elastisitas statik
dan dinamik beton serta regangan akibat
gaya dan temperatur. Pengujian regangan
akibat gaya dan temperatur dilakukan dengan
memberikan gaya yang besarnya berdasarkan
prosentase dari beban retak beton (Pcr) yaitu
100% Pcr, 80% Pcr, 60% Pcr dan 40% Pcr.
Pada saat tegangan awal dikerjakan data-data
berupa pertambahan panjang dan temperatur
pada
permukaan
beton
dan
baja
direkam/dicatat melalui data logger, selama
90 menit.

III. HASIL PENELITIAN
Retak beton

50

Berdasarkan hasil pengujian ternyata
lebar retak rata-rata untuk benda uji 0,88
mm. Lebar retak ini mengalami kenaikan jika
dibandingkan dengan lebar retak yang
diijinkan untuk struktur interior dan struktur
eksterior sebesar 121,18% dan 168,10%.

Pengaruh Tempertaur Tinggi (Sri Hartati)

Tabel 2. Lebar retak beton pasca pemanasan
Suhu L. Retak Beban
No. Kode
Beton (0C) (mm)
(kg)
1 BRB 100 673.23

1.61
700
2 BRB 80 610.03
0.64
560
3 BRB 60 609.80
0.55
420
4 BRB 40 637.00
0.73
280

T
E
M
P
E
R
A
T

U
R

(oC)

Temperatur Permukaan Beton
Pertambahan Panjang Baja

700
680
660
640
620
600
580
0.00

0.50

1.00


1.50

2.00

LEBAR RETAK (mm)

Gambar 2. Hubungan temperatur permukaan
beton dan lebar retak

Dari gambar 3 dapat dilihat bahwa
untuk kondisi waktu dan temperatur yang
sama ternyata baja belum mencapai titik
lelehnya, pengecualia terjadi pada tegangan
awal sebesar 100% Pcr , hal ini dikarenakan
adanya pengaruh retak akibat tegangan awal
yang mempercepat proses masuknya panas
sehingga baja mencapai titik lelehnya.
J. Saintis, Vol.12. No.1, 2011: 49-54


IV. PEMBAHASAN

Dari tabel 3 dapat dilihat bahwa
retak yang terjadi akibat beban luar sangat
berpengaruh terhadap pertambahan panjang
baja. Hal ini menunjukkan jika benda uji
dengan beban di bawah beban retaknya
(100% Pcr), pertambahan panjang baja akan
cenderung lebih kecil. Pertambahan panjang
baja pada benda uji 80% Pcr, 60% Pcr, 40%
Pcr untuk mutu beton 22,5 MPa mengalami
pertambahan panjang berturut-turut sebesar
12,90%, 9,70%, 8,36% dari benda uji dengan
beban 100% Pcr.

No.
1
2
3
4

Tabel 3.Hubungan lebar retak dan
pertambahan panjang
L.
Beban
Kode Retak
(mm) (mm) (%) (kg)
BRB 100 1.61 5.50 100.00 700
BRB 80 0.64 0.71 12.90 560
BRB 60 0.55 0.53
9.70 420
BRB 40 0.73 0.46
8.36 280

2.00
100% Pcr
80% Pcr
60% Pcr
40% Pcr

1.80

Pertambahan Panjang (mm)

Lebar Retak dan Pertambahan Baja
Tulangan

dan

1.60
1.40
1.20

fc'=22,5 MPa

1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
0

200

400

600

800

Tem peratur Perm ukaan Beton ( OC)

Gambar 3.Hubungan temperatur permukaan beton dan

pertambahan panjang baja
Temperatur Baja dan Pertambahan
Panjang Baja
Benda uji BRB 100 mengalami
pertambahan panjang dan regangan paling
besar bila dibandingan dengan benda uji lain
pada mutu beton yang sama. Semakin kecil
gaya yang menyebabkan retak maka
pertambahan panjang dan regangan akan
semakin kecil, bila dibandingkan terhadap
benda uji dengan beban sebesar beban retak
(100% Pcr) mengalami penurunan sebesar
91,64% untuk benda uji BRB 40 (40% Pcr).

50

2.00

0.0105

1.60

0.0084

60% Pcr
40% Pcr

1.40
1.20

fc'=22,5 MPa

Regangan

Pertam bahan Panjang (m m )

100% Pcr
80% Pcr
60% Pcr
40% Pcr

100% Pcr
80% Pcr

1.80

1.00
0.80

f'c=22,5 MPa

0.0063

0.0042

0.60
0.40

0.0021

0.20
0.00

0.0000

0

200

400

600

800

0

Tem peratur Perm ukaan Baja ( OC)

200

400

600

800
o

Temperatur Permukaan Baja ( C)

Gambar 5. Hubungan regangan dan
temperatur permukaan baja

Gambar 4. Hubungan pertambahan
panjang dan temperatur permukaan baja

Keruntuhan Baja Tulangan
Dari gambar 6 dapat dilihat bahwa
pengaruh besarnya tegangan awal yang
(100% Pcr) mengakibatkan cepatnya baja
mencapai titik leleh, hal ini berbeda bila
dibandingkan dengan tegangan awal yang
lebih kecil (di bawah 100% Pcr). Selain
pengaruh dari tegangan awal, retak yang
terjadi juga memberikan peranan yang cukup
besar mempercepat masuknya panas ke
dalam baja tulangan.

untuk 100% Pcr, 80% Pcr, 60% Pcr, 40%
Pcr pada mutu beton 22,5 MPa.
2. Dari hasil pengujian ternyata benda uji
benda uji BRB 100 (100% Pcr-22,5 MPa)
mengalami keruntuhan (putus) pada suhu
714 oC.
3. Pengaruh
tegangan
awal
dapat
mempercepat proses pelelehan baja,
sedangkan untuk tegangan yang relatif
kecil di bawah beban retaknya
pencapaian titik leleh baja relatif
membutuhkan waktu yang lebih lama.

Pengaruh Tempertaur Tinggi (Sri Hartati)

VI. SARAN
Perlu penelitian lanjutan pada beton
mutu tinggi. Pembebanan sebaiknya berupa
beban tetap agar pertambahan panjang akibat
temperatur lebih nyata terlihat sehingga
sesuai dengan kenyataan di lapangan. Perlu
modifikasi furnace agar pembakaran dapat
dalam dua dimensi sehingga benda uji
berikutnya dapat memodelkan balok yang
terlentur.

Pertambahan Panjang (mm)

10.00
9.00

100% Pcr

8.00

80% Pcr
60% Pcr

7.00

40% Pcr

6.00

f c'=22,5 MPa

5.00
4.00
3.00
2.00
1.00
0.00
0

20

40

60

80

100

VII. DAFTAR PUSTAKA
Anwar,S.N.R., 2000, Analisis Material Beton
Gambar 6. Hubungan waktu dan pertambahan
Paska Bakar, Tesis Program Pasca
panjang baja
Sarjana UGM.
Bendiyasa,I.M. 1991, Perpindahan Panas
V. KESIMPULAN
Konduksi, Kursus Singkat Teori,
1. Lebar retak beton pasca pemanasan
Komputasi dan Eksperimentasi Dasar
berturut turut 1,61, 0,64, 0,73 , 0,55 mm
Wak tu (m e nit)

50

Proses Perpindahan Panas, PAUT
UGM, Yogyakarta
Castillo,C. dan Durrani,A.J., 1990, Effect of
High Temperature on High-Strength
Concrete, ACI Material Journal,
V.87, no. 1,pp.47-53
Dipohusodo,I., 1994,
Struktur Beton
Bertulang, PT Gramedi Pustaka
Utama, Jakarta.
Departemen Pekerjaan Umum, 1987,
Panduan Pengujian Tahan Api
Komponen Struktur Bangunan Untuk
Pencegahan Bahaya Kebakaran
Pada Bangunan Rumah dan Gedung,
Yayasan Badan Penerbit PU
Departemen Pekerjaan Umum, 1982,
Persyaratan Umum Bahan Bangunan
di Indonesia (PUBI, 1982), Pusat
Penelitian
dan
Pengembangan
Pemukiman Badan Penelitian dan
Pengembangan PU, Bandung
Neville, A.M. 1975, Properties of Concrete,
The English Language Book Society
& Pitman Publishing, London
Nielsen,C.V. 2002, High Temperature
Effects
on
Tensile
Softening
Behaviour of Concrete Symposium
on Nordic Concrete Research,
Helsingor
Nawy,E.G. 1998, Beton Bertulang Suatu
Pendekatan Dasar, PT. Refika
Aditama, Bandung
Park,R., Paulay,T.,1975, Reinforced Concrte
Structures , Jhon Wiley& Sons,Inc
J. Saintis, Vol.12. No.1, 2011: 49-54

Sagita,N. 2004, Pengaruh Tegangan Awal
Tulangan Tarik dan Temperatur
Tinggi Pada Retak Beton, Tesis
Program Pasca Sarjana UGM.
Salmon,G.C. dan Jhonson,E.J.,1992, Steel
Structure Design and Behavior,
University of Wisconsin-Madison
Tjokrodimuljo, K., Teknologi Beton, Nafiri.

50