PENGARUH TEMPERATUR AIR CAMPURAN TERHADAP KUAT TEKAN BETON

Khairul Miswar

Staf Pengajar Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Lhokseumawe

Abstract

The research is to know effect of variation of semen water and the temperature toward pressure

strength of concrete with a few temperature level that is normal temperature (24C,and 1000C.Cemen water factor ( FAS) used 0,45 and 0,55. Test object at this research is selinder

of concrete of standard with diameter 15 cm and high 30 cm amount to the this 24 sample. This

research evaluate the slump mortar and pressure strength the concrete. Result of examination

show that degradation ratio assess the maximum slump for the FAS 0,45 and FAS 0,55 are 80,64

% and 90,33 %. It is happened when concrete mixture with the water  temperature is 100C.Result of research also show that concrete mixture with the normal temperature water (24

C) pressure strength maximum is 33,83 MPa for the FAS 0,45 and 20,80 MPa for the FAS 0,55.

Key words : Cemen water factor, pressure strength, temperature, degradation ratio, Slump

PENDAHULUAN

            Masalah yang dihadapi di lapangan adalah mutu beton menurun akibat perbedaan

temperatur antara lapisan luar beton pada pengecoran elemen konstruksi. Tindakan pencegahan

dilakukan terhadap beton yang masih muda/lunak maupun yang sudah keras. Salah satu

tujuannya ialah mengendalikan semaksimal mungkin penguapan air dalam beton yang berlebihan

bila temperaturnya tinggi. Keadaan ini akan semakin kritis apabila temperatur yang tinggi diikuti

kelembaban yang rendah dan tiupan angin yang kencang. Keadaan semacam ini mempengaruhi

terbentuknya retak-retak pada beton,sebelum maupun setelah pengerasan. Dalam penelitian

Azwir (2001), dikatakan perbedaan temperatur antar lapisan beton mengakibatkan beton

kehilangan kekuatan 20%

Tujuan penelitian ini untuk mengamati perubahan-perubahan yang terjadi dari struktur

beton dengan berbagai variasi faktor air semen dan temperatur. Variasi faktor air semen diambil

0,45 ; 0,55 dan temperaturnya dipilih 1000C, 750C,  500 C dan 240 C ( temperatur normal )

Pelaksanaan dilapangan, bahan campuran beton seperti air, agregat halus dan agregat

kasar tidak diberi perlindungan dari panas matahari. Akibatnya temperatur bahan-bahan tersebut

lebih tinggi beberapa derajat dibandingkan dengan bahan-bahan yang mendapat

perlindungan.Temperatur bahan campuran yang tinggi akan menyebabkan temperatur campuran

beton akan tinggi. Peningkatan temperatur beton segar juga dipengaruhi oleh jenis semen.

Penelitian yang dilakukan oleh Park dan Paulay (1974) terhadap pasta semen menunjukan bahwa

kekuatan dan kualitas pasta semen dipengaruhi oleh temperatur dari pasta semen pada aat masih

segar.  

Temperatur beton segar yang tinggi, jika tidak mendapatkan perlakuan khusus,dapat

menyebabkan terjadinya internal crack, terlebih pada pengecoran bervolume besar. Hal ini

disebabkan sifat beton yang tidak menghantar panas sehingga pada bagian tengahnya temperatur

meningkat selama proses hidrasi berlangsung. Sedangkan pada bagian luar relatif rendah karena

panas mudah terbebaskan ke udara sekitarnya. Menurut Raju (1983), internal crack akan terjadi

jika terdapat perbedaan temperatur antar lapisan beton melebihi 200 C), 500 C, 75 C. ACI 211-77 menyarankan temperatur beton maksimum 320 C. Akan tetapi di Indonesia sebagai negara tropis, temperaturharian dapat berkisar (30±5)0 C, akan mempengaruhi sifat dan kekuatan beton. Murdock dan Brook (1991) menyebutkan bahwa pengembangan dan penyusutan temperatur tidak selalu seragam pada seluruh massa beton. Kombinasi kimiawi dari semen dan

air diikuti pelepasan sejumlah panas dan hanya dapat lepas dengan cara konduksi pada

permukaan luar beton. Hal ini berarti semakin besar massa beton, maka semakin besar temperature dalam beton yang masih muda umurnya dibandingkan dengan temperatur pada permukaan luar.Konsekwensinya adalah jika perbedaan penyusutan karena temperatur maka akan menyebabkan terjadinya tegangan tarik yang disertai retak-retak pada beton.Peningkatan temperatur beton saat masih dalam keadaan segar disamping mempengaruhi kecepatan proses hidrasi juga akan mempengaruhi kecepatan penguapan air dari permukaan beton yang dapat menyebabkan plastic shringkage sehingga menyebabkan timbulnya retak plastis. Besar kecilnya retak plastis menurut Neville and Brooks (1987), tergantung padakelembaban dan temperatur beton.

METODE PENELITIAN

Perencanaan campuran beton dihitung berdasarkan metode ACI 211-77. Sebelum

dilakukan campuran beton, terlebih dahulu air dipanaskan sampai dengan temperatur yang

direncanakan. Pada pembuatan beton, air digunakan untuk proses kimiawi semen, membasahi

agregat dan memberikan kemudahan dalam pekerjaan beton. Air yang mengandung senyawa –

senyawa yang berbahaya, yang tercemar garam, minyak atau bahan kimia lainnya, bila digunakan dalam campuran baton akan menurunkan kualitas beton, bahkan mengubah sifat – sifat betonyang dihasilkan. Air yang dapat digunakan adalah air tawar yang memenuhi syarat mutu yang telah ditetapkan. Syarat – syarat air sebagai bahan bangunan sebagai berikut : (Spesifikasi Bahan Bangunan Bagian A (Bahan Bangunan Bukan Logam), SK-SNI-S-04-1989F).

a. Air harus bersih.

b. Tidak mengandung lumpur, minyak dan benda melayang lainnya, yang dapat dilihat secara

visual. Benda – benda tersuspensi ini tidak boleh lebih dari 2 gram/liter.

c. Tidak mengandung garam – garam yang dapat larut dan dapat merusak beton, lebih dari 15

gram/liter.

d. Tidak mengandung khlorida ( Cl ) lebih dari 0,5 gram/liter, khusus untuk beton prategang

tidak boleh lebih 0,05 gram/liter.

e. Tidak mengandung senyawa sulfat ( SO ) lebih dari 1 gram/liter.

Sebelum pengadukan dimulai, temperatur air dibuat lebih tinggi 23C dari temperatur rancangan

dengan tujuan ketika bahan campuran dimasukkan ke molen, temperatur air diperkirakan sesuai

dengan yang direncanakan. Perlakuan benda uji dan variasi temperatur diperlihatan pada tabel 1.

 Tabel 1.Pembagian Kelompok Benda Uji dengan Membedakan Temperatur Air

Faktor Air Semen (FAS)	Temperature Air (oC)	Jumlah Benda Uji (buah)
0.45	100	3
	75	3
	50	3
	24 (normal)	3
0.55	100	3
	75	3
	50	3
	24 (normal)	3
Total		24

Adapun tahapan penelitian yaitu :

1. Tahapan persiapan bahan

2. Tahapan mix design

3. Pemanasan air campuran (temperatur)

4. Tahapan pengecoran

5. Pemeriksaan kekentalan beton

6. Tahapan pembuatan benda uji

7. Tahapan perendaman benda uji

8. Pengeluaran benda uji

9. Pengujian kuat tekan beton

Peralatan yang digunakan adalah mesin pembebanan (loading tester), cetakan benda uji

silinder, timbangan, oven, gelas ukur, bejana kaca, peralatan slump tes, pengaduk beton/molen,

pemadat mortar dan sat set saringan. Material yang digunakan terdiri atas: semen portland,

agregat kasar (kerikil), agregat halus (pasir kasar dan pasir halus) dan air.

Pembuatan benda uji dimulai dengan memasukkan material ke dalam molen yaitu kerikil,

pasir kasar, pasir halus, semen dan air. Hal ini bertujuan untuk menghasilkan kekuatan beton

yang baik dan mencegah terjadinya pengumpalan yang mengakibatkan campuran beton tidak

merata. Perawatan benda uji dilakukan dengan cara memasukkan benda uji ke dalam bak

perendaman yang berisi air tawar. Tiga jam sebelum pengujian, benda uji dikeluarkan dari

perendaman agar air permukaan menjadi kering.

 Pengujian kuat tekan dilakukan setelah benda uji mencapai umur sesuai dengan yang

direncanakan. Metode yang digunakan untuk percobaan kuat tekan berdasarkan pada ASTM

C39-72. Beban dibebani sentris sejajar sumbunya. Beban maksimum diperoleh dengan ditandai

turunnya jarum penunjuk angka pembebanan serta diikuti retak atau hancurnya benda uji.

Pengujian kuat tekan dihitung dengan menggunakan persamaan 1

F’c = P/A…………………1

   Dimana :

f’c= kuat tekan beton (N/mm2)

P= beban tekan waktu percobaan (N)

A= luas penempang silinder beton(mm2)

Data hasil pengujian diseleksi secara statistik. Mutu pelaksanaan penelitian dapat dilihat

dari penyebaran nilai-nilai hasil pemeriksaan. Baik tidaknya penyebaran data dapat dilihat dari

simpangan baku (standar deviasi) yang diperoleh. Standar deviasi dihitung dengan menggunakan

persamaan 2

  

Dengan 

S = standar deviasi (kg/cm² )

Xi= kuat tekan benda uji ke-I (kg/cm²)

X= kuat tekan rata-rata benda uji (kg/cm² )

Analisa regresi digunakan untuk menganalisa hubungan antara dua variabel atau lebih.

Variabel-variabel yang harus diketahui dalam analisis regresi adalah variabel-variabel yang

mempengaruhi disebut variable bebas (independent variable) dan dipengaruhi disebut variabel

terikat (dependent variable). Pada penelitian  ini variabel bebas adalah temperature mortar dan

umur benda uji. Sedangkan variabel terikat adalah persentase atau rasio kuat tekan benda uji

akibat perlakuan terhadap kuat tekan benda uji kontrol. Menurut Hines (1990), analisis regresi

berganda digunakan apabila variabel bebasnya lebih dari satu.

Hasil pemeriksaan kuat tekan

Pengujian kuat tekan silinder beton dilakukan pada saat beton mencapai umur sesuai

dengan yang direncanakan. Masing-masing benda uji ditimbang beratnya telebih dahulu guna

menyeleksi kembali hasil pemadatan tiap-tiap benda uji saat pengecoran berlangsung. Hasil

pengujian kuat tekan benda uji silinder beton diperoleh berdasarkan beban maksimum dari

masing-masing benda uji dibagi dengan luas penampang benda uji silinder beton. Nilai slump

semakin kecil seiring bertambahnya temperatue mortar. Semakin rendah nilai slump mortar

menandakan kemudahan pengerjaan (workability) semakin menurun.Karena pengaruh temperatur air campuran mencapai 100 C menyebabkan terjadi penurunan lekatan antara agregat dan pasta semen, yang ditandai dengan terjadinya retak-retak dan kerapuhan beton sehingga kekuatan beton menjadi kecil.Campuran beton pada dasarnya diharapkan mampu menahan panas sampai diatas 100C.

Tabel 4. Hasil pengujian kuat tekan Beton FAS 0,45

Temperature Air(oC)	Umur (Hari)	KuatTekan(Mpa)	Kuat Tekan Rata-Rata (Mpa)
24	28	33.67	33.83
24	28	33.83
24	28	33.98
50	28	31.56	31.52
50	28	31.34
50	28	31.66
75	28	26.48	27.35
75	28	27.74
75	28	27.82
100	28	12.10	12.45
100	28	13.73
100	28	11.52

* Temperature Air 24 oC adalah Temperatur Normal

Tabel 5. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton FAS 0,55

Temperature Air(oC)	Umur (Hari)	KuatTekan(Mpa)	Kuat Tekan Rata-Rata (Mpa)
24	28	20.57	20.80
24	28	20.39
24	28	21.45
50	28	20.03	19.66
50	28	19.34
50	28	19.61
75	28	17.87	17.34
75	28	16.54
75	28	17.61
100	28	12.50	13.24
100	28	13.91
100	28	13.32

Penurunan kuat tekan beton dapat disebabkan akibat perbedaan derajat suhu pemuaian

pada agregat dan pasta semen. Perbedaan pemuaian ini menyebabkan kerusakan pada perlekatan

pada beton. Kerusakan yang terlihat yaitu beton terkelupas disebabkan tekanan uap panas air.

Beton yang telah padat makin mudah mengelupas karena uap panas tidak keluar melalui pori ke

daerah yang lebih dingin.

KESIMPULAN

1. Perbedaan temperatur mortar dan umur beton berpengaruh signifikan terhadap penurunan

kuat tekan beton.

2. Penurunan nilai slump tertinggi untuk kedua FAS terjadi pada mortar yang dicor dengan

air bertemperatur 1000C.

3. Penurunan kekuatan beton dapat pula disebabkan oleh perbedaan angka muai antara

agregat dan pasta semen.

4. Nilai slump semakin kecil seiring bertambahnya temperatue mortar. Semakin rendah nilai

slump mortar menandakan kemudahan pengerjaan (workability) semakin menurun.