Post on 05-Mar-2016
description
7/21/2019 10. Surface Cooling-mod
http://slidepdf.com/reader/full/10-surface-cooling-mod 1/17
BY AMAN
PROBLEM PENGECOR N M SS CONCRETE DI
D ER H P N S D N SOLUSINY
Oleh :
Aman Subakti
Seminar dan Pelantikan Ikatan Alumni Pasca SarjanaUniversitas 17 Agustus
1945 Surabaya , 23-24 September 2004 di Samarinda
Provinsi Kalimanatan Timur
7/21/2019 10. Surface Cooling-mod
http://slidepdf.com/reader/full/10-surface-cooling-mod 2/17
BY AMAN 2
Ada tiga klasifikasi /kondisi terjadinya retak antara lain dalam
kondisi :a. Plastic
b. Early thermal construction
c. Long term drying shrinkage
Secara comprehensip pohon keluarga retak dapat digambarkan seperti
gambar 1
Dari skema gambar satu tersebut kita dapat mengetahui sebenarnya darimana retak itu terjadi.
Diagram tersebut sangat berguna dalam mendiaknosa terjadinya retak
sehingga dapat diambil langkah –langkah untuk mengurangi terjadinya
retak secara dini.
Penyebaran retak dari ketiga kondisi tersebut dapat dijelaskan sbb:
Untuk retak plastik terjadi…… dalam menit-menit pertama
Retak termal contraction…….. Satu hari s/d dua minggu
Dalam kondisi drying shrinkage… setelah beberapa bulan
ANALISA KEJADIAN RETAK AWAL
7/21/2019 10. Surface Cooling-mod
http://slidepdf.com/reader/full/10-surface-cooling-mod 3/17
BY AMAN 3
Type of
crack
After
hardening
Before
hardeningplastic
Constructional
movement
Early frost damage
Plastic settlement
Plastic shrinkage
Formwork movement
Sub-grade movement
structural
thermal
chemical
physical
Shrinkable aggregates
Drying shrinkage
crazing
Corrosion of reinforcements
Alkali aggregat reaction
Cement carbonation
Freeze/thaw cycles
External seasional temperature variations
Early thermal contraction
Accidental overload
creep
Design load
External restraint
Internal
temperature
gradient
7/21/2019 10. Surface Cooling-mod
http://slidepdf.com/reader/full/10-surface-cooling-mod 4/17
BY AMAN 4
Type of cracking Lihat gambar 2 subdivition Most common
location
Primary
cause(excluding
straint)
Secondary
causes/Factors
Remedy(assuming basic
redesign is imposble) in
all cases reduce restraint
Further detail
see sect
Time of appearence
Plastic settlement
A
Over reinforcement Deep section
Excess bleeding Rapid early dryingcondition Reduce bleeding( airentrainment) or revibrate
5.2 Ten minutes or thee
hours
B arching Top of column
C
Cahnge of deepth Trough and
wafel slabs
Plastic shrinkage
D Diagonal Road and slabs Rapid early drying
Low rate of
bleeding
Improve early curing 5.3 Thirty minutes to six
hours
E Random Reinforced
concrete slabs
F Over reinforcement Reinforced
concrete slabs
Dino plus steel
near surface
Early thermal
contraction
G External restraint Thick wall Excess heat
generation
Rapid cooling Reduce heat/ or insulate 6
One day to two or threee
weeks
H Internal restraint Thick wall Excess
temperature
gradient
Long term drying
shrinkage
I Thin slabs and
walls
Inefficient joints Excess shrinkage
inefficient curing
Reduce water content
improve curing
7Several weeks or
month
Crazing
J Againts formwork Fair face
concrete
Impermeable
formwork
Rich mixes and
poor curing
Improve curing and
8One to seven days
sometimes much laterK Floated Concrete Slabs Over trowelling
Corrotion of
reinforcement
L Natural Column and
beam
Lack of cover Poor quality
concrete
Elimated causes listed
9.1
More than two years
M Calsium cloride Precast
concrete
Excess calsium
cloride
Alkali aggregate
reaction
N Damp locations Reactuive aggrate plus high alkali cement Elimate causes listed 9.2 More than five years
7/21/2019 10. Surface Cooling-mod
http://slidepdf.com/reader/full/10-surface-cooling-mod 5/17
BY AMAN 5
PRINSIP TERJADINYA RETAK
a. Kondisi awal
b. Bila pengeringan dan pendinginan tanpa restraint….terjadi
kontarksi tampa timbul tegangan
c. Pengeringan dan pendinginan dengan ujung batng
tertahan (restraint)… menimbulkan tegangan tarik
d. Kondis pengeringan dan pendinginan ujung
tertahan dan berjalan waktu lama…..Creep
mengurangi tegangan
e. Kondisi bila tegangan tarikakibat pendinginan dfan pengeringan melampaui
kapasitas tegangan tarik beton….terjadimretak
tarik
Gambar 2.1 Pengaruh restraint (tahanan) pada kontraksi atau sust beton
7/21/2019 10. Surface Cooling-mod
http://slidepdf.com/reader/full/10-surface-cooling-mod 6/17
BY AMAN 6
Tensile strenth
Net tensile stress Crack develop
Elastic stress
Gambar. Pengaruh Creep pada tegangan tarik
time
T e n s i l e
s t r e s s
Tensile strain capacity :
Sebagai konsep alternatip adalah, retak akan terjadi bila regangan tarik akibat susut lebih besar dari regangan kapasitas dari
betonnya sendiri.
7/21/2019 10. Surface Cooling-mod
http://slidepdf.com/reader/full/10-surface-cooling-mod 7/17
BY AMAN 7
PASTIC CRACK
Plastc crack terjadi sebelum beton mengeras, dalang selang 1 s/d 8 jam setelah pengecoran. Ada dua
keadaan beton plasts yaitu : plastis settelment dan plastis shrinkage. Plastc settlementcracks biasanya
terjadi pada beton tebal. Dan plastic shrinkage crack terjadi pada beton dengan ketebalan kecil (
Plat, jalan raya)
BLEEDING :
Bleeding adalah keluarnya air ke permukaan beton akiat desakan komponen bahan yang lebih
berat ( aggregat ) yang turun kebawah. Bleedin bukan karena kesalahan pemadatan , karena itu
bleeding tak biasa diatasi dengan cara pemadatan. Bleeding terjadi bila kecepatan penguapan
lebi rendah dari kecepatan keluarnya air kepermukaan.
Hampir semua beton mengalami bleeding dan sedimentasi pada permukaan beton. Makin tebal betyon makin tebal sedimentasinya ( lihat gambar )
300 mm deep sectionm (M2)
200 mm deep sectionm (M1)
100 mm deep sectionm (M1)
Tiome-menit
B l e e d i n g
d a n
s e d
i m e n
t a t i o n - m m
0 60 1200
1
2
7/21/2019 10. Surface Cooling-mod
http://slidepdf.com/reader/full/10-surface-cooling-mod 8/17
BY AMAN 8
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI BLEEDING
a. Air entraints
b. Kandungan ultra fine
c. Kewcepatan penguapan
d. Kadar air
e. Retarder
f. Temperatur
g. Ketebalan penampang
Plastic serttelment crack : terjadi karena bleeding dan restraint )(tahanan) dari settlementTipe dari palstic settlement cracks
Void
Steel
Detail
Elevation
7/21/2019 10. Surface Cooling-mod
http://slidepdf.com/reader/full/10-surface-cooling-mod 9/17
BY AMAN 9
PENCEGAHAN PLASTIC SETTLEMENT CRACKS :
Ada tiga cara pencegahan plastic settlemen crack yaitu :
1. Mengurangi bleeding dan settlement (water reducer)
2. Mengurangi banyaknya restraint
3. Mengatur pemadatan (revibration)
Tipe palstic shrinkage cracks
PLASTIC SHRINKAGE CRACKS
Plastic shrinkage cracks terjadi beberapa jam setelah pengecoran beton.Retak tipe ini sering terjadi
pada plat atau slab dan dinding yang terexpose. Pada permukaan slap yang di trowel seolah oalah ada
recompaction untuk menghilangkan retak akikat sust plastis.
a. Diagonal b. Randopm
7/21/2019 10. Surface Cooling-mod
http://slidepdf.com/reader/full/10-surface-cooling-mod 10/17
BY AMAN 10
PENCEGAHAN PLASTIC SHRINKAGE
a. Curing, resin base sprray compound, wind break, polyterine sheet, silicate based curing compound
b. Mix Desain, bila tak mungkin mengeliminasi resiko plastic shrinkage cracks dengan curing, maka
langkah redisain mix dapat dilakukan. Penggunaan air entraint, mengurangi retarder.
PENYEBAB PLASTIC SHRINKAGE CRACKS :
1. Pengeringan secara cepat (rapid drying out ), hal ini terjadi bila kecepetan penguapan
(evaporation) melampaui keluarnya air ke permukaan ( bleeding), Lerch 1956. Kecepetan
penguapan dibawah 1 kg/m2h tidak mwemerlukan penangan khusus (ACI Report on Hot
Weathearing )
2. Penggunaan retarder dan turunnya temperatur yang mendaadak karena reaksi semen tertentu.
7/21/2019 10. Surface Cooling-mod
http://slidepdf.com/reader/full/10-surface-cooling-mod 11/17
BY AMAN 11
1
2
3
4
Wind speed- km per hourAir temperature- C
40
30
20
0
40
35
5
100
10
60
10 15 20 25 30 35
Relative humidity Concrete temperature
Effect of ambient condition on rate of evaporations
7/21/2019 10. Surface Cooling-mod
http://slidepdf.com/reader/full/10-surface-cooling-mod 12/17
BY AMAN 12
EARLY THERMAL CONTRACTION CRACK
Reaksi semen dengan air adalah reaksi kimia yang menghasilkan panas Bila jumlah semen besardan beton dibatasi begiting yang insulate maka peningkatan panas saat 24 jam pertama
lebih besar dari kehilangan udara luar maka panas dalam beton akan naik.
Setelah beberapa hari peningkatan panas beton dibawah panas kehilangan, maka beton akan
dingin. Pendinginan beton ini mengakibatkan kontraksi pada elemen beton.
Hipotesa menganggap tidak akan terjadi retak bila kontraksi tersebut tidak ditahan (bebas
bergerak)
Ada dua macam restrain dalam sekitar beton yaitu :
a. External restraint… bila beton dicor pada beton yang sudah mengeras, dicor pada bahan
yang sama tampa dilengkapi dengan joint expension (movement joint). External restraint
dikurangi dsengan pengecoran vertikal yang dijadwal.
b. Internal joint..Temperature permukaan beton berbeda dengan temperature inti (core) beton.
Oileh karena ituada perbedaan regangan (strain) pada penampang. Dan bila perbedaan besar
akan menyebakan retak pada permukaan beton. Internal restraint ini tidak bisa dicegah, tapidapat dikurangi.
Dalam praktek dua component tersebut tergantung dipengaruhi oleh, geometri element, sifat
formwork, waktu pembukaan formwork.( Harrison ,1981)
7/21/2019 10. Surface Cooling-mod
http://slidepdf.com/reader/full/10-surface-cooling-mod 13/17
BY AMAN 13
0 1 2 3 4 16 25
0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
0 1 2 3 4 9 25
0
1 0
2 0
3
0
4 0
5 0
6 0
7 0
CONCRETE TEMPERATURE
AMBIENT TEMPERATURE
CONCRETE TEMPERATURE
AMBIENT TEMPERATURE
WAKTU
T E M P E R A T U R E
C
T E M P E R A T U R
E
C
WAKTU
Tebal( 2m), cc 350 kg/m3
Tebal( 1m), cc 350 kg/m3
7/21/2019 10. Surface Cooling-mod
http://slidepdf.com/reader/full/10-surface-cooling-mod 14/17
BY AMAN 14
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PENIGKATAN TEMPERATURE.
a. Initial temperature of material
b. Ambient temperature
c. Dimensions
d. Curing
e. Formwork.
f. Type of formwork
g. Admixtures
h. Cemet Content
i. Cement type
j. Cement replacement.
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI EARLY THERMAL CONTRACTION :
1. Type of aggregat
2. Reinforcement
3. Stress raiser
4. External restraint
5. Internal restraint
7/21/2019 10. Surface Cooling-mod
http://slidepdf.com/reader/full/10-surface-cooling-mod 15/17
BY AMAN 15
CONTOH STRUKTUR MASS CONCRETE YG BIASA MENGALAMI EARLY THERMAL
CONSTRUCTION CRACK :
A. CENTILEVER WALLS : Service reservoir, retaining walls, bridge abutment, basement.
B. LARGE POUR : Traditional methode of limiting early thermal cracks construcrtion in large section (with
some dimension exceeding 2 meters) is substantially reduce cement content or impose strict limitation on
thickness on depth of pour.
C. With the advent of very deep foundation for multistory buildings Fitz Gibboon advocated a philosophi ofunlimited pours in “structural cement rich” section wich is base on the insulation rather than cooling. This
relies on a knowledge of the likely peak core temperature and the assumtion that if the maximum deference
betweenthe core and the concrete surface is limited to 200 C then crack will not form. The 200 figure is
knowledge to be over simplified and conservative and if relevan data can be obtained it can be suitably
increased ( Barmforth). The temperature diference is limited not by keeping the concrete cool but in fact
by keeping the surface warm by insolation. Insolation will have a little effect on the core temperature, but
significant raise the surface temperature and hence reduce temperature difference. It is ussually necessary
to monitor temperature by means thermocouples or other means until suficient experience is gained toi
know when the insolation can be removed.
D. Selain iyu penmgalaman penyaji dalam menangani mass concrete secara seperti diatas adalah, penecoran
pile cap jembatan Barito dengan volume 200 m3, 400 m3, dan terbesar 1200 m3.. Yang menarik pada
pengecoran 1200 m3 dilakukan 4-5 hari terus menerus dengan kapasitas pengecoran 10 m 3 per jam.
Pengalaman lain pengecoran dermaga ketapang Gilimanuk volume mencapai hampir 100 m3 . Pengecoran
Anggrek Tower volume pile cap mencapai 4000 m3 dan beberapa bangunan gedung bertingkat di Jakarta
hanya diamati dengan termocouple peningkatan temperature akibat permukaan yang ditutup (surface
Isolated).
E. Recomendasi, Seseuatu yang tidak sederhana untuk meminimkan retak akibat early thermal construction
sebab perlu adanya coordinasi antara perencana dan kontraktor.
F. Dan faktor faktor yang harus diperhatikan adalah :
a. Design dan specification
Restraint ( overallsize pour, spacing of movement part)
Distribution steel reinforcement
Heat development ( section thickness, cement type and content)
A re at t e
7/21/2019 10. Surface Cooling-mod
http://slidepdf.com/reader/full/10-surface-cooling-mod 16/17
BY AMAN 16
b. Construction :
Restraint (sequence and timing of pours)
Heat development ( choice concrete materials, form work type }
Cooling ( stricking of formwork, curing, insulation, material of concrete)
Rencana Metode pengecoran pada beton mass concrete
1. Semua material beton aggregat, pasir , dan air didinginkan. Aire dapat menggunakan es atau
membuat chiller. Aggregat pasir dan bate pecah perlu dilindungi dari panas matahari
langsung.
2. Pengecoran beton berlapis-lapis dengan memperhatikan setting times beton. Tebal lapisan
tergantung panjang ujung vibrator.3. Pembukaan begisting agak lama sesuai dengan penurunan temperature beton adiabatic.
Untuk ketebalan 1-2 meter memerlukan waktu 3-5 hari
4. Curing dilakukan compound curing.
5. Ada dua macam post-cooling yaitu cooling pipe dan surface cooling. Pada masalah ini
penahanan temperature (surface isolated) yang diprioritaskan bukan pendinginan beton,
karena masalahnya adalah internal restraint bukkan external restraint6. Menggunakan surface cooling yaitu menutup permukaan beton dengan membran yang dapat
menahan panas beton sehingga dapat mereduksi gradient temperature. Penggunaan sistem
ini dikarenakan pile cap ini merupakan unrestraint structure jadi yang dominan internal
restraint, bukan external restraint. Tiang pancang merupakan external restraint retak akibat
adanya external restraint ini dapat diatasi oleh tulangan (structural mass concrete ). Sheet
penutup permukaan ini juga mencegah penguapan karena angin.
7. Detail dapat dilihat dalam gambar dibawah ini
7/21/2019 10. Surface Cooling-mod
http://slidepdf.com/reader/full/10-surface-cooling-mod 17/17
BY AMAN 17
Beton dicor berlapis sesuai
setting time
Sheet yang menahan panas
beton
Begisting kayu dibuka
3-5 hari
Tiang pancang
Pengecoran mass beton dan Surface cooling
Buku Pustaka :
1. T. A Harrison , Early Themal Crack Control in Concrete, Ceria Report, 1991
2. Concrete Sociaty Report No.22, Non Structural Cracks in Concrete, 1991
3. Nevville A. M., Brooks, Temperature Problems in Concreting, Concrete Technology, 1987.
4. Mass Concrete – ACI 207.IR-87 Mass Concrete
5. ACI 207-4R-80, Cooling and Insolation System of Mass Concrete