## PEMULIHAN KUAT TEKAN  BETON RINGAN  BERSERAT ALUMINIUM PASCA BAKAR DENGAN VARIASI WAKTU WATER CURING
Antonius Mediyanto 1) ,  Endah Safitri 2)
1), 2) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS, Jl. Ir. Sutami No. 36 A Surakarta, Telp (0271) 634524 Email : mediyantoantonius@gmail.com

## Abstrak
Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  mengevaluai  pemulihan  kuat  tekan  beton ringan  berserat aluminium pasca bakar  dengan  variasi  waktu  water  curing.  Benda  uji  berupa  silinder  dengan  diameter  150  mm  dan  tinggi  300 mm. Bahan penelitian : serat aluminium dengan aspek rasio sebesar 60 dengan panjang 50  mm, semen tipe I, pasir,  alwa,  air,  dan  viscocrete.  Pengujian  berdasarkan  SK  SNI  S–36–1990–03.  Dalam  penelitian  ini  proses pemulihan (recovery) sampai waktu 56 hari setelah pembakaran mampu meningkatkan nilai kuat tekan sebesar 144,59% untuk beton ringan, sedangkan untuk beton ringan berserat aluminium peningkatan nilai kuat tekannya sebesar  82,26%.  Hal  ini  berarti  proses  pemulihan  ( recovery )  sampai  waktu  56  hari  mampu  mengembalikan kekuatan beton seperti sebelum dibakar.

## Abstract
The  research  concerns  on  strength  of  lightweight  concrete  with  aluminium  fiber  as  micro-reinforcement  by environmental load especially burning and water curing. In this research cylindrical concrete of 150 mm dia, 300 mm high for compressive test. Fiber volume fraction are  0,75%  of concrete.  Aluminium fiber with aspect ratio 60, cement type I, sand, alwa, water, and viscocrete are used. Testing are based on SK SNI S–36–1990–03. The result shows that increasing self recovery of average compressive strength of cylindrical concrete is 144.59 %  and  82.26%  on  light  weight  concrete  and  aluminium  fiber  light  weight  concrete  with  water  curing  for  56 days.    Water  curing  can  self  healing    light  weight  concrete  and  aluminium  fiber  light  weight  concrete    after burning.
Key Word : water curing, light weight concrete, burning

## 1. LATAR BELAKANG
Sifat agregat ringan yang porous mengakibatkan tidak kompak, berat jenis agregat ringan lebih kecil dari berat jenis matrik beton ringannya, hal ini mengakibatkan modulus elastisitas agregat ringan juga lebih kecil dari pada matriknya,  dan  terakhir  tingkat  kekuatan  –  kekakuan  agregat  ringan  lebih  kecil  dari  matriknya.  Sebagai akibatnya, adalah beton ringan mempunyai kelemahan yang mendasar berkaitan dengan bahan penyusunnya yaitu agregat ringannya.
Perlu  diupayakan  peningkatan  kinerja  agregat  ringan  agar  dapat  mengimbangi  kinerja  pasta  semennya,  tetapi tetap ringan. Pemakaian serat sebagai bahan tambah pada beton ringan merupakan sebuah solusi atas penomena bahwa beton ringan lebih  getas dari pada beton  normal, seperti  dilaporkan  oleh  Mediyanto  dkk. (2004, 2009- 2011)  bahwa  serat  serat  aluminium  telah  dapat  meningkatkan  kuat  tekan,  kuat  belah,  MOR  dengan meningkatkan  kualitas  matriknya  baik  karena  proses fiber  bridging,  dowel  action ,  dan  aksi  kompositnya. Berdasarkan penelitian tersebut, serat aluminium mampu empowering bahan beton ringan berupa peningkatan kuat  tekan,    modulus  elastisitas,  kuat  tarik-belah,  MOR  dan meningkatkan  kinerja  balok beton-bertulang- ringan berupa peningkatan kapasitas lentur, daktilitas, dan kapasitas gesernya. Ini bukti pemakaian serat sebagai bahan tambah pada beton ringan merupakan sebuah solusi atas penomena bahwa beton ringan lebih getas dari pada beton normal.
Ide yang melatar belakangi penelitian ini adalah:
1. sifat  isolasi  agregat  ringan  ini  dimanfaatkan  untuk  melindungi  lapis  material  di  sisi  dalamnya  pada  saat kebakaran.
2. sifat  serat  yang  akan  menahan  beban  yang  seharusnya  ditransfer  ke  agregat  ringan  ketika  agregat  mulai melunak akibat suhu yang ada.
3. sifat serat yang akan memperbaiki kwalitas matrik beton ringan terhadap beban tekan maupun tarik.
4. sifat  water  curing  yang  diharapkan  dapat    meningkatkan  kekuatan  dan  durabilitas  matrik  beton  ringan terhadap beban ( load ), termasuk beban zat kimia dari lingkungannya, gesekan, dan kejut.
Pokok  pikiran penelitian ini berorientasi secara khusus pada  kemungkinan peningkatan kwalitas material beton  ringan  dengan  mempelajari fenomena  isolasi  suhu,  penjebatanan  serat,  dan  aksi  pasak  seratnya karena  penambahan  serat, terutama  pada  kondisi pra  bakar, paska  bakar,  dan setelah mendapatkan perawatan/pembasahan air dengan berbagai intensitas selama 14 hari, 28 hari, 42 hari, dan 56 hari untuk mendapatkan  data  waktu  minimal  dimana  didapat pemulihan  maksimal ,  mengingat  perawatan  dengan pembasahan air selama 28 hari pada beton ringan metakaolin berserat aluminium pasca bakar, Mediyanto dkk. (2009-2011),  dapat  meningkatkan  kuat  tekan  rata-rata,  modulus  elastisitas  rata-rata,  kuat  belah  rata-rata,  dan modulus runtuh rata-rata berturut-turut sebesar ; 38,46%, 44,47 %, 85,12%, dan 25,21%. Ini berarti bahwa usaha pembasahan dengan air membantu pemulihan tubermorit (CSH) sebagai unsur yang menentukan kekuatan beton perlu dikaji secara mendalam.

## 2. TINJAUAN  PUSTAKA
Water  curing pada  beton  berpenguh  kuat  pada  ; final  strength,  shrinkage,  cracking,  abrasion,,  absorbtion, penetration, and surface apperance, Bahri  (2010). Hal-hal  yang berpengaruh pada keberhasilan water curing adalah; time of curing, humidity of curing, and temperatrur of curing, Roosyanto (2010).
Pembasahan  dengan  air  beton  pasca  bakar,  mengembalikan  kekuatan  dengan  membangun  βCSH  dalam kristalnya, Partowiyatmo dan Sudarmadi (2004), Sambowo dan Mediyanto (2008).
Perawatan dengan pembasahan air selama 28 hari pada beton ringan metakaolin berserat aluminium, Mediyanto dkk.  (2009-2011),  dapat  meningkatkan  kuat  tekan  rata-rata,  modulus  elastisitas  rata-rata,  kuat  belah  rata-rata, dan modulus runtuh rata-rata sebesar berturut-turut 38,46%, 44,47 %, 85,12%, dan 25,21%.  Ini berarti bahwa usaha pembasahan dengan air membantu pemulihan tubermorit (CSH) sebagai unsur yang menentukan kekuatan beton perlu dikaji secara mendalam.
Dalam penelitian ini dilakukan perawatan/pembasahan air dengan berbagai intensitas selama 14 hari, 28 hari, 42 hari, dan 56 hari untuk mendapatkan waktu minimum agar didapat pemulihan maksima l.
Sifat  tahan  api  (fire  resistance)  unsusr-unsur  bangunan  secara  umum  diukur  dan  ditetapkan  menurut  standar ASTM E  119. Daya tahan didefinisikan sebagai lamanya bahan bertahan terhadap kebakaran standar sebelum titik  kritis  akhir  pertama  dicapai.  Sifat-sifat  fisik  baja  dan  beton  akan  dipengaruhi  oleh  factor  lingkungan, diantaranya  adalah  suhu.  Pada  suhu  yang  sama  dengan  suhu  yang  dijumpai  pada  kebakaran,  kekuatan  dan modulus elastisitas berkurang.
Sisa tegangan beton ringan dalam % dari nilai awal akibat kenaikan suhu berturut-turut; 200  C, 300  C, 400  C, 500  C, 600  C, 650  C, 700  C, 800  C, dan 850  C adalah berturut-turut; 95%, 92%, 90%, 85%, 90%, 95%, 75%, 60%  dan 50% (Abram, 1987).nSisa modulus elastisitas beton ringan dalam % dari nilai awal akibat kenaikan suhu berturut-turut;  200  C,  300  C,  400  C,  500  C,  600  C,  dan 700  C, adalah  berturut-turut;  65%, 55%, 40%, 38%, 35%,dan 30% (Cruz, 1987). Angka muai beton ringan akibat kenaikan suhu berturut-turut; 200  C, 300  C, 400  C, 500  C, 600  C, 700  C, dan 800  C adalah berturut-turut; 0,0011, 0,0020, 0,0027, 0,0040, 0,0051, 0,0062, dan  0,0073  (Gustafero, 1987).
Lebih jauh Gustaferro menjelaskan bahwa beton bertulang structural yang menerus atau bersifat statis tak tentu akan  mengalami  perubahan  tegangan  bila  terbakar.  Perubahan  tegangan  ini  diakibatkan  oleh  gradient  suhu dalam  elemen-elemen  structural  atau  perubahan  kekuatan  bahan-bahan  struktural  pada  suhu  tinggi,  atau keduanya.
Partowiyatmo dan Sudarmadi (2004) melaporkan bahwa kekuatan sisa dari beton struktur yang habis mengalami pendinginan setelah terbakar akan tergantung dari suhu tertinggi selama kebakaran berlangsung, campuran yang digunakan  dan  kondisi  pembebanan  selama  mengalami  kebakaran.  Disamping  itu,  karena  karakteristik  dari perpindahan panas maka hanya temperature di bagian terluar yang meningkat sangat drastic sementara dibagian dalam temperature lebih rendah, tergantung dari kedalaman dari kulit terluar. Sebagai contoh dalam penelitian Amir dan Sudarmadi dengan benda uji kolom 30 x 40 x 1500 cm 3 yang mengalami pemanasan sampai dengan suhu 1000 o C, di bagian kulit beton suhunya mencapai 835 o C. Akan tetapi temperature di dalam beton masing- masing hanya 150 o C untuk kedalaman 7,5 cm dan 100 o C untuk kedalaman 10 cm walaupun tulangan baja yang berjarak  2,5  cm  bertemperatur  cukup  tinggi  650 o C.  Hal  ini  menunjukan  bahwa  suhu  luar  pembakaran  dapat jauh  berbeda  dengan  suhu/temperature  di  dalam  beton.  Hal  ini  pula  yang  menjadikan  penelitian  ini  sangat menarik,  khususnya  perubahan  sifat  dan  kekuatan  tulangan  baja  dalam  beton  ringan  dengan  berbagai  variasi bahan tambah didalamnya.
Teori penulangan dalam mekanika retak berdasarkan pada kekuatan dari serat mencakup: (1) menitik beratkan lekatan  dan  penjangkaran,  (2)  memerlukan  serat  yang  kuat  dan  kaku,  (3)  retak  sepanjang  serat,  dan  (4) banyaknya  kerusakan  matrik  beton.  Zollo  (1997)  menyatakan  bahwa  penggunaan  serat  pada  beton  bertulang dapat meningkatkan penyerapan energi, daktilitas, mengendalikan retak, dan meningkatkan sifat deformasi.
Dari  beberapa  penelitian  terdahulu,  pemberian  serat  di  dalam  struktur  beton memberi  kontribusi  positif terhadap kenaikan kekuatan tariknya . Tipe serat secara umum dapat diklasifikasikan menjadi empat menurut ACI Comitte 544.
1. SFRC ( Steel Fiber Reinforced Concrete )
2. GFRC ( Glass Fiber Reinforced Concrete )
3. SNFRC ( Synthetic Fiber Reinforced Concrete )
4. NFRC ( Natural Fiber Reinforced Concrete ).
Penelitian  yang  dilakukan  oleh Suhendro (1991) membuktikan  bahwa sifat-sifat  kurang  baik  dari  beton,  yaitu getas, praktis tidak mampu menahan tegangan tarik dan momen lentur dapat diperbaiki dengan menambahkan fiber  lokal  yang  terbuat  dari  potongan-potongan  kawat  pada  adukan  beton.  Selain  itu  dibuktikan  pula  bahwa tingkat  perbaikan  yang  diperoleh  dengan  menggunakan  fiber  lokal  tidak  kalah  dengan  hasil-hasil  yang dilaporkan di luar negeri dengan menggunakan steel fiber yang asli.

## 3. HASIL  PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

## Pasir
Pasir  yang  digunakan  adalah  pasir  yang  diuji  berdasarkan  pada  standar  ASTM  dengan  kandungan  lumpur sebesar 2,3%.  Pasir ini termasuk dalam kelompok daerah II dan dalam tabel gradasi dengan modulus halus pasir sebesar  2,50.  Berat  jenis  dalam  kondisi  jenuh  kering  muka  ( Saturated  Surface  Dry ,  SSD)  adalah  2,50  t/m 3 . Sementara itu serapan air sebesar 0,95%.
ALWA ( Artificial Lightweight Aggregate )
ALWA  merupakan  agregat  ringan  yang  terbuat  dari  lempung  sedimenter  yang  telah  mengalami  proses pemanasan pada tungku ( clinker ) dengan suhu antara 500 0 C sampai dengan 1200 0 C.  Lempung sedimenter yang dipanaskan ini akan membuat kandungan silika mengeras dan menyelimuti butiran sehingga mengeras dan dapat digunakan  sebagai  agregat  ringan  beton.  ALWA  yang  dipakai  dalam  penelitian  ini  merupakan  hasil  produksi UPT Puskim, Cilacap dengan data teknik ALWA yang dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1 Data Teknik ALWA Berat jenis 0,45-0,75 kg/L Berat jenis kering mutlak 0,75-1,2 Resapan air 16,5-20% Volume padat 58-62% Isi terapung 3-91% Modulus halus 5-7% Abrasi 48-53%
Komposisi  kimia  ALWA  yang  dipakai  pada  penelitian  ini  adalah  SiO 2 sebanyak  55%,  Al 2 O 3 :  20,4%,  Fe 2 O 3 : 6,8%, MgO: 2,4%, CaO: 1,8%, Na 2 O: 2%, K 2 O: 2-3%. Berat jenis dalam kondisi jenuh kering muka ( Saturated Surface Dry , SSD) adalah 1,48 t/m 3 . Sementara itu serapan air sebesar 1,38%.

## Serat Alumunium
Serat alumunium  dapat memperbaiki kuat tarik  beton karena mempunyai berat jenis sebesar 2,12 t/m 3 dengan tegangan  maksimum  100  MPa  dan  perpanjangan  11%.    Serat  alumunium  yang  dipakai  dalam  penelitian  ini berupa potongan-potongan kecil yang rata-rata berukuran 2 mm x 50 mm.

## Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton
Pengujian  kuat  tekan  beton  ringan menggunakan  mesin CTM  (Compressing  Testing  Machine) dengan kecepatan yang stabil, pengujian dilakukan pada saat benda uji berumur  28 hari. Kuat tekan dihitung dari beban desak dibagi luas penampang bidang desak.
Gambar 1. Pengujian kuat tekan
Hasil analisa kuat tekan rata-rata pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
Untuk beton ringan nilai kuat tekan rata-ratanya adalah :
a. Sebelum Pembakaran
: 20.92 Mpa
b. Pembakaran 500 o C : 17.81 Mpa
c. Pembakaran 500 o C + Curing 14 hari : 27.43 Mpa d. Pembakaran 500 o C + Curing 28 hari : 19.37 Mpa
e. Pembakaran 500 o C + Curing 42 hari : 19.13 Mpa f. Pembakaran 500 o C + Curing 56 hari : 30.26 Mpa Untuk beton ringan berserat aluminium nilai kuat tekan rata-ratanya adalah :
a. Sebelum Pembakaran : 17.53 Mpa
b. Pembakaran 500 o C  : 13.01 Mpa
c. Pembakaran 500 o C + Curing 14 hari : 13.01 Mpa d. Pembakaran 500 o C + Curing 28 hari : 8.48   Mpa e. Pembakaran 500 o C + Curing 42 hari : 13.48 Mpa f. Pembakaran 500 o C + Curing 56 hari : 14.42 Mpa
Proses water curing setelah beton dibakar menyebabkan meresapnya air kedalam pori-pori beton dan bereaksi dengan  senyawa  C 2 S  dan  C 3 S  pada  butiran-butiran  semen  yang  belum  bereaksi  maupun  senyawa  αC 2 S  pada semen akibat beton terbakar, hasil reaksi dari senyawa tersebut menjadi C-S-H dan Ca(OH) 2 sehingga mampu mengembalikan  kekuatan  beton  seperti  sebelum  terbakar  (Partowiyatmo,  2005).  Dalam  penelitian  ini  proses pemulihan (recovery) sampai waktu 56 hari setelah pembakaran mampu meningkatkan nilai kuat tekan sebesar 144,59% untuk beton ringan, sedangkan untuk beton ringan berserat aluminium peningkatan nilai kuat tekannya sebesar  82,26%.  Hal  ini  berarti  proses  pemulihan (recovery) sampai  waktu  56  hari  mampu  mengembalikan kekuatan beton seperti sebelum dibakar.

## 4. KESIMPULAN
Dari pembahasan hasil penelitian tersebut dapat disimpulkan : Pemulihan maksimal kuat tekan, didapat pada perawatan 56 hari.
Ucapan terimakasih kepada Dikti yang telah berkenan membiayai penelitian ini.

## 5. DAFTAR  PUSTAKA
ACI 318-95 (1996), “Building Code Requirements for Reinforced Concrete”, ACI Manual of Concrete Practice, Part 3: Use of Concrete in Building – Design, Specification, and Related Topics, Detroit, Michigan, 345 pp.
Anonim, SNI 03 – 2847 - 2002, Tata cara perhitungan struktur beton untuk bangunan gedung .
ASTM Designation: E119-83 (1983), Standard Methods of Fire Tests of Building Construction and Materials , Vol. 04.07, 1983 Annual Book of Standards, American Society for Testing and Materials.
Bahri, S. (2010), Durability of concrete, mechanisms and influencing factors, Seminar of concrete application for sustainable construction, pp 2 , Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, UNS. Callister,W.,D.,(1997), Materials Science & Engineering , John Wiley & Sons, Inc. Gustaferro, A. H. (1987), Fire Resistance , Handbook of Concrete Engineering (Ed. Mark Fintel), Van Nostrand Reinhold Company, New York, 1 - 40.
Mediyanto,A., Hartono,  W., (2003), “Kapasitas momen kolom tampang bundar  yang diperkuat dengan carbon fiber reinforced plastic-plate”, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik UNS.
Mediyanto,  A.,  Senot  Sangaji,  Sudarmoko,  Andreas  Triwiyono,  (2004),  Kajian  sifat  mekanik  dan  kapasitas elemen structural beton ringan berserat aluminium. Penelitian Hibah Pekerti , UNS. Mediyanto,A.,Safitri,E.,  Sapto,P.,(2009-2011),  Model  prediksi  kapasitas  kolom  beton  ringan-metakaolin berserat aluminium paska bakar . Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Tekni UNS. Partowiyatmo,  A.  and  Sudarmadi  (2004),  “Strength  Recovery  of  Fire  Concrete”, Proceedings  of  the  7 th International Conference on Quality in Research (QIR), University of Indonesia , Jakarta. 6 pp. Roosyanto,S. (2010), Specifyng cement for use in applications, Seminar of concrete application for sustainable construktion, pp 7 , Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, UNS. Sambowo,  K.A.,  dan  Mediyanto,A.,(2008),  Model  prediksi  kapasitas  balok  beton  ringan-metakaolin  berserat aluminium paska bakar . Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Tekni UNS. Suhendro,  B.  (1992),  “Pengaruh  Pemakaian  Fiber  Secara  Parsial  pada  Perilaku  dan  Kapasitas  Balok  Beton Bertulang”, Seminar Mekanika Bahan Untuk Meningkatkan Potensi Bahan Lokal, PAU UGM. Zollo, R.F. (1997), Fiber Reinforced Concrete: an overview after 30 years of development , Cemen and Concrete Composite, Vol.19, pp 107-122.