MASS CONCRETE

Mass Concrete (Beton Massal) didefinisikan sebagai volume beton dengan dimensi besar sehingga membutuhkan tindakan-tindakan tertentu untuk mengatasi pertumbuhan panas secara berlebihan yang dapat memicu terjadinya keretakan (American Concrete Institute Committee 207, 1996). Selain tu, mass concrete juga didefinisikan sebagai beton yang dituangkan dalam volume besar, yaitu perbandingan antara volume dan luas permukaan besar (Tjokrodimulyo, 2007). Reaksi hidrasi dari semen portland merupakan reaksi yang bersifat eksotermal, sehingga dapat menghasilkan panas. Oleh karena itu, peningkatan suhu internal beton merupakan hal yang tidak dapat dihindari pada proses pengerasan beton. Pengecoran struktur beton yang bersifat massal pada dasarnya akan menghasilkan suhu beton yang lebih tinggi di bagian dalam (interior) dibandingkan dengan suhu di bagian permukaan. Suhu yang terjadi pada bagian interior beton dapat mencapai 95C atau lebih, sedangkan suhu pada permukaan beton yang terpapar dengan lingkungan luar pada umumnya memiliki suhu yang jauh lebih rendah. Hal ini disebabkan karena massa beton pada bagian permukaan mampu melepas suhu panas ke lingkungan secara langsung. Kondisi tersebut dapat menimbulkan perbedaan suhu yang sangat signifikan antara bagian interior beton dan bagian permukaan.Pada struktur beton massal, kekangan internal dapat terbentuk akibat kondisi suhu panas yang tidak dapat terdisipasi secara cepat dari inti beton. Hal ini disebabkan oleh sifat difusivitas beton terhadap panas yang relatif rendah. Akibatnya, perbedaan suhu akan terbentuk antara bagian inti dengan bagian permukaan beton dengan terakumulasinya panas yang dihasilkan oleh reaksi hidrasi semen. Kondisi pemuaian akibat suhu yang berbeda-beda diantara berbagai bagian elemen struktur beton dapat menimbulkan tegangan, tekan di salah satu sisi dan tarik di sisi lainnya. Keretakan permukaan akan terjadi bilamana tegangan tarik yang timbul di bagian permukaan elemen akibat pemuaian inti beton melebihi kuat tarik beton di saat bagian permukaan mendingin dengan terlalu cepat. Keretakan ini dapat menyebabkan berkurangnya kekuatan beton dan pada akhirnya akan menurunkan tingkat durabilitas struktur beton.Peningkatan suhu beton massal pada dasarnya bergantung pada suhu beton awal dan rasio volume terhadap luas permukaan. Selain itu, peningkatan suhu secara dominan juga dipengaruhi oleh komposisi kimiawi semen dengan C3A (Tricalcium Aluminate) dan C3S (Tricalcium Silicate) sebagai senyawa yang paling besar memberikan kontribusi terhadap peningkatan suhu yang terjadi. Secara umum, setiap 100 kg semen Portland yang berada pada campuran beton akan menghasilkan peningkatan suhu sebesar 12C (Kosmatka et al, 2003). Bila digunakan bahan-bahan mineral seperti fly ash (abu terbang), peningkatan suhu untuk setiap 100 kg abu terbang adalah sebesar 6C. Persamaan berikut dapat digunakan untuk mengestimasi suhu maksimum yang terjadi pada beton akibat reaksi hidrasi bahan semen dan bahan pengganti semen parsial (Kosmatka, et al, 2003), yaitu:

DImana Ti adalah suhu awal beton, Wc adalah berat semen dalam setiap m3 beton, dan Wscm adalah berat bahan pengganti semen dalam setiap m3 beton. Nilai Ti sangat dipengaruhi oleh suhu awal bahan-bahan campuran beton dan ambient lingkungan.Metoda yang umum diterapkan untuk mencegah keretakan pada pengecoran beton massal adalah dengan menjaga perbedaan suhu antara bagian inti dan bagian permukaan sehingga perbedaan suhu tersebut tidak mencapai lebih dari 20C (Texas Department of Transportation, 2004 ; Neville, 1981). Hal ini dapat dilakukan salah satunya melalui pengendalian peningkatan suhu internal beton selama berlangsungnya reaksi hidrasi. Pengendalian peningkatan suhu internal beton dapat dicapai melalui:1. Reduksi kandungan semen pada campuran beton.2. Penggunaan agregat dengan ukuran maksimum yang besar dan dengan gradasi yang baik untuk mendapatkan campuran yang efisien dengan kandungan semen yang rendah.3. Pendinginan air pencampur melalui penggantian sebagian air pencampur dengan pecahan es batu untuk memperoleh suhu awal beton yang rendah.4. Penggunaan bahan Pozzolans sebagai pengganti semen secara parsial. Panas hidrasi bahan pozzonlan pada dasarnya hanya sekitar 50% panas hidrasi semen (Persamaan (1)).5. Penggunaan bahan semen campuran (blended cement).6. Penggunaan bahan campuran beton, seperti agregat kasar, agregat halus, semen, dan air yang dapat menghasilkan suhu awal beton yang rendah.7. Penempatan campuran beton yang baru diaduk secepat mungkin untuk menghindari penyerapan suhu ambient oleh campuran beton yang masih segar.8. Penggunaan umur beton yang lebih panjang (diatas 28 hari) dalam penentuan nilai kuat tekan beton yang disyaratkan.9. Pemberian bahan insulasi di permukaan beton yang terpapar dengan lingkungan untuk meminimalkan perbedaan suhu antara bagian dalam dan bagian permukaan beton.Reduksi kandungan semen dapat diperoleh secara tidak langsung melalui penggunaan bahan superplastisizer yang bersifat sebagai water reducer. Dengan penggunaan bahan ini, kandungan air dalam campuran dapat disesuaikan (dikurangi) tanpa mengurangi nilai slump yang dihasilkan. Bila rasio air semen dijaga tetap, maka jumlah kandungan semen secara teoritis juga dapat dikurangi. Dengan cara ini, peningkatan suhu selama reaksi hidrasi dapat dikurangi (Persamaan (1)).Penggunaan agregat kasar dan halus yang bergradasi baik untuk beton massal juga dapat meningkatkan workabilitas campuran, sehingga kandungan air pada dasarnya dapat dikurangi tanpa mengurangi workabilitas rencana campuran. Jumlah kandungan semen pun pada akhirnya dapat dikurangi, sehingga panas hidrasi yang timbul menjadi berkurang.Penggunaan batu es sebagai pengganti sebagian air pencampur pada dasarnya bertujuan untuk mengurangi suhu awal campuran.Penggantian sebagian berat semen dalam campuran dengan bahan-bahan mineral pelengkap (supplementary cementing matertials (SCM)) merupakan metode yang cukup efektif dalam menurunkan panas hidrasi setengah dari panas hidrasi yang dihasilkan semen Portland (Persamaan 1). Bahan-bahan mineral pelengkap ini pada umumnya dapat diperoleh dari bahan-bahan buangan industri. Secara umum, Portland Cement Association mengelompokkan bahan-bahan mineral pelengkap (SCM) ke dalam beberapa kelompok, yaitu (Mamlouk dan Zaniewski, 1999):1. Material Cementititous 2. Material Pozzolanic 3. Materiial Pozzolanic dan CementitiousPenggunaan bahan-bahan buangan industri, seperti abu terbang, sebagai bahan pensubstitusi semen sudah semakin umum dilakukan di bidang konstruksi sipil. Selain dapat menurunkan panas hidrasi beton, penggunaan bahan tersebut juga dapat menghasilkan beton yang lebih ramah lingkungan.Hal ini terkait dengan pengurangan penggunaan bahan semen yang produksinya dikenal menghasilkan emisi CO2 yang besar (Malhotra, 2006). Di dunia industri konstruksi nasional, beberapa bahan buangan industri tersebut juga mulai banyak digunakan sebagai bahan tambahan mineral untuk menghasilkan semen campuran (blended cement).Selain aspek material, untuk mengontrol perbedaan suhu internal beton, permukaan beton yang terpapar dengan lingkungan harus diberi insulasi untuk menjaganya tetap panas. Dengan pemberian bahan insulasi, bahan beton yang sedang dalam proses pengerasan dikondisikan dalam lingkungan yang adiabatik. Untuk permukaan atas dan samping, bahan insulasi yang biasa digunakan adalah styrofoam. Untuk permukaan bawah, dgunakan lapisan beton tumbuk (lean concrete) setebal minimal 10 cm sebagai insulator.Tahapan Pengerjaan Mass Concrete1. Persiapan pekerjaan mass concrete. Persiapan pekerjaan tersebut meliputi: Perhitungan jumlah kebutuhan mixer truck dan lamanya pengecoranUntuk mengetahui jumlah kebutuhan mixer truck, dibutuhkan beberapa data, seperti concrete pump capacity, mixer truck capacity, dan volume beton ready mix yang dibutuhkan. Pengaturan lalu lintas (cycle time)Cycle time adalah waktu yang digunakan untuk menyelesaikan 1 siklus pekerjaan dengan urutan standar kerja yang telah ditentukan. Untuk mendapatkan hasil yang baik, cycle time harus direncanakan dengan baik, mengingat pengecoran beton harus dilakukan secara terus-menerus tanpa henti untuk menghindari terjadinya sambungan dingin. Perkiraan suhu beton Ready MixSuhu pada agregar maupun campuran beton segar harus diperhatikan untuk menghindari terjadinya keretakan thermal. Pengaturan alur pengecoranAlur pengecoran harus direncanakan dengan baik mengingat daerah cakupan pengecoran yang cukup luas, ditambah dengan pelaksanaan mass concrete yang harus dilaksanakan tanpa henti, alur pengecoran merupakan hal yang sangat membantu kelancaran pelaksanaan pekerjaan mass concrete. Persiapan pekerja yang terlibatMengingat lamanya proses pelakasanaan pekerjaan mass concrete, dan pelaksanaannya yang dilakukan secara terus-menerus tanpa henti, kesiapan pekerja menjadi hal penting yang harus dipersiapkan dengan matang.2. Pelaksanaan pekerjaan mass concrete Pengecekan strukturPengecekan struktur dilakukan oleh pihak MK maupun pihak QC dari kontraktor itu sendiri. Pengecekan dilakukan berdasarkan gambar shop drawing yang telah direncanakan sebelumnya. Pembersihan strukturSetelah struktur tersebut telah lolos melalui pengecekan oleh pihak MK maupun QC, dilakukan tahap pembersihan struktur sebelum pengecoran dimulai. Pembersihan dilakukan dengan tujuan untuk membersihkan struktur dari debu maupun sampah yang mungkin akan mengotorinya dan akan mengganggu Kesiapan alat dan materialAlat dan material yang dibutuhkan dalam pekerjaan mass concrete diantaranya adalah: Thermocouple Kawat ayam (Stop Cor) Concrete pump truck Instalasi pipa cor Pagar Tenda Termometer Vibrator Trowel Plastik dan Styrofoam Pemeriksaan suhu beton segarPemeriksaan suhu beton segar dilakukan untuk setiap mixer truck yang tiba di lokasi. JIka terdapat suhu beton segar yang melebihi suhu izin, maka perlu dilakukan perlakuan khusus untuk menurunkan suhu beton segar tersebut. Perlakuan yang dapat dilakukan misalnya dengan menambahkan pecahan es batu ke dalam campuran beton. Penambaha pecahan es batu tersebut dilakukan di plant mixer truck yang bersangkutan.

Pengujian nilai slump (slump test) beton segarSlump beton adalah besaran kekentalan (viscosity) atau plastisitas yang kohesif dari beton segar. Atau dengan kata lain, slump adalah penurunan ketinggian pusat permukaan atas beton yang diukur setelah cetakan uji slump diangkat. Pengambilan sampel beton segar untuk pengujian laboratoriumPengambilan sampel dilakukan dengan memasukkan campuran beton yang telah lolos pemeriksaan suhu dan nilai slump, ke dalam cetakan beton silinder. Cetakan-cetakan sampel beton silinder tersebut kemudian dibawa ke laboratorium pengujian untuk selanjutya dilakukan tahap pengujian kuat tekan beton. Pendataan dan pengawasan mixer truckPendataan dan pengawasan ini berguna untuk menghindari kesalahan pada pekerjaan mass concrete, seperti kesalahan pengiriman beton ready mix, atau kesalahan antara jumlah beton ready mix yang dipesan dengan beton ready mix yang tiba di lokasi. Penuangan beton segarSetelah melalui beberapa tahap pemeriksaan dan dinyatakan layak untuk melaksanakan proses pekerjaan mass concrete, maka campuran beton siap untuk dituangkan. Penuangan beton segar dilakukan dengan menggunakan instalasi pipa cor. Penuangan beton segar tersebut mengikuti alur pengecoran yang telah ditentukan sebelumnya.3. Perawatan (Curing) Mass Concrete Pemberian floor hardenerFloor hardener adalah bahan tambahan sebagai pengeras dan pelicin permukaan beton. Fungsi floor hardener adalah untuk memperkuat permukaan beton terhadap gesekan, khususnya beban berat dan sedikit terhadap benturan. Pelapisan permukaan beton dengan plastic dan styrofoamPelapisan menggunakan plastik dan syrofoam merupakan upaya isolasi antar suhu dalam beton massa tersebut yang diharapkan merata dengan suhu lingkungan. Pembacaan suhu pada thermocoupleThermocouple memiliki fungsi yang penting dalam pelaksanaan pekerjaan mass concrete, yaitu untuk mengetahui suhu pada beton yang telah dicor, serta berfungsi dalam pengendalian suhu beton massa untuk menghindari terjadinya retak thermal.