Mass Concrete

Berdasarkan ACI 207 : mass concrete adalah segala volume beton dengan dimensi yang cukup besar sehingga perlu pengendalian thermal tehadap panas yang ditimbulkan oleh proses hydrasi semen. Mass concrete bisa ditemukan pada berbagai pekerjaan bangunan baik gedung maupun infrastruktur, pada pekerjaan infrastruktur misalnya lantai pelabuhan, lantai jalan raya, dll. sedangkan pada gedung seperti plat lantai basement, plat lantai beton bertulang, plat dinding basement dengan ciri utama adalah kebutuhan volume beton yang besar dan pekerjaan cor beton harus dikerjakan bersambung tanpa berhenti karena untuk menghindari keretakan beton.

raft foundation

Terjadinya Retak Thermal

Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan sebagai upaya menghasilkan suatu konstruksi yang baik diantaranya memenuhi persyaratan teknis, ekonomis, fungsional, estetika, standart.

Bagian beton di permukaan yang mendingin lebih cepat oleh pelepasan panas di udara mengalami kontraksi dan menjadi kekangan terhadap pengembangan volume beton bagian dalam yang panas. Bila terjadi retak dalam beton akibat mass concrete akan mengakibatkan terjadinya cold joint yang kemudian mengakibatkan beton menjadi tidak konjugasi. Terjadinya peningkatan panas di dalam beton diakibatkannya sisi luar beton yang memiliki temperatur yang lebih rendah mengakibatkan sisi terluar beton mengalami penurunan temperatur yang lebih cepat atau dengan kata lain sisi terluar beton mengalami pengerasan yang lebih cepat.

Terjadinya pengerasan yang cepat pada sisi terluar beton mengakibatkan terjebaknya udara dari proses hidrasi beton yang tersisa dan mengakibatkan keretakan. Maksimum perubahan suhu atau maksimum perbedaan suhu antara, layer terluar, layer tengah dan layer terdalam beton menurut ACI.244.1.R93.7 yaitu 40 derajat celcius/jam dan perbedaan suhu antara layer terluar dengan suhu lingkungan yaitu 20 derajat celcius/jam. Terdapat beberapa hal yang dapat diakubatkan daripada terjadinya thermal yang tinggi dalam beton yaitu : susut yang besar dan kebutuhan air dalam proses hidrasi yang tinggi.  Selama selisih suhu ≤ 20 derajat celsius maka retak thermal dapat dihindari.

Kenaikan suhu tergantung pada
- suhu penempatan beton
- komposisi cemnet, kehalusan, dan konten
- konten agregat dan CTE (Coeff. of Thermal Expansion)
- ketebalan bagian
- jenis bekisting dan waktu pemindahan
- kondisi sekitar
- bahan semen tambahan

Pengendalian Retak Thermal
(untuk penjelasan lebih lanjut lihat di Pengendalian Retak Thermal untuk Mass Concrete)

Terdapat beberapa metode pelaksanaan untuk dapat melakukan pengontrolan suhu beton dalam pelaksanaan mass concrete, yaitu:

- Precooling of concrete : meliputi penyiraman agregat, penggunaan air es, penambahan es pada campuran beton, atau nitrogen cair.

Pre-cooling concrete yaitu metode yang lebih menekankan kepada material-material pentusun betonnya, dimana suhu beton dapat meningkat yang diakibatkan oleh material-material penyusun betonnya. Salah satu contohnya yaitu dengan menambahkan nitrogen dan es pada saat mixture beton untuk membuat kondisi beton segar berada dalam kondisi dingin.

- Postcooling of concrete : menggunakan aliran air dalam pipa untuk mengurangi panas dibagian dalam beton.

Post-cooling concrete adalah metode mendinginkan beton dengan cara membuat sirkulasi air dingin melalui pipa yang sebelumnya telah dilakukan installasi sebelum pengecoran. Post-cooling concrete menggunakan sirkulasi air dingin dengan installasi pipa di dalam beton digunakan pada masa pelaksanaan konstruksi Hoover Dam tahun 1931-1936.

- Surface Insulation : pemasangan isolasi pada permukaan sehingga dapat menahan dan melepas panas secara perlahan-lahan agar pendinginan permukaan dapat terkendali.

Perawatan beton pasca pengecoran  dengan cara mengatur pelepasan panas yang dihasilkan dari reaksi kimia. Metoda ini dilaksanakan dengan cara menutup dan membuka bagian permukaan beton yang berhubungan langsung dengan udara luar. Metode ini dapat berupa menutup permukaan beton dengan stereofoam ataupun dengan menutup permukaan beton dengan air untuk dapat membuat permukaan beton untuk tetap dalam kondisi segar yang memungkinkan udara yang berasal dari dalam beton pada saat proses hidrasi dapat keluar.

- Pengendalian Retak Thermal (Sistem Isolasi Permukaan)

Pemasangan sterofoam sebagai isolasi panas sehingga dapat menahan & melepas panas secara perlahan-lahan agar pendinginan permukaan dapat terkendali.

- Cementitious material content control, dilakukan dengan melakukan pemilihan tipe atau jumlah material semen untuk miminimalisir potensi generasi panas pada beton

Pelaksanaan Mass Concrete

Sebelum pekerjaan pengecoran beton dengan volume besar ini dimulai terlebih dahulu perlu direncanakan dengan sebaik mungkin misalnya alur cor beton, sirkulasi truck mixer pengangkut beton, tenaga kerja yang cukup disertai pembagian giliran jam istirahat yang baik serta kepastian akan terpenuhinya volume material beton yang dibutuhkan dalam pengecoran mass concrete dalam waktu yang telah ditetapkan.

Dari segi lingkungan juga perlu disiapkan sebaik mungkin misalnya dari segi penerangan, perlindungan dari cuaca ekxtrim seperti hujan dan panas terik matahari serta perlu dilihat juga apakah jalan akses ke proyek dapat digunakan oleh kendaraan pengangkut beton pada waktu pengecoran beton yang sudah dijadwalkan.

Tahap Persiapan

Proses persiapan pelaksanaan pengecoran mass concrete,

Persiapannya meliputi :

- Kesiapan lokasi;

- Penerangan;

- Power supply;

- Water supply untuk compressor, vibrator;

- Tenda pengecoran;

- Kawat ayam penahan kecepatan pengecoran;

- Konsumsi yang diperlukan pada over time di malam hari;

- Pekerjaan lantai kerja.

Pembesian Raft Foundation, Sebelum dilakukan pemasangan pembesian raft foundation ada beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu :

- Lokasi harus bersih dari kotoran;

- Persiapkan material beton penahan jarak dan pastikan posisi dengan benar;

-  Cek shop drawing pembesian LX/LY, dan pola pembagian awal antara tulangan 1 dan tulangan 2;

- Pemasangan kawat pembatas zone pegecoran, agar penuangan beton tidak terlalu melebar.

Pelaksanaan Pengecoran Raft Foundation Sebelum pelaksanaan pengecoran pastikan pekerjaan-pekerjaan yang ada dan terkait dengan lokasi tersebut sudah selesai. Lakukan chek list terhadap:

- Metode pelaksanaan pengecoran mass concrete yang antara lain concrete pump, jalur mixer, jalur pengecoran;

- Time schedule pengecoran termasuk kapasitas batching plan;

- Layout Thermocouple (posisi dan jumlah) diperlihatkan dalam gambar

- Sistem drainase (posisi gutter,pump, base slope);

- Struktur organisasi tugas dan tanggung jawab untuk staff dan pekerja;

- Kesiapan beton (batching plant) minimal 7 hari sudah dikonfirmasi kesiapan peralatan concrete pump, vibrator dan kesiapan peralatan pendukung lainnya.

Pelaksanaan Pengecoran

Metode penuangan beton menggunakan concrete pump diatur sedemikian rupa dengan pembagian sesuai jumlah concrete pump, sehingga pengaturan per layer/section lebih jelas untuk menghindarkan terjadinya cold joint.

- Untuk mengurangi kenaikan temperatur akibat terjadinya reaksi beton dengan pipa concrete pump, diusahakan sepanjang pipa dibungkus dengan karung dan dilakukan penyiraman secara periodik agar tetap terjaga dingin.

- Diusahakan untuk menghindari sinar matahari secara langsung dan penguapan yang berlebihan, serta untuk mencegah terjadinya retak akibat plastic settlement atau plastic shrinkage dengan memberi penutup pada area pengecoran (tenda).

Pemeliharaan Beton (Curing)

Sebagai upaya untuk menghindari retak yang diakibatkan terjadinya konstruksi akibat kenaikan temperatur yang terlalu cepat, perbedaan suhu yang terlalu besar baik antar lapisan beton atau dengan suhu lingkungan akibat suhu siang dan malam maka perlu dilakukan hal-hal sebagai berikut :

- Segera menutup lapisan atas concrete yang telah difinish trowel dengan plastik sheet/ bahan dari jenis polythene lapisan steroform 5 cm, hal ini juga amat sangat membantu dalam proses curing yang diletakan diatas plastic sheet. Penutup lapisan ini dipertahankan selama 3 hari setelah pengecoran (perbedaan atas mass foundation dengan suhu luar ±/-20 C).

- Memberi lapisan steroform pada seluruh permukaan masa sebagai upaya isolasi antar suhu dalam masa beton yang diharapkan merata dengan suhu lingkungan.

- Setelah mencapai hari ke-4, plastic sheet dan steroform dilepas kemudian lantai mass foundation di curing menggunakan curing compound.

- Untuk area stek kolom dan core wall, dipasang bekisting setinggi 400 mm dan di isi dengan material pasir, kemudian ditutup/diselimuti dengan blue sheet sampai rapat. Tujuan dari melapisi permukaan concrete ini adalah untuk menjaga pelepasan panas terjadi secara perlahan-lahan agar tidak terjadi keretakan yang diakibatkan oleh perbedaan temperatur antara layer bawah, tengah dan atas concrete.

Monitoring Pengecekan Suhu

Kebutuhan untuk pemasangan dan monitoring proses raft foundation tersebut menggunakan instrument berupa Themocuple Digital Appa 35 dengan kapasitas 500ºC untuk memperoleh data primer yang disusun berdasarkan parameter-parameter analisis yang dibutuhkan dan relevan sesuai dengan maksud dan tujuan dari peneliti ini.

- Pemasangan Thermocouples Pemasangan thermocouples dimana posisi dan ketinggian dibagi tiga lapis yaitu lapis satu setinggi 400 mm dari dasar, dibagian tengah sebagai lapis dua dan 400 mm dari permukaan atas sebagai lapis tiga. Pemasangan thermocouples dengan menggunakanpipa PVC dia 1.5” dengan membuat lubanng padasetiap pipa untuk keluarnya kabel thermo couples,adapun pemasangan thermocouples tersebut tidakboleh bersinggungan dengan tulangan dan ikatandengan tali yang bukan pengantar panas. Titik pengawasan temperature akan dilakukan satu titik per area dengan ketentuan tiga titik pembaca per titik pengawasan (atas, tengah dan bawah)

- Peralatan dan Pembacaan Thermocouples Peralatan Thermocouples : a. Thermocouple Cable (nikel dan tembaga ) untuk ditanam. b. Thermocouple Cable untuk mengukur beton baru. c. Alat ukur digital dengan kapasitas 500ºC dan ketelitian 0,5ºC.

 Pembacaan atau Pencatatan Thermocouples: Sistem pengecekan thermocouple dengan mengambil referensi dari ACI 116R maka pemantauan dan pengambilan data untuk dipakai alat thermocouple dengan mengikuti petunjuk sebagai berikut :

- Setiap 2 jam sekali di check dan diambil data suhunya untuk 24 jam pertama (hari ke 1).

- Setiap 3 jam sekali di check dan diambil data suhunya untuk 24 jam kedua (hari ke2 dan ke3) Selanjutnya sampai hari ke empat sampai hari ke tujuh tiap 24 jam diambil selama 4 kali setiap pagi 09.00, siang 12.00, sore 17.00 dan malam 20.00 selama 7 hari.

Monitoring Temperatur : Setelah pengecoran selesai harus dijaga suhu beton, maka dibutuhkan curing beton yang memadai sehingga dapat mencapai mutu beton yang diharapkan. Agar tidak terlalu berbeda jauh dengan suhu di atas permukaan beton dengan cara sistem curing yang menggunakan sterofom tebal 2.5 cm sebagai isolasi panas sehingga dapat menahan dan melepas panas secara perlahan-lahan agar pendinginan permukaan dapat terkendali. Maksimum yang disyaratkan adalah tidak boleh melewati 20ºC.

Perhatian Khusus Metode Mass Concrete

- Metode Mass Concrete dilakukan adanya perlakukan khusus yang dilakukan terhadap beton massa tersebut, seperti pengawasan suhu beton untuk mencegah terjadinya keretakan pada beton. Pengendalian retak thermal atau curing beton menggunakan sterofoam dan plastic blue sheet sebagai isolasi panas.

- Dilakukan monitoring temperature concrete yang baik serta memberikan lapisan stereform pada seluruh permukaan concrete terutama yang berpotensi retak sebagai upaya isolasi antar suhu dalam beton yang diharapkan merata dengan suhu lingkungan dan tidak melebihi temperature yang diizinkan. Perencanaan alur pengecoran beton, sirkulasi truck mixer, concrete pump dan alat pendukung lainya agar direncanakan dengan efektif.