Perubahan Volume : Penyusutan, Temperatur

Perubahan Volume : Penyusutan, Temperatur

Deformasi yang dibahas pada artikel 1.7 diakibatkan oleh tegangan yang disebabkan oleh bekerjanya beban luar. Pengaruh-pengaruh dari suatu keadaan yang berbeda dapat menyebabkan beton mengalami deformasi dan perubahan volume walaupun dalam keadaan yang bebas sekali dari beban luar. Pengaruh-pengaruh yang penting dalam hal ini adalah penyusutan dan pengaruh dari variasi temperatur.

a. Penyusutan.

Seperti yang telah dibahas dalam arikel 1.2 dan 1.4, semua campuran beton dapat diolah dengan memberikan lebih banyak air dari yang diperlukannya untuk mengatasi hidrasi. Apabila beton dibiarkan berada di udara terbuka, dengan berjalannya waktu sebagian besar dari air bebas ini akan menguap, kecepatan dan kesempumaan dari proses pengeringan tergantung pada temperatur disekelilingnya dan kondisi dari kelembabannya.

Setelah beton mengering, volumenya akan menyusut, mungkin disebabkan oleh tarik kapiler yang teijadi karena adanya air yang tetap tinggal dalam beton. Sebaliknya, apabila beton kering dicelupkan dalam air, ia akan mengembang, memperoleh kembali sebagian besar dari volumenya yang hilang pada proses penyusutan yang terjadi sebelumnya.

Penyusutan, yang terus terjadi dengan kecepatan yang kian berkurang dalam beberapa bulan, tergantung dari konfigurasi elemennya, dalam beberapa hal merupakan sifat yang merugikan dari beton. Apabila tidak diperiksa dengan baik, hal ini dapat menyebabkan terjadinya retak-retak yang tidak tampak dan sering kali sangat merugikan, seperti yang terjadi pada plat, dinding dan bagian-bagian konstruksi lainnya.


Pada struktur-strukur statis tak tertentu (dan kebanyakan struktur beton adalah struktur statis tak tertentu), penyusutan dapat menyebabkan terjadinya tegangan-tegangan yang besar dan berbahaya. Pada beton prategang penyusutan menyebabkan teijadinya pengurangan sebagian dari kekuatan prategang awal. Atas dasar alasan-alasan ini, maka penting sekali diupayakan agar penyusutan yang teijadi menjadi sekecil mungkin dan terkendali.

Seperti yang jelas terlihat pada proses dari pembuatan beton, faktor utama yang menentukan jumlah dari penyusutan akhir adalah jumlah satuan dari kandungan air pada beton segar. Hal ini dengan jelas dilukiskan pada Gambar 1.10, yang menunjukan besarnya penyusutan dalam satuan 0,001 in/in untuk berbagai jumlah dari air pencampur.



Jenis agregat yang sama dipakai dalam semua percobaan, selain kandung air berubah, jumlah semen juga bervariasi dari 4 sampai 11 sak untuk setiap yard kubik beton. Variasi yang sangat besar dari kandungan semen ini, hanya berpengaruh sedikit sekali terhadap besarnya penyusutan, bila dibandingkan dengan pengaruh yang ditimbulkan oleh variasi kandungan air; hal ini terbukti dari hasil-hasil percobaan untuk sejumlah besar variasi kandungan semen.

Dari hal ini juga terbukti bahwa cara utama untuk mengurangi terjadi-nya penyusutan adalah dengan jalan mengurangi kandungan air dari beton yang barn dibuat sampai mencapai jumlah minimum yang sesuai dengan yang dibutuhkan supaya beton masih dapat diolah. Disamping itu, proses perawatan yang panjang dan dilakukan dengan hati-hati juga bermanfaat untuk mengurangi penyusutan.

Gambar 1.10 Pengaruh kandungan air terhadap penyusutan beton yang sedang mengering (dari referensi 1.4)

Drying shrinkage = penyusutan yang teijadi pada saat mengeringnya beton; Pounds of water per cubic yard of fresh concrete = jumlah air dalam pound yang dibutuhkan untuk setiap yard kubik dari beton yang baru dibuat.

Harga-harga penyusutan akhir untuk beton biasa umumnya berkisar antar 0,0002 sampai 0,0007 in/in tergantung pada kandungan air awal, temperatur disekelilingnya, dan kondisi kelembaban, serta keadaan dari agregat yang dipakai. Agregat-agregat yang mempunyai daya serap tinggi, seperti beberapa batu pasir dan batu tulis, akan menyebab-kan terjadinya penyusutan yang dua kali lebih besar atau lebih dibandingkan dengan agregat-agregat yang kurang mempunyai daya serap seperti batu granit atau batu kapur. Beberapa agregat ringan, karena banyak mengandung pori-pori, dengan mudah dapat menyebabkan terjadinya harga penyusutan yang lebih besar dibandingkan dengan beton biasa. (lihat pula referensi 1.26)

b. Perubahan Temperatur.

Seperti kebanyakan material lainnya, beton akan mengembang dengan bertambahnya temperatur dan menyusut dengan menurunnya temperatur. Pengaruh perubahan volume akibat berubahnya temperatur serupa dengan yang disebabkan oleh penyusutan seperti yang telah dibahas sebelumnya. Ini berarti, terjadinya pengurangan volume akibat turun-nya temperatur akan menyebabkan timbulnya retak-retak yang tidak diinginkan, khusus-nya apabila pengurangan volume ini digabungkan dengan penyusutan yang terjadi karena kandungan air; pada struktur- struktur statis tak tentu deformasi yang terjadi akibat adanya perubahan temperatur dapat menyebabkan timbulnya tengangan- tegangan yang besar yang kadang-kadang sangat membahayakan.

Besar koefisien pemuaian agak bervariasi, tergantung pada jenis dari agregatnya dan banyak campuran. Besarnya harga ini biasanya berkisar antara 0,000004 sampai 0,000006 in/in (°F). Untuk menghitung tegangan-tegangan dan deformasi-deformasi yang teijadi akibat perubahan temperatur biasanya harga koefisien muai sebesar 0,0000055 dapat dipakai dan dapat memberikan hasil yang memuaskan. Baca selanjutny Beton Ringan, Tulangan serta Jenis-jenis Baja Tulangan.