1

ADVANCED CONCRETE BY UTILIZING SLAG CEMENT TO PRODUCE HIGH

PERFORMANCE CONCRETE IN HIGH RISE BUILDING PROJECTS

Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan (FTSL)

Institut Teknologi Bandung (ITB)

Jl. Ganesha 10, Bandung (40132)

PERKEMBANGAN GEDUNG TINGGI

Burj Khalifa, Dubai (800 m)

Kingdom Tower, Jeddah (1000 m) 2019

2

PERKEMBANGAN GEDUNG TINGGI

TT, 2018

PERSYARATAN MATERIAL KONSTRUKSI UNTUK GEDUNG TINGGI

• Memiliki rasio kuat terhadap beratyang tinggi

• Memiliki sifat mekanik yang baik/stabil

• Memiliki durabilitas yang tinggi

• Memenuhi prinsip sustainabilitas

• Kemudahan untuk dilaksanakan

3

SIFAT BETON IDEAL UNTUK GEDUNG TINGGI

Kemudahan pengerjaan Pemadatan tanpa segregasi Kuat umur awal tinggi Sifat mekanis jangka panjang stabil Permeabilitas rendah Durabilitas tinggi Panas hidrasi rendah Toughness tinggi Stabilitas volume baik Rasio kuat terhadap berat tinggi

HIGH PERFORMANCE

CONCRETE

(HPC/BKT)

STRATEGI UNTUK MENDAPATKAN BETON DENGAN KUAT TEKAN YANG TINGGI

1. Beton dengan kuat tekan yang tinggi tidak selaluidentik dengan campuran yang kandungan OPCnya tinggi. Kandungan semen OPC sebaiknyadibatasi maksimum 500 kg untuk menghindariterjadinya tegangan akibat pengaruh suhu tinggi.

2. Jangan terkecoh dengan nilai kuat tekanpotensial yang diperoleh dari hasil uji silinderkontrol seharusnya juga fokus padapencapaian mutu beton terpasang.

3. Standar deviasi cendrung lebih tinggidibandingkan dengan beton normal.

4

STRATEGI UNTUK MENDAPATKAN BETON DENGAN KUAT TEKAN YANG TINGGI

4. Beton mutu tinggi lebih rentan terhadap curingyang kurang sempurna.

5. Ternary atau Quarternary blends cendrungmenghasilkan beton yang lebih baik dibandingkandengan Binary

MATERIAL UNTUK MEMBUAT HPC

Material Primary Contribution/Desired Property

Portland cement Cementing material / Durability

Blended cement Cementing material /

Durability / High strengthFly ash / Slag / Silica fume

Superplasticizers Flowability

High-range water reducers Reduce water-cement ratio

Hydration control admix. Control setting

5

KEUNTUNGAN PENGGUNAAN SLAG SEBAGAI SUPPLEMENTARY CEMENTING MATERIALS (SCM)

SALAH SATU KEUNTUNGAN BETON YANG MENGANDUNG SLAG DANDIRANCANG SERTA DIRAWAT DENGAN BAIK ADALAH SIFATPERMEABILITAS DAN DIFFUSI KLORIDANYA YANG RENDAH:

1. Lebih banyak C-S-H yang terbentuk dan mengisiruang yang ada dengan mereaksikan Ca(OH)2.

2. Reaksi tersebut terjadi belakangan, sehingga C-S-H yang baru akan membagi/memblok systempori kapilari awal yang duluan terbentuk.

KEUNTUNGAN PENGGUNAAN SLAG SEBAGAI SUPPLEMENTARY CEMENTING MATERIALS (SCM)

3. Zona ITZ akan terisi dengan C-S-H, sehinggamengurangi dampak negatif ITZ.

4. C-S-H yang terbentuk dari reaksi slag memilikirasio Ca/Si yang rendah. Akibatnyapembentukkan C-S-H melibatkan bahan alkalilainnya (sebagai pensubstitusi Ca). Hal ini akanmereduksi sifat alkalinitas larutan pori, sehinggamenjadi tidak rentan terhadap serangan agregatyang reaktif.

6

KEKURANGAN PENGGUNAAN SLAG SEBAGAI SUPPLEMENTARY CEMENTING MATERIALS (SCM)

1. Laju reaksi di awal cendrung lebih lambat,khususnya bila prosentase penggantiansemennya tinggi. Akibatnya, waktu setting dansifat awal akan terganggu.

2. Hal ini dapat diatasi dengan meredesaincampuran agar diperoleh sifat awal yangdiinginkan atau dengan menggunakan campuranternary, misal: Silica fume dan Slag; atau Slagyang dicampur Fly Ash Class C.

3. Pada system ternary SF dan Slag, kedua bahantersebut bersifat saling menutupi kelemahanmasing-masing.

PERSYARATAN SEMEN PADA SNI BETON 2847

7

BEBERAPA HASIL PENELITIAN

0% 25% 50% 25% 50% Persent. (%) Grade

1 7 29.1132 27.8816 24.38124

2 7 31.1804 27.96284 23.58648

3 7 34.0502 27.02348 23.50864

4 28 41.0896 36.66 39.696

5 28 42.1232 40.34 39.9532

6 28 41.82 40.064 37.7036

6 28 39.3928 50.3076 41.1128

101.79 96.38 95 100

Indek Aktivitas (%) Standar ASTM (%)

87.84 75.76 75 100

Kuat Tekan (Mpa)No Umur (hr)

BEBERAPA HASIL PENELITIAN

8

BEBERAPA HASIL PENELITIAN

DIN 1048

BEBERAPA HASIL PENELITIAN

ASTM C 1202

9

BEBERAPA HASIL PENELITIAN

ASTM C 672

ASTM C 672

BEBERAPA HASIL PENELITIAN

10

BEBERAPA HASIL PENELITIAN

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Suhu

(OC

)

Waktu (menit)

Panas Hidrasi Beton Semen Slag 25%

T1

T2

T3

T4

T5

T6

T7

T8

T9

TERNARY BLENDS DENGAN SF VERSUS CAMPURAN YANG HANYA MENGGUNAKAN SF SEBAGAI SCM

• Dosis HRWR bila menggunakan ternary blendscendrung lebih rendah

• Campuran mudah ditempatkan

• Beton mudah di finish (tidak terlalu “sticky”)

• Kuat awal baik (karena pengaruh SF) dankekuatan terus meningkat sebagai fungsi waktu(karena pengaruh Slag)

• Peningkatan suhu hidrasi relatif rendah

11

Ternary Blends versus Binary Blends

Thomas, 2000

SCOTIA PLAZA TORONTO

Hooton, 2015

12

TEN HUDSON YARDS

SCA, 2016

TEN HUDSON YARDS

•

•

•

13

ONE WORLD TRADE CENTER

SCA, 2016

ONE WORLD TRADE CENTER

•

•

•

14

432 PARK AVENUE

SCA, 2016

432 PARK AVENUE•

•

•

15

PREMIERE ON PINE(42 STORY RESIDENTIAL TOWER)

PREMIERE ON PINE

• MUTU BETON SPESIFIKASI UNTUK ELEMEN VERTIKAL = 104 MPA.• UKURAN PENAMPANG SHEARWALL DAN KOLOM RELATIF LEBIH

KECIL DIBANDINGKAN DENGAN YANG BIASA DIGUNAKAN PADABANGUNAN DENGAN TINGGI YANG SAMA

• CAMPURAN BETON YANG DIGUNAKAN:SEMEN TYPE II = 350 KG/M3

ABU TERBANG = 50 KG/M3

SF = 23 KG/M3

SLAG = 64 KG/M3

AIR = 138 KG/M3

16

KESIMPULAN1. Dengan menggunakan teknik pengerjaan dan

bahan mineral admixture yang sesuai, dapatdihasilkan beton kinerja tinggi untuk konstruksigedung tinggi

2. HPC dapat lebih mudah diproduksi, ditempatkan dandifinish dengan system blended ternary or quarternary.

3. Dengan system ini, sifat fisik dan durabilitas yangdihasilkan juga meningkat, baik pada umur-umur awalmaupun pada umur akhir.

TERIMA KASIH