Analisis Termomekanis Beton Massa SCC dan HVFA pada Struktur Bunker Radioterapi Menggunakan Metode Elemen Hingga

Trapsilo, Samudro Luhur (2026) Analisis Termomekanis Beton Massa SCC dan HVFA pada Struktur Bunker Radioterapi Menggunakan Metode Elemen Hingga. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 2035221086-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (15MB) | Request a copy

Abstract

Panas hidrasi adalah panas yang dihasilkan dari reaksi antara semen dan air pada proses pengerasan beton, volume beton yang besar dapat menyebabkan kenaikan suhu cukup tinggi dan berpotensi menimbulkan retak struktural yang mengakibatkan kurangnya kekuatan beton sehingga mempengaruhi hasil akhir. Penelitian ini meninjau efektivitas penggunaan beton High Volume Fly Ash (HVFA) sebagai upaya pengendalian kenaikan suhu pada struktur beton massa serta meninjau seberapa jauh pengaruh penggantian pada kasus beton massa pada proyek sesungguhnya. Perbandingan material ini menggunakan metode numerik berbasis Finite Element Analysis dengan pengaplikasian pada struktur bunker radioterapi. Sebelum pemodelan dan analisis, perlu dilakukan analisis kontrol baik dari segi kenaikan suhu beton normal yang dipakai dalam proyek dengan batas error 5%, kondisi batas dan konveksi dalam proyek, maupun kenaikan suhu beton HVFA yang akan dibandingkan. Penggantian beton dengan material HVFA menunjukkan bahwa suhu puncak yang terjadi pada beton massa mampu direduksi sebesar 10%-15% untuk variasi B3-35_0.39, 23%-25% untuk variasi B3-55_0.28, 23%-25% untuk variasi B3B6-55_0.28, dan 22%-25% untuk variasi B3-50-LP-5_0.28 sedangkan waktu puncak hidrasi mampu diperlambat 2 hingga 4 hari. Penurunan suhu beton HVFA yang cenderung lebih lama daripada beton normal yang disebabkan oleh reaksi pozzolanik fly ash dalam pembentukan rantai C-S-H sekunder ini mengakibatkan kenaikan suhu beton HVFA tidak secepat beton SCC normal. Penggantian material menggunakan beton HVFA juga mampu mengurangi nilai tegangan 2.6% untuk variasi B3-35_0.39, 26.8% untuk variasi B3-55_0.28, 23.8% untuk variasi B3B6-55_0.28, dan 13.3% untuk variasi B3-50-LP-5_0.28. Nilai regangan yang terjadi pada material beton HVFA juga mengalami penurunan sebesar 5.34% untuk variasi B3-35_0.39, 29.85% untuk variasi B3-55_0.28, 30.51% untuk variasi B3B6-55_0.28, serta 29.22% untuk variasi B3-50-LP-5_0.28. Hasil akhir penelitian ini menunjukkan dampak penggantian material HVFA yang signifikan untuk penggantian material beton pada kasus mass concrete serupa guna menghindari retak akibat aktivitas termal pada saat terjadi reaksi hidrasi dalam inti beton.
=====================================================================================================================================
Hydration heat is the heat generated by the reaction between cement and water during the concrete hardening process; large volumes of concrete can cause a significant rise in temperature, potentially leading to structural cracks that reduce the concrete’s strength and thus affect the final result. This study examines the effectiveness of using High Volume Fly Ash (HVFA) concrete as a means of controlling temperature rise in mass concrete structures and assesses the extent of the impact of this substitution in real-world mass concrete projects. This material comparison employs a numerical method based on Finite Element Analysis (FEA) applied to a radiotherapy bunker structure. Prior to modeling and analysis, a control analysis must be conducted regarding the temperature rise of standard concrete used in the project (with a 5% error margin), the boundary conditions and convection within the project, as well as the temperature rise of the HVFA concrete to be compared. Replacing standard concrete with HVFA concrete shows that the peak temperature in the mass concrete can be reduced by 10%–15% for the B3-35_0.39 variation, 23%–25% for the B3-55_0.28 variant, 23%–25% for the B3B6-55_0.28 variant, and 22%–25% for the B3-50-LP-5_0.28 variant, while the peak hydration time can be delayed by 2 to 4 days. The cooling rate of HVFA concrete, which tends to take longer than that of ordinary concrete—due to the pozzolanic reaction of fly ash in the formation of secondary C-S-H chains—results in the temperature of HVFA concrete rising more slowly than that of ordinary SCC concrete. Replacing the material with HVFA concrete also reduced the stress value by 2.6% for the B3-35_0.39 variant, 26.8% for the B3-55_0.28 variant, 23.8% for the B3B6-55_0.28 variant, and 13.3% for the B3-50-LP-5_0.28 variant. The strain values observed in the HVFA concrete also decreased by 5.34% for the B3-35_0.39 variation, 29.85% for the B3-55_0.28 variation, 30.51% for the B3B6-55_0.28 variation, and 29.22% for the B3-50-LP-5_0.28 variant. The final results of this study demonstrate the significant impact of HVFA substitution on concrete performance in similar mass concrete cases to prevent cracking caused by thermal activity during the hydration reaction within the concrete core.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	beton massa, panas hidrasi, beton SCC, beton HVFA, finite element analysis mass concrete, hydration heat, SCC concrete, HVFA concrete, finite element analysis
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA347 Finite Element Method T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA440 Concrete--Cracking.
Divisions:	Faculty of Vocational > 22301-Civil Infrastructure Engineering (D4)
Depositing User:	Samudro Luhur Trapsilo
Date Deposited:	03 Aug 2026 10:15
Last Modified:	03 Aug 2026 10:15
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/140756

Actions (login required)

View Item