14. Perancangan Campuran Beton Kekutan Tekan Tinggi Dengan Metode ACI

REKAYASA BETON JURUSAN TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG Jalan Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga Ciwaruga Kotak Pos 6468 BDCD Tlp. (022) 2013789 2013789 Ext. 264 Bandung

Pokok

: Teori Merancang Merancang Campuran Beton Beton (MIX DESIGN)

Materi

: Perancangan Perancangan Campuran Campuran Beton Kekuatan

No. Uji

: 14 14

Tekan Tinggi dengan Metode ACI I.

REFERENSI

1. Job Sheet Sheet Uji Bahan Bahan Semester Semester Ganjil Ganjil Laboratori Laboratorium um Bahan Bahan Jurusan Jurusan Teknik Teknik Sipil. 2. ASTM C.33

II. II. TUJU TUJUAN AN

Mendapatkan proporsi bahan campuran beton kekuatan tekan tinggi dengan menggunakan metode ACI.

III.

DASAR TEORI

Beton Beton mutu tinggi didefinis didefinisikan ikan sebagai sebagai beton beton yang memiliki memiliki kuat tekan rata-rata  41.4 Mpa (  450 kg/cm2 ). Dalam metode ACI ini kuat tekan yang disyaratkan untuk menentukan proporsi campuran beton mutu tinggi dapat dipilih untuk umur 28 hari atau 56 hari. Untuk mencapai kuat tekan yang disyaratkan, campuran harus diproporsikan sedemikian rupa sehingga kuat tekan rata-rata dari hasil pengujian di lapangan lebih tinggi daripada kuat tekan yang disyaratkan. Untuk mengevaluasi kekuatan beton mutu tinggi maka digunakan beberapa benda uji dengan ukuran yang berbeda-beda, disesuaikan dengan jenis uji yang akan dilakukan. dilakukan.


Pokok


Materi


No. Uji

: 14 14

Tekan Tinggi dengan Metode ACI IV. PROSEDUR PERHITUNGAN CAMPURAN BETON MUTU MUTU TINGGI TINGGI

4.1

Tentuk Tentukan an slum slump p dan dan kekua kekuatan tan rata-ra rata-rata ta yang yang ditarg ditargetk etkan an

Slump untuk beton mutu tinggi tanpa superplasticizer dapat diambil sebesar 50-100 mm disesuaikan dengan kondisi pembetonan. Slump awal untuk beton mutu tinggi dengan superplastizer dapat dimbil sebesar 2550

mm,kemudian

sebelum

dilaksanakan

pengecoran

dilapangan

ditammbah dengan superplastizer sampai slump yang disyaratkan rata yang ditargetkan (f’cr) untuk proporsi tercapai.Kuat tekan ratarata-rata campuran yang dirancang berdasarkan pengalaman dilapangan, diambil yang lebih besar dari persamaan (1) atau (2),sedangkan untuk proposi campuran berdasarkan campuran coba dilaboratorium diambil sesuai persamaan (3). f’cr = f’c + 1,34 s............................. (1) f’cr = 0.90 f’c + 2,33 s..................... (2)

f’cr =

f ' c  9.66

0.9

(MPa) ......................(3) ......................(3)

0.9f’cr = f’c + 9.66 (MPa) keterangan : f’cr = kuat tekan tekan rata-rata yang ditargetkan (MPa) f’c = kuat kuat tekan rata-rata rata-rata yang disyaratkan (MPa) s

= simpangan baku / standar deviasi


Pokok


Materi

No. Uji


: 14 14

Tekan Tinggi dengan Metode ACI 4.2 4.2

Uku kura ran n agr agreg egat at kasar asar

Untuk kuat tekan rata-rata <62.1 MPa, digunakan ukuran agregat maksimum 19-25 mm, sedangkan untuk kuat rata-rata > 62,1 MPa digunakan ukuran agregat maksimum 9,5-12,5 mm. Ukuran agregat kasar maksimum sesuai dengan SNI

03-

2947-1992, yaitu: a. 1/5 1/5 leb lebar ar mini minimu mum m acu acuan an;; b. 1/3 1/3 teba teball plat plat bet beton on;; atau atau c. ¾ jarak jarak bersih bersih minimum minimum antar antar batang batang tulangan, tulangan, bunde bundell tulangan, atau kabel prategang.

4.3 4.3

Kada Kadarr agre agrega gatt kasa kasarr opti optimu mum m

Kadar agregat kasar optimum digunakan bersama-sama dengan agregat halus yang mempunyai nilai modulus kehalusan antara 2,5-3,2. Berat agregat kasar pada kering oven per m 3 beton adalah besarnya fraksi volume padat kering oven dikailkan dengan berat isi padat oven (kg / m 3). Besar fraksi volume agregat padat kering oven yang disarankan berdasarkan besarnya ukuran agregat maksimum, tercantum dalam Tabel 1 Tabel 1: Tabel Fraksi Volume Agregat Kasar yang Disarankan Ukuran (mm) Fraksi Volume Padat Kering Oven

9.5

12.5

19

25

0.65

0.68

0.72

0.75


Pokok


Materi


No. Uji

: 14 14

Tekan Tinggi dengan Metode ACI

4.4

Estim Estimasi asi kadar kadar air dan dan kada kadarr uda udara ra

Estimasi pertama kebutuhan air dan kadar udara untuk beton segar ditentukan berdasarkan berdasarkan Tabel Tabel 2. untuk butiran butiran dan tekstur tekstur halus berpengaruh pada kadar udara rongga udara pasir, karena itu kadar rongga udara yang aktual dan kadar air harus dikoreksi dengan persamaan persamaan (4) dan (5). Kadar rongga udara (V), % =

 BeratIsiPadatKerngOven  ...... .... .... .... .... .... .... (4) (4) 1   x100% .... BeratJenis latif Kering Re ( )  

 35 x4,75 .... Koreksi kadar air, liter/m3 = V  .......... ...... .... .... .. (5) (5) Penggunaan Penggunaan persamaan (5)mengakibatkan (5)mengakibatkan penyesuaian air sebanyak4,75 sebanyak4,75 liter/m 3 untuk setiap a% penyimpangan penyimpangan kadar udara dari 35%.


Pokok


Materi

No. Uji


: 14 14

Tekan Tinggi dengan Metode ACI Tabel 2: Estimasi Pertama Kebutuhan Air Pencampur dan Kadar Udara Beton Segar Berdasarkan Berdasarkan Pasir dengan dengan 35% Rongga Udara Udara

Air Pencampur (liter/m3) Slump

Ukuran Agregat kasar Maks. (mm)

(mm)

9. 5

12.5

19

25

25 – 25 – 5 50

184

175

169

166

50 – 50 – 7 75

190

184

175

172

75 – 75 – 1 100

196

190

181

178

3.2

2.5

2.0

1.5

Kadar

Keterangan

Tanpa superplasticizer

2.5

Udara

2.0

1.5

1.0

Dengan superplasticizer

(%)

Catatan :



Kebutuhan air pencampur pada tabel diatas adalah untuk beton mutu tinggi sebelum diberi superplastizer



Nilai kebutuhan air diatas merupakan niali-niali maksimum jika agregat kasar yang digunakan adalah batu pecah dengan bentuk butiran yang baik, permukaannya bersih dan bergradasi baik sesuai ASTM C.33.



Nilai – Nilai – nilai nilai harus dikoreksi jika rongga udara pasir bukan 35%, dengan menggunakan persamaan (5).


Pokok


Materi

No. Uji


: 14 14

Tekan Tinggi dengan Metode ACI 4.5

Tentuk Tentukan an rasio rasio air air denga dengan n bahan bahan bersi bersifat fat semen semen W/(c+p W/(c+p))

Rasio W/(c+p) untuk beton tanpa superplastizer diambil nilainya berdasarkan Tabel 3, dan untuk beton yang menggunakan superplastizer berdasarkan Tabel 4.

Tabel 4 : Rasio W/(c W/ (c + p) Maksimum yang disarankan (dengan Superplasticiser) Superplasticiser) Kekuatan Rata-rata

W/(c+p)

(fcr’)

Ukuran Agregat Maksimum (mm)

MPa

48.3

55.2

62.1

69.0

75.9

82.8

9.5

12.5

19

25

28 hari

0.50

0.48

0.45

0.43

56 hari

0.55

0.52

0.48

0.46

28 hari

0.44

0.42

0.40

0.38

56 hari

0.48

0.45

0.42

0.40

28 hari

0.38

0.36

0.35

0.34

56 hari

0.42

0.39

0.37

0.36

28 hari

0.33

0. 3 2

0.31

0.30

56 hari

0.37

0.35

0.33

0.32

28 hari

0.30

0. 2 9

0.27

0.27

56 hari

0.33

0.31

0.29

0.29

28 hari

0.27

0.26

0.25

0.25

56 hari

0.30

0.28

0.27

0.26


Pokok


Materi

No. Uji


: 14 14

Tekan Tinggi dengan Metode ACI 4.6

Tent Te ntuk ukan an kadar kadar bersi bersifat fat semen semen

Kadar bahan bersifat semen per m 3 beton dapat ditentukan dengan membagi kadar air dengan (c+p). Bila kadar bahan bersifat semen yang dibutuhkan lebih dari 594 kg/m 3, proporsi campuran beton disarankan dibuat dengan menggunakan bahan bersifat semen alternatif atau metode perancangan beton yang lain.

4.7

Propor Proporsi si campur campuran an dasar dasar tanpa tanpa bahan bahan bersifa bersifatt semen semen lainn lainnya ya

Salah satu campuran harus dibuat hanya dengan semen portland saja sebagai campuran dasar. Penentuan proporsi campuran dasar harus menggunakan persyaratan berikut : a.

Kada Kadarr sem semen en,, untu untuk k camp campur uran an dasa dasarr Karena semen portland merupakan satu-satunya bahan bersifat semen yang digunakan maka kadar semen portland sama dengan berat total bahan bersifat semen yang dihitung kadar prosedur 4.6

b.

Kadar pasir Sesudah ditentukan kadar agregat kasar, kadar air, kadar udara, kadar semen, maka kadar pasir untuk membuat 1m 3 dapat dihitung dengan menggunakan Metode Volume Absolut.

4.8

Prop Propor orsi si Vari Varian an Cam Campu pura ran n deng dengan an Abu Abu Terb Terban ang g

Penentuan

proporsi

varian

campuran

harus

mengikuti

persyaratan berikut: a. Tipe Abu Terba Terbang, ng, harus harus sesuai sesuai dengan dengan standar standar ASTM ASTM C.618 C.618 b. Kadar Kadar Abu Terban Terbang, g, sebagai sebagai pengg pengganti anti sebag sebagian ian semen semen Portland.



Abu Terbang kelas F, 15-25 % berat semen Portland


Pokok


Materi


No. Uji

: 14 14

Tekan Tinggi dengan Metode ACI



Abu Terbang kelas C, 20-35 % berat semen Portland

c. Tipe Serbu Serbuk k Silika, Silika, harus harus sesuai sesuai dengan dengan standa standarr ASTM C.618 C.618 d. Berat Berat Abu Terba Terbang ng /Ser /Serbuk buk Silika Silika Setelah persentase penggantian semen Portland ditentukan, berat abu terbang dan serbuk silika yang akan digunakan untuk setiap varian campuran dapat dihitung dengan mengalikan berat bahan semen total dari prosedur (4.6), dengan persentase penggantian yang telah ditentukan. Karena itu, untuk setiap varian campuran berat abu terbang dan serbuk silika ditambah berat semen Portland tetap sama dengan berat total bahan bersifat semen yang dihitung sesuai prosedur (4.6). e. Volume Volume Abu Terba Terbang ng / Serbuk Serbuk Silika Silika Volume Abu Terbang adalah volume total bahan bersifat semen dikurangi volume semen Portland. f. Kadar Pasir Kadar Pasir ditentukan dengan metode volume absolut adalah 1m3 dikurangi volume per m 3 beton dari semen Portland, abu terbang, serbuk serbuk silika, agregat kasar, air, dan rongga udara. udara.


Pokok


Materi


No. Uji

: 14 14

Tekan Tinggi dengan Metode ACI Campuran coba

Dari setiap proporsi campuran harus dibuat campuran coba untuk pemeriksaan karakteristik, kelecakan dan kekuatan beton dari proporsi tersebut. Berat agregat halus, berat agregat kasar, dan volume air harus dikoreksi sesuai dengan kondisi kelembapan agregat saat itu. Setelah pengadukan, setiap adukan harus menghasilkan campuran yang merata dalam volume yang cukup untuk pembuatan sejumlah benda uji.

Penyesuaian proporsi campuran coba

Bila sifat-sifat beton yang diinginkan tidak tercapai, maka proporsi campuran coba semula harus dikoreksi agar menghasilkan sifat-sifat beton yang diinginkan: dii nginkan: a. Slump awal Jika slump campuran coba diluar rentang slump yang diinginkan, maka pertama-tama harus dikoreksi adalah kadar air. Kemudian kadar bahan bersifat semen dikoreksi agar rasio w/(c+p) tidak berubah / tetap, dan kemudian baru dilakukan koreksi kadar agregat halus untuk menjamin tercapainya slump yang diinginkan. b. Kada Kadarr super superpl plas astis tisize izerr Bila digunakan bahan superplasticizer maka kadarnya harus divariasikan pada suatu rentang yang cukup besar untuk mengetahui efek yang timbul pada kelecakan dan kekuatan beton.


Pokok


Materi

No. Uji


: 14 14

Tekan Tinggi dengan Metode ACI c. Kada Kadarr agre agrega gatt kasa kasarr Setelah

campuran

coba

dikoreksi

untuk

mencapai

kelecakan yang direncanakan, harus dilihat apakah campuran menjadi terlalu kasar untuk pengecoran dan untuk finishing. Bila perlu, kadar agregat kasar boleh direduksi, kadar agregat halus disesuaikan supaya kelecakan yang diinginkan tercapai.

Proporsi

dapat

mengakibatkan

kebutuhan

air

bertambah, sehingga kebutuhan total bahan bersifat semen juga meningkat agar rasio W/(c+p) terjaga konstan(tetap). d. Kadar uda udarra Bila kadar udara hasil pengukuran berbeda jauh dari yang diperkirakan pada prosedur 4.4, jumlah superplastizer harus direduksi atau kadar agregat halus dikoreksi untuk mencapai kelecakan yang direncanakan. e. Rasio sio w/(c w/(c+ +p) Bila kuat tekan yang ditargetkan tidak dapat dicapai dengan menggunakan menggunakan w/(c+p) yang ditentukan pada 4.3 dan 4.4, campuran coba ekstra dengan perbandingan W/(c+p) yang lebih rendah harus dibuat dan diuji. Bila kuat tekan beton tetap dan tidak meningkat, maka bahan yang

digunakan

kekuatannya.

harus

ditinjau

kembali

mutunya

atau


Pokok


Materi


No. Uji

: 14 14

Tekan Tinggi dengan Metode ACI Penentuan proporsi campuran yang optimum

Setelah

campuran

coba

yang

dikoreksi

menghasilkan

kelecakan dan mutu yang diinginkan, benda-benda uji harus diuji dengan proporsi campuran coba dengan kondisi dilapangan. Untuk mempermudah prosedur produksi dan pengontrolan mutu, maka pelaksanaan pembuatan benda uji harus dilakukan oleh personil dengan menggunakan peralatan yang akan diguankan dilapangan. Hasil kekuatan dievaluasi untuk menentukan proprsi campuran optimum yang digunakan berdasarkan dua pertimbangan utama yaitu mutu beton dan biaya biaya produksi.


Pokok


Materi


No. Uji

: 14 14

Tekan Tinggi dengan Metode ACI V. DATA DAN PERHITUNGAN CONTOH PERHITUNGAN CAMPURAN BETON MUTU TINGGI

Kuat Tekan Spesifik (f’c)

41,5

M Pa

Semen Portland Type I , nilai BJ

3.15

gr/cm3

Nominal Max Butir

19.00

Mm

Berat Jenis Kering (BDG dry)

2.58

gr/cm3

Bobot Isi Padat Kering

1430

kg/m3

Penyerapan Air

3.52

%

7

-

0.91

%

17

%

< 4.75

mm

Berat Jenis Kering

2.51

gr/cm3

Bobot Isi Padat Kering

1650

Kg/cm3

Penyerapan Air

6.49

%

Agregat Kasar Kasar

:

Gradasi ASTM C.33 Kadar Butir Lolos No.200 Abrasi Agregat Halus

:

Ukuran Butir (jenis alami)

Gradasi

Semua ukuran butir

-

Angka Kehalusan (FM)

2.90

-

Kadar Butir Lolos No.200

4,91

%


Pokok


Materi


No. Uji

: 14 14

Tekan Tinggi dengan Metode ACI 1. Penentuan Penentuan Slump dan Kekuatan Kekuatan Tekan Beton rata-rata

a. Slump, dengan HRWR : 25-50 mm b. Kuat tekan tekan rata- rata yang ditargetkan : f’cr = f’c + 9.66

=

41.5 + 9.66

56.8

M Pa

19

mm

Volume padat kering agregat (t (tabel 1)

0.72

-

Kadar optimum agregat kasar = 0.72 x 1618

1430

kg/m 3

a. Kadar Air (tabel 2)

169

liter/m3

b. Kadar Kadar Udara Udara (tabel 2) dengan

1.5

%

0.9

0.9

2. Maks Maksim imum um Bu Buti tirr Agre Agrega gatt

F’cr < 62.1 MPa

3. Kada Kadarr Optim Optimum um Agre Agregat gat Kasa Kasarr

4. Perk Perkira iraan an Kad Kadar ar Air Air dan dan Udara Udara

Superplasticizer Rongga udara = 1-

1,65 2,51

x 100 100 % = 34 %

Koreksi kadar air = (34 – (34 – 35 35)x )x4. 4.75 75 = - 3.48 3.48 liter liter/m /m3 Kadar Kadar air air setela setelah h dikore dikoreksi ksi = 169 169 - 3.48 3.48 = 1657.5 1657.52 2 kg/m kg/m 3


Pokok


Materi


No. Uji

: 14 14

Tekan Tinggi dengan Metode ACI 5. Menentukan Menentukan rasio air dengan dengan bahan bersifat bersifat semen W/(c W/(c + p)

Kuat tekan rata-rata rata-rata (f’cr)

51.2

Mp a

Fas = W/(c + p) tabel 5

0,31

-

533,9

kg/m 3

6. Kadar Campuran tanpa bahan Bersifat Semen

Untuk 1m3 beton = 165,52/ 0.31 533,9 < 594 (tdk. perlu semen alternatif)

7. Proporsi Campuran Campuran Dasar Tanpa Bahan Bersifat Bersifat Semen

0.170

m3

b. Agg. Kasar = 1030/(2.58x1000)

0.399

m3

c. Air

= 165.52/(1x1000)

0.166

m3

d. Udara

= 1.5%

0.015

m3

Vol. bahan padat tanpa agregat halus (pasir)

0.749

m3

Vol. agregat halus (pasir) = 1-0.749

0.251

m3

630

kg

a. Semen

= 533,9/(3.15x1000)

Berat agregat agregat halus (pasir) (pasir) = 0.251 x 2.51 x1000

Jadi, proporsi campuran dasar beton (tanpa bahan bersifat semen) : a. Semen

533.9

kg/m3

b. Agregat Kasar

1030

kg/m3

c. Agregat Halus (pasir)

630

kg/m3

165,52

kg/m3

2326,22

kg/m3

d. Air + Admixture TOTAL


Pokok


Materi


No. Uji

: 14 14

Tekan Tinggi dengan Metode ACI 8. Proporsi Campuran Campuran Menggunakan Menggunakan semen semen dan Fly Ash

a.jika digunakan Fly Ash klas C, mempunyai BJ 2,64 gr/cm 3 b.ASTM C.618, pengganti 20-35% thd berat semen c. berat semen portland dan fly ash per m 3 JENIS

Semen (Kg)

Fly Ash (Kg)

Total (Kg)

Campuran 1

427,2

106,8

533,9

Campuran 2

400,5

133,5

533,9

Campuran 3

373,8

160,2

533,9

Campuran 4

347,1

186,9

533,9

Semen (m3)

Fly Ash (m3)

Total (m3)

Campuran 1

0,136

0,040

0,176

Campuran 2

0,127

0,051

0,178

Campuran 3

0,119

0,061

0,179

Campuran 4

0,110

0,071

0,181

CAMPURAN

d. volume semen portland dan fly ash JENIS CAMPURAN


Pokok


Materi

No. Uji


: 14 14

Tekan Tinggi dengan Metode ACI e. proporsi campuran menggunakan semen semen dan fly ash , utk 1 m 3 beton JENIS

Semen

Fly Ash

Halus

Kasar

Air + admixture

CAMPURAN

(Kg)

(Kg)

(Kg)

(Kg)

(Kg)

Campuran 1

427,2

106,8

613,3

1030

165,52

Campuran 2

400,5

133,5

609,2

1030

165,52

Campuran 3

373,8

160,2

605,1

1030

165,52

Campuran 4

347,1

186,9

601,0

1030

165,52

9. Campuran Campuran dengan mempertimba mempertimbangkan ngkan kadar air agregat lapangan

a. jika kadar air agregat halus di lapangan(basah) = 6,4 % b. jika kadar air agregat kasar di lapangan(kering) =0,5 % a. Semen

533.9

kg/m3

b. Agregat Kasar

1024,5

kg/m3

c. Agregat Halus (pasir)

670,1

kg/m3

d. Air + Admixture

197,2

kg/m3

2326,22

kg/m3

TOTAL

JENIS

Semen

Fly Ash

Halus

Kasar

Air +

CAMPURAN

(Kg)

(Kg)

(Kg)

(Kg)

admixture

Campuran 1

427,2

106,8

612,8

999

197,17

Campuran 2

400,5

133,5

608,7

999

197,17

Campuran 3

373,8

160,2

604,6

999

197,17

Campuran 4

347,1

186,9

600,5

999

197,17


Pokok


Materi

No. Uji


: 14 14

Tekan Tinggi dengan Metode ACI Komposisi Beton 1m3(Setelah koreksi kadar air)

Proporsi campuran dasar 1m 3 beton setelah koreksi kadar air di lapangan dengan fly ash Untuk kebutuhan 1m 3

Satuan

a. Semen

373,8

Kg/m3

b. Agg. halus =

604,6

Kg/m3

c. Agg. kasar =

999

Kg/m3

d. Air + Admixture =

197,16

Kg/m3

e. fly ash

160,2

Kg/m3

2334,76

Kg/m3

Bahan Aduk

TOTAL


Pokok


Materi


No. Uji

: 14 14

Tekan Tinggi dengan Metode ACI V. KESIMPULAN KESIMPULAN

Dari hasil perhitungan maka didapatkan komposisi bahan campuran beton dengan kekuatan tekan tinggi f’c = 41,5 Mpa untuk untuk 1 m3 beton adalah : Semen

=

373,8 Kg/m3

Agregat halus

=

604,6 Kg K g/m3

Agregat kasar

=

999 Kg/m3

Air + admixture

=

197,16 Kg/m3

Fly Ash

=

160,2 Kg/m3

TOTAL

=

2334 2334,7 ,76 6 Kg/m Kg/m3

Diperiksa

Penanggung Jawab

Jul Endawati, Ir., M.Sc

Dery Nurfian Permana

NIP. 1957077031983032001 1957077031983032001

111134011


Pokok


Materi

: Perancangan Perancangan Campuran Campuran Beton Kekuatan Tekan Tinggi dengan Metode ACI

No. Uji

: 14 14

14. Perancangan Campuran Beton Kekutan Tekan Tinggi Dengan Metode ACI

Recommend Documents