RANCANGAN CAMPURAN BETON SNI 03-2834-1993 Perhitungan perencanaan campuran beton harus didasarkan pada data sifat-sifat bahan/ karakteristik agregat yang akan dipergunakan dalam produksi beton. Data – data yang harus dipersiapkan untuk suatu mix-design beton adalah : 1)
Persentase
penggabungan
agregat
kasar
dan
halus
(lihat
cara
penggabungan agregat ) 2)
Berat jenis spesifik agregat kasar dan halus ( Laboratorium )
3)
Berat volume agregat kasar dan halus ( Laboratorium )
4)
Kadar air agregat kasar dan halus (Laboratorium )
5)
Penyerapan air agregat kasar dan halus ( Laboratorium )
6)
Kadar Lumpur agregat kasar dan halus ( Laboratorium )
7)
Keausan agregat kasar ( Laboratorium )
8)
Kadar organic agregat halus ( Laboratorium )
9)
Fungsi struktur yang akan didesign betonnya/lingkungannya (tujuan struktur)
10) Diameter maksimum dari agregat sehubungan penggunaannya pada struktur 11) Mutu beton yang didesain campurannya (kuat tekan beton yang disyaratkan). Metode Rancangan Campuran Beton Ada beberapa rancangan campuran beton antara lain a.
Cara DOE ( Development Of Environment )
b.
Cara Simplified Method
c.
Cara ACI (American Concrete Institute)
d.
Cara PCA (Portland Cement Association)
Laboratorium Eco Material
38
PROSEDUR PERANCANGAN BETON CARA “ DEVELOPMENT OF ENVORONMENT” ( D O E )
a. Penetapan Mutu Beton yang disyaratkan, f’c (mutu beton rencana uji silinder) Tentukan
mutu
beton
yang
akan
dibuat
(yang
diinginkan),
dengan
pertimbangan pada nilai keausan agregat kasarnya (lihat spesifikasi). Terdapat korelasi kuat tekan benda uji antara silinder dengan kubus : f’c = ﴾ 0,76 + 0,2 . log ﴾ fck/15﴿﴿ fck f’c = kuat tekan silinder (15 x 30 cm³ ) pada umur 28 hari, MPa fck = kuat tekan kubus (15 x 15 x 15 cm³) pada umur 28 hari, MPa
b. Penetapan target Standard Deviasi Sr (kg/ cm²) Standar deviasi (tingkat kualitas pekerjaan pembetonan), dapat ditetapkan dengan grafik 1.
Deviasi Standart
100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
A Sr max untuk 20 atau lebih benda uji C Sr didapat dilapangan B Sr Min untuk 20 atau lebih benda uji 0
15
45
75
105
135
165
195
225
255
285
315
Kuat tekan karakteristik (kg/cm2) Grafik 1. Hubungan kuat tekan karakteristik vs Standar Deviasi
Laboratorium Eco Material
39
Tabel 1. Daftar Deviasi Standard Indonesia
Isi pekerjaan Satuan jumlah beton ( m³ )
Sedang 1000- 3000 Besar > 3000
Tingkat pekerjaan
Sr (MPa)
Dapat
Memuaskan
2,80
diterima
Baik sekali
3,50
Baik
4,20
Cukup
5,60
Deviasi Standard Sr ( kg /cm² ) Baik sekali
Baik
45 < Sr < 55
Kecil < 1000
Inggris
55 < Sr < 65
65 < Sr < 85
35 < Sr < 45
45 < Sr < 55
65 < Sr < 75
Jelek
7,00
25 < Sr < 35
35 < Sr 45
45 < Sr < 65
Tanpa kendali
8,40
c. Menghitung Besarnya Margin M Dimaksudkan dengan menghitung margin disini adalah nilai yang harus ditambahkan pada kuat tekan karakteristik beton : M = 1,64 x Sr jika Sr < 4 MPa M = 2,64 x Sr
jika Sr > 4 Mpa
d. Menghitung Kuat Tekan Rata – Rata ( fcr ) uji selinder umur 28 hari. Kuat tekan rata – rata yang ditargetkan ( fcr ), dihitung sebagai berikut : fcr = fc + M dimana Margin min = 12 jika jumlah sampel < 15. e. Penetapan tipe Semen. Type semen yang dipakai harus dinyatakan dalam desain campuran beton. Umumnya semen type I dan III yang banyak dipakai. Hubungan type semen, kuat tekan, umur beton dan jenis agregat dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 2. Perkiran Kuat Tekan Beton Pada Faktor Air Semen 0,50 Jenis Agregat Type Semen Kasar Semen Portland Alami type I
Batu Pecah
Kuat tekan pada umur (hari) kg/cm2 3 7 28 91 200 280 400 480 230
320
450
540
Semen Portland Alami
250
340
460
530
type III
300
400
530
600
Batu Pecah
Laboratorium Eco Material
40
Catatan : Faktor air semen adalah perbandingan berat air bebas dan semen pada suatu campuran beton ( disingkat = fas ).
f. Penetapan Tipe Agregat : Dalam menghitung mix-design beton, perlu dinyatakan tipe agregat yang dipakai yaitu
agregat alam atau agregat batu pecah, karena hal ini
mempengaruhi kekuatan dan kadar air bebas sebagai mana pada Tabel 2 dan Tabel 3. Tabel 3. Tipe Agregat Dan Perkiraan Kadar Air Bebas. Slump V. B.
( mm ) ( det )
Ukuran maks. Agregat (mm) 10
20
40
0 - 10
10 - 30
30 - 60
60 - 180
12
6 - 12
3 - 6
0 - 3
Jenis agregat Alami
150
180
205
225
Batu pecah
180
205
230
250
Alami
135
160
180
195
Batu pecah
170
190
210
225
Alami
115
140
160
175
Batu pecah
155
175
190
205
Kadar Air Bebas Dalam kg/ m³
g. Penetapan Faktor Air Semen Faktor air semen
adalah perbandingan antara berat air bebas dan berat
semen dalam pembuatan campuran beton. Kadar air bebas
adalah berat air yang dibutuhkan jika agregatnya jenuh
kering muka ( SSD ). Besar faktor air semen ( fas ) diambil dari harga terkecil fas yang diperoleh dari
Berdasar kuat tekan rata – rata ( fcr ) gunakan Grafik 2 - 5
Berdasar syarat fas maks / lingkungan gunakan Tabel 5.
Laboratorium Eco Material
41
Grafik Korekasi fas vs Fc, Semen Type I AGREGAT BATU PECAH/SPLIT, UMUR 28 hari 1000 900
Kuat Tekan (kg/cm2) FC
800 700 600 500 400 300 200 100 0 0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Faktor air semen
Grafik 2. Semen Tipe I, Agregat Batu Pecah / Split Pada Umur 28 Hari Grafik Korekasi fas vs Fc, S emen Type I AGREGAT BATU ALAM, UMUR 28 hari 1000 900
Kuat Tekan (kg/cm2) FC
800 700 600 500 400 300 200 100 0 0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Fakt or air semen
Grafik 3. Semen Type I , Agregat Batu Alam, Umur 28 Hari
Laboratorium Eco Material
42
Grafi k Kore kasi fas vs Fc, Se me n Type III AGREGAT BATU PEC AH/SPLIT, UMUR 28 hari 1050
Kuat Tekan (kg/cm2) FC
900 750 600 450 300 150 0 0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Fakt or air semen
Grafik 4. Semen Type III, Agregat Batu Pecah, Umur 28 Hari
Grafi k Kore kasi fas vs Fc, Se me n Type III AGREGAT BATU ALAM, UMUR 28 hari 1000
Kuat Tekan (kg/cm2) FC
900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Fakt or air semen
Grafik 5. Semen Type III, Agregat Batu Alam, Umur 28 Hari
Laboratorium Eco Material
43
Tabel 4. Faktor air semen maksimum untuk berbagai kondisi khusus. Jenis beton
Bertulang pratekan
Kondisi lingkungan
f.a.s. maks
Kadar semen minimum ( kg/m³) beton Ø 40 mm
Ø 20 mm
Ø 14 mm
Ø 10 mm
Air tawar
0,50
260
290
--
--
Air payau/laut
0,45
320
360
--
--
Air tawar
0,50
300
300
--
--
Air payau/laut
0,45
320
360
--
--
Ringan
0,65
220
250
270
290
Sedang
0,55
260
290
320
340
Berat
0.45
320
360
390
410
Ringan
0,65
300
300
300
300
Sedang
0,55
300
300
320
340
Berat
0,45
320
360
390
410
Ringan
0,70
200
220
250
270
Sedang
0,60
220
250
280
300
Berat
0,50
270
310
330
360
Bertulang
Pratekan Tak bertulang
Faktor Air Semen Maksimum Berdasarkan Lingkungan Untuk
berbagai
kondisi
lingkungan
dimana
beton
yang
dirancang
campurannya akan dikonstruksikan, disyaratkan suatu faktor air semen maksimum yaitu fas yang tidak boleh dilewati, hal ini sudah ditetapkan oleh beberapa pedoman – pedoman beton seperti pada Tabel 4. Dari nilai faktor air semen berdasar kuat tekan rata – rata dan faktor air semen lingkungan
( Grafik 2-5 dan tabel 4, 5 ) diatas, lalu diambil faktor air semen
yang terkecil untuk dipakai pada perhitungan selanjutnya
( fas kecil lebih
aman dari fas besar ).
Laboratorium Eco Material
44
Tabel 5. Faktor air semen maksimum pada pembetonan yang umum Jenis Pembetonan
Semen Minimum (kg/m³) beton
Faktor air semen maksimum
275
0,60
325
0,52
325
0,60
275
0,60
325
0,55
375
0,52
I. Beton dalam Ruang Bangunan I.1. Keadaan lingkungan non – korosif I.2. Keadaan lingkungan korosif disebabkan oleh uap –uap korosif. II. Beton diluar ruang bangunan II.1. Tidak terlindung dari hujan dan terik matahari langsung. II.2. Terlindung dari hujan dan terik matahari langsung. III. Beton yang masuk dalam tanah. III.1. Mengalami keadaan basah dan kering berganti - ganti. III.2. Mendapat pengaruh sulfat alkali dari tanah. IV. Beton yang kontinyu berhubungan dengan air. IV.1. Air laut. IV. 2. Air tawar.
tabel 6. tabel 7.
Tabel 6. Ketentuan untuk beton yang berhubungan dengan air tanah yang mengandung sulfat. Konsentrasi sulfat Dalam bentuk SO4 Kadar Gangguan Sulfat
TOTAL SO3 ( % )
SO3 DALAM CAMPURAN AIR: TANAH = 2 : 1 (g/l)
SULFAT (SO3) DALAM AIR TANAH (g/l)
1.
Kurang dari 0,2
Kurang dari 1,0
Kurang dari 0,3
2.
0,2 – 0 5
1,0 – 1,90
0,3 – 1,2
DALAM TANAH
Laboratorium Eco Material
Type Semen
Type I dengan Atau tanpa Pozoland (15 – 40 %) Type I dengan Atau tanpa Pozoland
Kandungan Semen Minimum kg/m³ Ukuran Max. Agregat
Fas max
40 mm
20 mm
10 mm
280
300
350
0,50
290
330
380
0,50
45
(15 – 40 %) Type I + Pozoland (15 - 40 %) atau semen Portland Pozoland
3.
0,5 – 1,0
4.
1,2 – 2,0
5.
Lebih dari 2,0
1,9 – 3,1
1,2 – 2,5
270
310
360
0,55
Type II atau Type V
250
290
340
0,55
Type I + Pozoland (15 - 40 %) atau semen Portland Pozoland
340
380
430
0,45
Type II atau Type V
290
330
380
0,5
3,1 – 5,6
2,5 – 5,0
Type II atau Type V
330
370
420
0,45
Lebih dari 5,6
Lebih dari 5,0
Type II atau Type V + Lapisan perlindungan
330
370
420
0,45
Tabel 7. Ketentuan semen minimum untuk beton bertulang kedap air.
Jenis Beton
Kondisi Lingkungan Ber Hubungan Dengan Air Tawar
Beton
Air Payau
bertulang atau prategang
Air Laut
Laboratorium Eco Material
Type Semen
Kandungan Semen Minimum ( Kg / M³ ) Ukuran Nominal Maks Agregat
Fak. Air Semen Maks.
40 mm
20 mm
Type I - V
280
300
0,50
Type I + pozolan ( 15 – 40 % ) atau semen Portland pozoland
340
380
0,45
Type II atau V
290
330
0,5
Type II atau V
330
370
0,45
46
h. Penetapan nilai Slump. Untuk menetapkan nilai slump memerlukan pengalaman pelaksanaan beton, tetapi untuk ancang-ancang slump dapat dijadikan patokan seperti pada Tabel 8, penetapan nilai slump sangat tergantung dari : Cara pengangkutan (belt conveyer, pompa, manual, gerobak, dll. Cara pengecoran / penuangan pada acuan Cara pemadatan / penggetaran ( alat getar / triller, hand vibrator ) Jenis / tujuan struktur. Tabel 8. Nilai slump berdasarkan jenis struktur. Nilai Slump ( Cm )
Jenis Struktur
i.
MAKSIMUM
MINIMUM
Dinding, plat pondasi
12,5
5,0
Struktur dibawah tanah
9,0
2,5
Plat, balok, kolom dan dinding
15,0
7,5
Pengerasan jalan
7,5
5,0
Pembetonan massal
7,5
2,5
Penetapan Kadar Air Bebas. Penetapan besar kadar air bebas (air yang diluar air jenuh) ditetapkan berdasarkan nilai slump yang dipilih, ukuran maksimum agregat, dan tipe agregat. Dapat digunakan Tabel 9. Tabel 9. Perkiraan kadar air bebas ( kg / m³ ) beton. Slump ( mm ) V. B Ukuran maks agregat (mm) 10
20
40
( det )
0– 10
10–30
30–60
60-180
12
6 - 12
3-6
0-3
Jenis agregate
Keterangan
Kadar air bebas dalam ( kg/m³) beton
Alami
150
180
205
225
Wf
Batu pecah
180
205
230
250
Wc
Alami
135
160
180
195
Wf
Batu pecah
170
190
210
225
Wc
Alami
115
140
160
175
Wf
Batu pecah
155
175
190
205
Wc
Laboratorium Eco Material
47
Kadar air bebas perlu : 1. Kadar air bebas = Wf jika pasir + kerikil 2. Kadar air bebas = (2/3 x Wf) + (1/3 x Wc) jika pasir alam + batu pecah 3. Kadar air bebas = Wc jika pasir debu batu + batu pecah.
j.
Penetapan kadar semen ( kg/m³ ) beton Penetapan kadar semen perlu per m³ beton ( kg/m³ ) digunakan rumus sebagai berikut : KadarSemen
KadarAirBebas FaktorAieSemen
kg/m³ beton.
k. Penetapan perkiraan berat jenis spesifik gabungan Perkiraan berat jenis gabungan agregat kasar dan agregat halus, dapat dihitung berdasarkan rumus berikut : Berat jenis Spesifik gabungan = [a% x B.J spesifik pasir] + [b % x B.J spesifik kerikil] dimana : a % = persentase penggabungan agregat halus terbaik (Penggabungan) b % = persentase penggabungan agregat kasar terbaik (Penggabungan)
l. Perkiraan berat volume beton segar ( basah ). Untuk memperkirakan berat volume basah beton digunakan Grafik 6 yaitu grafik hubungan antara berat volume basah beton , kadar air bebas dan berat jenis gabungan SSD.
Laboratorium Eco Material
48
Berat vo;ume beton (kg/m3)
2700 2680 2660 2640 2620 2600 2580 2560 2540 2520 2500 2480 2460 2440 2420 2400 2380 2360 2340 2320 2300 2280 2260 2240 2220 2200 2180 2160 2140 2120 2100 100
Komposis : BJ. Spesifik SSD relatif agregat
BJS. Gabungan = 2,90 BJS. Gabungan = 2,80 BJS. Gabungan = 2,70 BJS. Gabungan = 2,60 BJS. Gabungan = 2,50 BJS. Gabungan = 2,40 120
140
160
180
200
220
240
260
280
300
Kadar air bebas (kg/m3) beton
Grafik 6. Korelasi kadar air bebas, BJ. spesifik gabungan SSD dan berat volume beton.
Laboratorium Eco Material
49
m. Penetapan porsi agregat. Berat agregat halus A = a% x ( D – Ws – Wa ). Berat agregat kasar B = b% x ( D – Ws – Wa ) dimana : a % = Persentase penggabungan agregat halus ( pasir ) b % = Persentase penggabungan agregat kasar ( kerikil ) D
= Berat volume beton basah ( kg/m³ )
Ws = Kadar semen ( kg/m³ ) beton Wa = Kadar air bebas ( kg/m³ ) beton A
= Berat agregat halus kondisi SSD ( kg/m³ ) beton
B
= Berat agregat kasar kondisi SSD ( kg/m³ ) beton
n. Hasil Rancangan Campuran Beton (Bahan Kondisi SSD) Campuran beton teoritis adalah porsi campuran dimana agregat masih dalam kondisi SSD ( masih sulit untuk pelaksanaan dilapangan ) yaitu : Air
= Wa ( kg/m³ ) beton
Semen
= Ws ( kg/m³ ) beton
Pasir
= A
Kerikil
= B ( kg/m³ ) beton
( kg/m³ ) beton
Berat komponen beton teoritis adalah berat kondisi SSD ( agregat kondisi jenuh air/ kering permukaan ), jadi masih perlu diperbaiki (dikoreksi) terhadap kondisi
agregat
lapangan
saat
akan
dilaksanakan
pengecoran
(lihat
pembahasan koreksi campuran beton poin O)
o. Koreksi Campuran Beton. Untuk prnyesuaian takaran berat agregat sesuai kondisinya pada saat akan dicampur, maka perlu dikoreksi agar pengambilan agregat untuk dicampur dapat langsung diambil. Dimaksudkan koreksi tersebut adalah koreksi terhadap kadar air sesaat agregat (kondisi agregat tidak selamanya SSD seperti pada hasil campuran tioritis dari poin n tersebut diatas ).
Laboratorium Eco Material
50
Koreksi campuran beton ada dua macam, yaitu : 1. Koreksi secara Eksak ( rasional ) Uraian rumus : BK
= Berat kering mutlak ( oven )
BL
= Berat lapangan (sesuai kondisi agregat)
W% = Kadar air agregat sesuai kondisi agregat ) R% = Resapan agregat ( terhadap berat kering ) Uraian rumus koreksi cara eksak ( berdasarkan definisi % resapan air dan % kadar air ) : BL – (W% x BL) = BK
BL = BK + W% x BL
( 1 – W% ) x BL = BK BK BL =
.. ......(a) 1- W%
BK = SSD - R % x BK
BK + (R % x BK) = BSSD ( 1 + R % ) x BK = BSSD
BSDD BK = . . .. . . . . . . ( b ) (1+R%) dengan menggunakan persamaan ( a ) dan ( b ) diperoleh :
BSSD
BL = (1+R%)x(1–W%)
Dengan memakai index
p untuk pasir dan index k untuk kerikil maka
diperoleh rumusan koreksi secara eksak : Berat koreksi pasir ( p ) BSSDp BLp =
(kg/m³ ) beton (1 + Rp %) x (1 – Wp %)
Berat koreksi kerikil ( k ) BSSDk BLk = Laboratorium Eco Material
(kg/m³ ) beton 51
(1 + Rk %) x (1 – Wk %) sehingga berat komponen beton setelah dikoreksi (kg/m³ ) adalah : Semen
= Ws
Pasir
= BLp
Kerikil
= BLk
Air
= Kadar air bebas + ( A – BLp ) + ( B – BLk)
Berat komponen diatas merupakan takaran berat, untuk pelaksanaan dilapangan dibagi dengan masing- masing berat volumenya akan diperoleh takaran volume.
2. Koreksi cara pendekatan ( estimate ) Koreksi ini berdasarkan nilai pendekatan (estimate), karena pengertian defenisi resapan & kadar air berorientasi berat lapangan. Koreksi tersebut adalah dalam (kg/m³ ) beton : Semen
= Ws
Pasir
= BLp = A – (Rp % - Wp %) x A/100
Kerikil
= BLk = B – (Rk % - Wk %) x B/100
A i r
= Kadar air bebas + (A– BLp)+(B– BLk)
A dan B masing merupakan berat SSD dari pasir dan kerikil.
Laboratorium Eco Material
52
PERANCANGAN CAMPURAN BETON ACI COMMITTEE 211 The
American
Concrete
Institute
(ACI)
menyarankan
suatu
cara
perancangan campuran yang memperhatikan nilai ekonomi, bahan yang tersedia, kemudahan pengerjaan, keawetan serta kekuatan yang diinginkan. Cara ACI ini melihat kenyataan bahwa pada ukuran maksimum agregat tertenttu, jumlah air per meter kubik adukan menentukan tingkat konsistensi/kekentalan (slump) adukan. Secara garis besar, urutan langkah perancangan sebagai berikut: 1. Pemilihan angka slump Jika nilai slump tidak ditentukan dalam spesifikasi , maka nilai slump dapat dipilih dari tabel 7. berikut untuk berbagai jenis pengerjaan konstruksi. Tabel 7. Nilai slump yang disarankan untuk berbagai jenis pengerjaan konstruksi. Jenis Konstruksi Dinding pondasi, footing, sumuran, dinding basemen
Slump (mm) Maksimum Minimum 75 25
Dinding dan balok
100
25
Kolom
100
25
Perkerasan dan lantai
75
25
Beton dalam jumlah yang besar (seperti dam)
50
25
2. Pemilihan ukuran maksimum agregat kasar Untuk volume agregat yang sama, penggunaan agregat dengan gradasi yang baik dan dengan ukuran maksimum yang besar akan menghasilkan rongga yang lebih sedikit daripada penggunaan agregat dengan ukuran maksimum agregat yang lebih kecil. Hal ini akan mengakibatkan penurunan kebutuhan mortar dalam setiap satuan volume beton. Dasar pemilihan ukuran agregat maksimum biasanya dikaitkan dengan dimensi daripada struktur. Sebagai contoh: D d/5 D h/3 D 3/4C Laboratorium Eco Material
53
Dimana : D = ukuran maksimum agregat d = lebar terkecil diantara 2 tepi bekisting h = tebal plat lantai C = jarak bersih antar tulangan 3. Estimasi kebutuhan air pencampur dan kandungan udara Jumlah air pencampur persatuan volume betonyang dibutuhkan untuk menghasilkan nilai slump tertentu sangat tergantung pada ukuran maksimum agregat, bentuk serta gradasi agregat dan juga pada jumlah kebutuhan kandungan udara pada campuran. Jumlah air yang dibutuhkan tersebut tidak banyak terpengaruh oleh jumlah kandungan semen dalam campuran. Tabel 8. memperlihatkan informasi mengenai kebutuhan air pencampur untuk berbagai nilai slump dan ukuran maksimum agregat. Tabel 8. Kebutuhan air pencampur dan udara untuk berbagai nilai slump dan ukuran maksimum agregat. 3
Jenis Beton
Slump (mm)
25-50 75-100 150-175 udara yg tersekap,% 25-50 75-100 Dengan 150-175 penambahan kandungan udara udara yg disarankan, % Tanpa penambahan udara
Air (kg/m ) 10 mm
12.5 mm
20 mm
25 mm
40 mm
50 mm
75 mm
205 225 240 3
200 215 230 2.5
185 200 210 2
180 190 200 1.5
160 175 185 1
155 170 175 0.5
140 155 170 0.3
180 200 215 8
175 190 205 7
165 180 190 6
160 175 180 5
150 160 170 4.5
140 155 165 4
135 150 160 3.5
4. Pemilihan perbandingan air-semen Untuk ratio air-semen yang sama, kuat tekan beton dipengaruhi oleh jenis agregat dan semen yang digunakan. Oleh karena itu hubungan ratio air semen dan kekuatan beton yang dihasilkan seharusnya dikembangkan berdasarkan material yang sebenarnya akan digunakan dalam pencampuran. Terlepas dari hal di atas. Tabel 9. berikut bisa dijadikan pegangan dalam pemilihan nilai perbandingan air semen. Laboratorium Eco Material
54
Tabel 9. Hubungan ratio air-semen dan kuat tekan beton. Kuat tekan beton umur 28 hari (Mpa) 48
Ratio air-semen (dalam perbandingan berat Tanpa penambahan Dengan udara penambahan udara 0.33 -
45
0.38
-
40
0.43
0.32
35
0.48
0.40
30
0.55
0.46
28
0.57
0.48
25
0.62
0.53
20
0.70
0.61
15
0.80
0.71
Nilai kuat beton yang digunakan pada tabel 9. di atas adalah nilai kuat tekan beton rata-rata yang dibutuhkan, yaitu fm = fc’ + 1,64 Sd dimana : fm = nilai kuat tekan beton rata-rata fc’ = nilai kuat tekan karakteristik (yang disyaratkan) Sd = standar deviasi (dapat diambil berdasarkan tabel 13) 5. Perhitungan kandungan semen Berat semen yang dibutuhkan adalah sama dengan jumlah berat air pencampur (step 3) dibagi dengan nilai ratio air semen (step 4). 6. Estimasi kandungan agregat kasar Rancangan
campuran
beton
yang
ekonomis
bisa
didapat
dengan
menggunakan semaksimal mungkin volume agregat kasar (atas dasar berat isi kering) persatuan volume beton. Data eksperimen menunjukkan bahwa semakin halus pasir dan semakin besar ukuran maksimum partikel agregat kasar, semakin banyak volume agregat kasar yang dapat dicampurkan untuk menghasilkan campuran beton dengan kelecakan yang baik. Tabel 10. memperlihatkan bahwa derajat kelecakan tertentu, volume agregat kasar yang dibutuhkan persatuan volume beton adalah fungsi daripada ukuran maksimum agregat kasar dan modulus kehalusan agregat halus.
Laboratorium Eco Material
55
Berdasarkan tabel 10., volume agregat (dalam satuan m3) per 1 m3 beton adalah sama dengan fraksi volume yang didapat dari tabel 10. Volume ini kemudian dikonversikan menjadi berat kering agregat
kasar dengan
mengalikannya dengan berat isi kering dari agregat yang dimaksud.
Tabel 10. Agregat kasar persatuan volume beton untuk beton dengan slump 75-100 mm. Ukuran maksimum agregat kasar (mm) 10
Volume agregat kasar per satuan volume beton untuk berbagai nilai modulus kehalusan pasir 2.40
2.60
2.80
3.00
0.50
0.48
0.46
0.44
12.5
0.59
0.57
0.55
0.53
20
0.66
0.64
0.62
0.60
25
0.71
0.69
0.67
0.65
40
0.75
0.73
0.71
0.69
50
0.78
0.76
0.74
0.72
75
0.82
0.80
0.78
0.76
100
0.87
0.85
0.83
0.81
Tabel 11. Faktor koreksi Tabel 10. untuk nilai slump yang berbeda Slump
Faktor koreksi untuk berbagai ukuran maksimum agregat
(mm)
10 mm
12.5 mm
20 mm
25 mm
40 mm
25-50
1.08
1.06
1.04
1.06
1.09
75-100
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
150-175
0.97
0.98
1.00
1.00
1.00
7. Estimasi kandungan agregat halus Setelah menyelesaikan step 6, semua ingridien beton yang dibutuhkan telah diestimasi kecuali agregat halus. Jumlah pasir yang dibutuhkan dapat dihitung dengan 2 cara, yaitu: a. cara perhitungan berat b. cara perhitungan volume absolut Laboratorium Eco Material
56
Berdasarkan perhitungan berat, jika berat jenis beton normal diketahui berdasarkan pengalaman yang lalu, maka berat pasir yang dibutuhkan adalah perbedaan antara berat jenis beton dengan berat total air, semen dan agregat kasar persatuan volume beton yang telah diestimasi dari perhitungan pada step-step sebelumnya.
Tabel 12. Estimasi awal untuk berat jenis beton segar Ukuran maksimum agregat (mm) 10
Estimasi awal berat jenis beton (kg/m3) Tanpa penambahan Dengan penambahan udara udara 2285 2190
12.5
2315
2235
20
2355
2280
25
2375
2315
40
2420
2355
50
2445
2375
75
2465
2400
150
2505
2435
Tabel 13. Klasifikasi standar deviasi untuk berbagai kondisi pengerjaan Kondisi pengerjaan
Standar deviasi (Mpa) Lapangan
Laboratorium
Sempurna
<3
< 1.5
Sangat baik
3-3.5
1.5-1.75
Baik
3.5-4
1.75-2
Cukup
4-5
2-2.5
Kurang baik
>5
> 2.5
8. Koreksi kandungan air pada agregat Pada umumnya, stok agregat dilapangan tidak berada dalam kondisi jenuh dan kering permukaan (SSD). Tanpa adanya koreksi kadar air, harga ratio air semen yang diperoleh bisa lebih besar bahkan lebih kecil dari harga yang telah ditentukan berdasarkan step 4 dan berat SSD agregat (kondisi jenuh dan Laboratorium Eco Material
57
kering permukaan) menjadi lebih kecil atau lebih besar dari harga estimasi pada step 6 dan 7. Urutan rancangan beton step 1 sampai 7 dilakukan berdasarkan kondisi agregat yang SSD. Oleh karena itu, untuk trial mix, air pencampur yang dibutuhkan dalam campuran bisa diperbesar atau diperkecil tergantung dengan kandungan air bebas pada agregat. Sebaliknya, untuk mengimbangi perubahan air tersebut, jumlah agregat harus diperkecil atau diperbesar.
9. Trial mix Karena banyaknya asumsi yang digunakan dalam mendapatkan proporsi campuran beton di atas, maka perlu dilakukan trial mix skala kecil di laboratorium. Hal-hal yang perlu diuji dalam trial mix ini adalah: -
Nilai slump
-
Kelecakan dan segregasi
-
Kandungan udara
-
Kekuatan pada umur-umur tertentu
Contoh perancangan campuran beton Karakteristik material yang digunakan
Modulus kehalusan
Agregat halus
Agregat kasar
Semen
Berat relatif
2.68
2.75
3.15
Berat isi (kg/lt)
1.696
1.339
-
Peresapan %
1.836
2.3
-
Laboratorium Eco Material
58
Rancangan campuran beton normal fc’ = 350 kg/cm2 menurut ACI No.
Uraian
Tabel/Grafik
Nilai
-
350 kg/cm2
1
Kuat tekan yang disyaratkan
2
Standar deviasi
Tabel 13
25 kg/cm2
3
Nilai tambah
K = 1.34
1.34x25 kg/cm2
4
Kuat tekan yang hendak dicapai
(1) + (3)
383.5 kg/cm2
5
Jenis semen
Ditentukan
Tipe I
6
Jenis agregat kasar
-
Batu pecah
7
Jenis agregat halus
-
Alami
8
Slump
Tabel 7
2.5-5.0 cm
9
Ukuran agregat maksimum
Ditentukan
25 mm
10
Kadar air bebas
Tabel 8
175 kg/m3
11
Faktor air semen bebas
Tabel 9
0.45
12
Jumlah semen
(10) : (11)
389 kg/m3
13
Volume agregat kasar
Tabel 10
0.71
14
Faktor koreksi
Tabel 11
1.08
15
Berat agregat kasar yg dibutuhkan
(13)x(14)x berat isi
1027 kg/m3
16
Volume air
(10) : BJ air
0.175
17
Volume semen
(12) : BJ semen
0.1235
18
Volume agregat kasar
(15) : BJ batu
0.3735
19
Volume udara
Tabel 8
0.015
20
Volume agregat halus
1-(16)-(17)-(18)-(15)
0.313
21
Berat agregat halus yg dibutuhkan
(20)x BJ pasir
839 kg/m3
22
Berat jenis beton
(10)+(12)+(15)+(21)
2430 kg/m3
Laboratorium Eco Material
59
