MODUL BETON I MIX DESIGN BETON NORMAL A. Definisi Beton Normal Beton normal adalah beton yang mempunyai berat isi 2200 – 2500 kg/m3 menggunakan agregat alam yang dipecah atau tanpa dipecah yang tidak menggunakan bahan tambahan.
B. Mix Design Beton Normal Berdasarkan SNI T-15-1990-03 Berdasarkan SK SNI T-15-1990-03 : Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal, mix design beton normal dapat diringkas dalam langkah-langkah seperti dibawah ini. (Langkah-langkah ini juga dapat ditemukan dalam Buku Pedoman Pekerjaan Beton PT Wijaya Karya). 1. Menentukan kuat tekan beton karakteristik yang disyaratkan (fc’) pada umur tertentu. Perlu dicatat bahwa nilai fc’ berarti kuat tekan beton dengan benda uji berbentuk silinder. Jika yang diketahui adalah nilai K, maka nilai kuat tekan beton perlu dikonversi. Lebih lanjut tentang konversi ini dapat dibaca di Buku Pedoman Pekerjaan Beton PT Wijaya Karya. Uraian singkat tentang konversi ini adalah sebagai berikut (Rumusan berdasarkan PBBI’71 juga dicantumkan sebagai bahan pertimbangan dan perbandingan): Tabel 1. Notasi Kuat Tekan Beton Notasi K f’c
Bentuk Benda Uji kubus silinder
Ukuran 15 x 15 x 15 cm Dia. 15 cm tinggi 30 cm
Umur yang Diperhitungkan 28 hari 28 hari
Tabel 2. Rumus Konversi dari K (fck’ atau σbk) ke C (f’c) atau Konversi Kubus ke Silinder
[
f’c = 0.76 + 0.2 C = 0.83 x K
Rumus 10
⋅ log( fck ' / 15) f ' ck
]
Keterangan dan Satuan fck’ = kuat tekan karakteristik beton Kubus (Mpa) K = kuat tekan karakteristik beton Kubus (kg/cm2)
Referensi SNI T-15-1991-03 PBBI’71 SK SNI T-15-1991-03
Jika umur beton yang dikehendaki saat diuji belum mencapai 28 hari, maka harus dikonversi juga dengan konstanta sebagai berikut : Tabel 3. Nilai Perbandingan Kuat Tekan Beton Normal pada Berbagai Umur untuk Benda Uji Silinder yang Dirawat di Laboratorium Umur Beton (hari) 3 7 14 21 28 90 0.46 0.70 0.88 0.96 1.00 Semen Portland Tipe I 0.40 0.65 0.88 0.95 1.00 1.20 Semen Portland Biasa Semen Portland dengan 0.55 0.75 0.90 0.95 1.00 1.15 Kuat Awal Tinggi *Beton tidak menggunakan bahan tambahan ataupun agregat ringan
365 1.35 1.20
Referensi SNI T-15-1990-03 PBBI’71
2. Menetapkan deviasi standar (SD) a. Jika pelaksana mempunyai catatan data hasil pembuatan beton serupa pada masa yang lalu. Deviasi standar yang didapat dari pengalaman lapangan selama produksi beton harus dihitung menurut rumus: _
n
SD =
∑ ( xi − x) 2
i =1
n −1
Dimana : SD = deviasi standar xi = kuat tekan beton yang didapat dari masing-masing benda uji _
xi
= kuat tekan beton rata-rata menurut rumus : n
_
x= n
∑ xi
i =1
n
= jumlah nilai hasil uji, yang harus diambil minimum 30 buah (satu hasil uji adalah nilai uji rata-rata dari 2 buah benda uji)
Catatan : Contoh perhitungan dan detail tentang standar deviasi dapat dipelajari pada Bab IV. Pengujian dan Evaluasi Pekerjaan Beton Data hasil uji yang akan digunakan untuk menghitung standar deviasi harus : Mewakili bahan-bahan, prosedur pengawasan mutu dan kondisi produksi yang serupa dengan pekerjaan yang diusulkan Mewakili kuat tekan beton yang disyaratkan, f’c, yang nilainya dalam batas ±7 MPa dari nilai f’c yang ditentukan Paling sedikit terdiri dari 30 hasil uji yang berurutan atau dua kelompok hasil uji berurutan yang jumlahnya minimum 30 hasil uji diambil dalam produksi selama jangka waktu tidak kurang dari 45 hari Bila suatu produksi beton hanya memiliki data hasil uji yang memenuhi syarat sebanyak 15-29 hasil uji yang berurutan, maka nilai deviasi standar adalah perkalian deviasi standar yang dihitung dari data hasil uji tersebut dengan faktor pengali dari tabel dibawah ini : Tabel 4. Faktor Pengali Deviasi Standar Jumlah Data Faktor Pengali
30 1.0
25 1.03
20 1.08
15 1.16
<15 Tidak boleh
b. Jika pelaksana tidak mempunyai catatan hasil pengujian beton serupa pada masa yang lalu / bila data hasil uji kurang dari 15 buah, maka nilai tambah (margin/M) langsung diambil sebesar 12 Mpa.
3. Menghitung nilai tambah (M) a. Jika nilai tambah sudah ditetapkan sebesar 12 Mpa, maka langsung ke Langkah 4 b. Jika nilai tambah dihitung berdasarkan deviasi standar SD, maka dilakukan dengan rumus berikut: M = k * SD Dengan: M SD k
= nilai tambah, Mpa = deviasi standar, MPa = tetapan statistik yang nilainya tergantung pada presentase hasil uji yang lebih rendah dari f’c. Dalam hal ini diambil 5%, sehingga nilai k = 1.64. Lebih lengkap tentang k dapat dilihat pada Bab IV. Pengujian dan Evaluasi Pekerjaan Beton
4. Menetapkan kuat tekan rata-rata yang direncanakan (f’cr) f’cr = f’c + M Dengan:
f’cr = Kuat tekan rata-rata, MPa f'c = Kuat tekan yang disyaratkan, MPa M = Nilai tambah, Mpa
5. Menetapkan jenis semen portland Tabel 5. Jenis Semen Portland Menurut PUBI 1982 Tipe PC I II III
IV V
Syarat Penggunaan
Pemakaian
Kondisi biasa, tidak memerlukan persyaratan khusus
Perkerasan jalan, gedung, jembatan biasa dan konstruksi tanpa serangan sulfat Bangunan tepi laut, dam, bendungan, irigasi dan beton massa
Serangan sulfat konsentrasi sedang Catatan: semen jenis ini menghasilkan panas hidrasi yang lebih rendah daripada tipe I Kekuatan awal tinggi Catatan: semen tipe ini cepat mengeras dan menghasilkan kekuatan besar dalam waktu singkat, kekuatan beton yang dihasilkan semen tipe ini dalam 24 jam, sama dengan kekuatan beton dengan semen biasa dalam 7 hari Panas hidrasi rendah Ketahanan yang tinggi terhadap sulfat dalam air tanah, daya resistensinya lebih baik dari semen tipe II Catatan: penggunaan terutama ditujukan untuk memberikan perlindungan terhadap bahaya korosi akibat air laut, air danau dan air tambang
Jembatan dan pondasi dengan beban berat
Pengecoran yang menuntut hidrasi rendah dan diperlukan time yang lama Bangunan dalam lingkungan tangki bahan kimia dan pipa tanah
panas setting asam, bawah
6. Menetapkan jenis agregat Jenis kerikil dan pasir ditetapkan, apakah berupa agregat alami (tak dipecahkan) atau agregat jenis batu pecah (crushed aggregate)
7. Menentukan faktor air semen (FAS) Faktor air semen yang diperlukan untuk mencapai kuat tekan rata-rata yang ditargetkan didasarkan pada hubungan kuat tekan dan FAS yang diperoleh dari penelitian lapangan sesuai dengan bahan dan kondisi pekerjaan yang diusulkan. Bila tidak tersedia data hasil penelitian sebagai pedoman, dapat dipergunakan Tabel dan Grafik-grafik dibawah ini : Tabel 6. Perkiraan Kekuatan Tekan(N/mm2) Beton dengan Faktor Air Semen 0.5 dan Jenis Semen dan Agregat Kasar yang Biasa Dipakai di Indonesia Jenis Semen Portland tipe I, dan semen tahan sulfat tipe II dan V Portland Tipe III
Jenis Agregat Kasar Batu tak dipecahkan Batu pecah Batu tak dipecahkan Batu pecah Batu tak dipecahkan Batu pecah Batu tak dipecahkan Batu pecah
Kekuatan Tekan (N/mm2) pada Umur (Hari) 3 7 28 91 Benda Uji 17 23 33 40 Silinder 19 27 37 45 20 28 40 48 Kubus 23 32 45 54 21 28 38 44 Silinder 25 33 44 48 25 31 46 53 Kubus 30 40 53 60
Catatan : * 1 N/mm2 = 1 MN/m2 = 1 MPa * Kuat tekan silinder (dia.150 mm, h=300 mm) = 0.83 kuat tekan kubus (150x150x150 mm3)
Cara menggunakan grafik dan tabel tersebut adalah : Lukislah titik A pada Gambar Hubungan Kuat Tekan dan Faktor Air Semen (Pilih Grafik 1 untuk Silinder atau Grafik 2 untuk Kubus) dengan FAS 0.5 sebagai absis dan kuat tekan beton yang diperoleh dari Tabel 6 diatas sebagai ordinat. Dari titik A dibuat grafik baru yang bentuknya sama dengan dua grafik yang sudah ada didekatnya. Selanjutnya tarik garis mendatar dari sumbu tegak di kiri pada kuat tekan rata-rata yang dikehendaki sampai memotong grafik baru tersebut, lalu ditarik kebawah untuk mendapatkan FAS yang dicari.
Grafik Hubungan Kuat Tekan vs FAS Benda Uji Berbentuk Silinder (diameter 150 mm, tinggi 300 mm)
Gambar 1. Grafik Hubungan Antara Kuat Tekan dan Faktor Air Semen (Benda Uji Berbentuk Silinder Dia. 150 mm Tinggi 300 mm)
Grafik Hubungan Kuat Tekan vs FAS Benda Uji Berbentuk Kubus (Ukuran 150 x 150 x 150 mm)
Gambar 2. Hubungan Antara Kuat Tekan dan Faktor Air Semen (Benda Uji Berbentuk Kubus 150 x 150 x 150 mm)
8. Menetapkan Faktor Air Semen Maksimum Lihat Tabel 7- 9 dibawah ini, jika FAS maksimum ini lebih rendah dari Langkah 7, maka FAS maksimum ini yang digunakan. Tabel 7. FAS Maksimum untuk Berbagai Pembetonan dan Lingkungan Khusus Jenis Pembetonan Beton didalam ruang bangunan: a. Keadaan keliling non-korosif b. Keadaan keliling korosif, disebabkan oleh kondensasi atau uap korosi Beton diluar ruang bangunan: a. Tidak terlindung dari hujan dan terik matahari langsung b. Terlindung dari hujan dan terik matahari langsung Beton yang masuk kedalam tanah: a. Mengalami keadaan basah dan kering berganti-ganti b. Mendapat pengaruh sulfat dan alkali dari tanah Beton yang selalu berhubungan dengan air tawar/payau/laut
FAS Maksimum 0.60 0.52 0.55 0.60 0.55 Tabel 8 Tabel 9
Tabel 8. Kebutuhan Semen Minimum dan FAS Maksimum untuk Beton yang Berhubungan dengan Air Tanah yang Mengandung Sulfat Konsentrasi Sulfat (SO3) Dalam Tanah SO3 dalam SO3 dalam Total air campuran air SO3 tanah : tanah = 2:1 (%) (g/lt) (g/lt) <0.2
0.2-0.5
<0.1
1.0-1.9
<0.3
0.3-1.2
0.5-1.0
1.9-3.1
1.2-2.5
1.0-2.0
3.1-5.6
2.5-5.0
>2.0
>5.6
>5.0
Kandungan semen minimum (kg/m3) Jenis Semen Ukuran Maks. Agregat (mm) 40 20 10
Faktor AirSemen (FAS) Maks.
Tipe I dengan atau tanpa Pozzolan (15-40%)
280
300
350
0.5
Tipe I tanpa Pozzolan
290
330
380
0.5
Tipe I dengan Pozzolan (15-40%) Atau Semen Portland Pozzolan
270
310
360
0.55
Tipe II atau V Tipe I dengan Pozzolan (15-40%) Atau Semen Portland Pozzolan
250 340
290 380
430 430
0.55 0.45
Tipe II atau V Tipe II atau V Tipe II atau V dan lapisan pelindung
290 330
330 370
380 420
0.5 0.45
330
370
420
0.45
Tabel 9. Kebutuhan Semen Minimum Bertulang/Prategang Kedap Air
dan
FAS
Maksimum
untuk
Beton
Kandungan semen minimum (kg/m3) Berhubungan dengan: Air tawar
FAS Maksimum 0.50 0.45
Tipe Semen
Ukuran Maksimum Agregat (mm) 40 20 280 300 340 380
Semua tipe I-V Tipe I + Pozzolan (15-40%) Atau Semen Portland Pozzolan
Air payau
290
330
330
370
Tipe II atau V 0.50 0.45
Air laut
Tipe II atau V
9. Menetapkan nilai slump Penetapan nilai slump harus memperhatikan metode pembuatan, pengangkutan, penuangan, pemadatan dan jenis strukturnya agar diperoleh beton yang mudah dituangkan, dipadatkan dan diratakan. Misal: pengecoran dengan concrete pump membutuhkan nilai slump besar, pemadatan dengan vibrator dapat dilakukan dengan nilai slump yang agak kecil. Lihat Tabel 10 sebagai pertimbangan jika tidak ada data. Tabel 10. Penetapan Nilai Slump (PBI’71) Pemakaian Beton Dinding, plat fondasi dan fondasi telapak bertulang Fondasi telapak tidak bertulang, kaison dan struktur dibawah tanah Pelat, balok, kolom dan dinding Pengerasan jalan Pembetonan masal
Maks (cm) 12.5 9.0 15.0 7.5 7.5
Min (cm) 5.0 2.5 7.5 5.0 2.5
10. Menetapkan besar butir agregat maksimum Besar butir agregat maksimum tidak boleh melebihi : Seperlima jarak terkecil antara bidang-bidang samping dari cetakan Sepertiga dari tebal pelat Tiga perempat dari jarak bersih minimum diantara batang atau berkas-berkas tulangan
11. Menetapkan kadar air bebas a. Untuk agregat tak dipecah dan agregat dipecah menggunakan tabel dibawah ini : Tabel 11. Perkiraan Kebutuhan Air (liter) Per Meter Kubik Beton Besar Ukuran Maksimum Agregat (mm) 10 20 40
Jenis Batuan Alami Batu pecah Alami Batu pecah Alami Batu pecah
Slump (mm) 0-10
10-30
30-60
60-180
150 180 135 170 115 155
180 205 160 190 140 175
205 230 180 210 160 190
225 250 195 225 175 205
Catatan: • Koreksi suhu diatas 200C, setiap kenaikan 50C harus ditambah air 5 liter per m3 adukan beton • Kondisi permukaan: untuk permukaan agregat yang kasar harus ditambah air ± 10 liter per m3 adukan beton
b. Untuk agregat campuran (gabungan antara agregat tak dipecah dan agregat dipecah), dihitung menurut rumus berikut : A = 0.67Ah + 0.33 Ak Dengan: A Ah Ak
= Jumlah air yang dibutuhkan (lt/m3 beton) = Jumlah air yang dibutuhkan menurut jenis agregat halusnya = Jumlah air yang dibutuhkan menurut jenis agregat kasarnya
12. Menghitung berat semen yang diperlukan Dihitung dengan membagi jumlah air dari Langkah 11 dengan FAS yang diperoleh pada Langkah 7 dan 8
13. Mempertimbangkan kadar semen maksimum Dapat diabaikan jika tidak ditetapkan
14. Menghitung kebutuhan semen minimum Ditetapkan dengan tabel-tabel dibawah ini. Kebutuhan semen minimum ini ditetapkan untuk menghindari beton dari kerusakan akibat lingkungan khusus, misalnya: lingkungan korosif, air payau dan air laut. Tabel 12. Kebutuhan Semen Minimum untuk Berbagai Pembetonan dan Lingkungan Khusus Jenis Pembetonan Beton didalam ruang bangunan: a. Keadaan keliling non-korosif b. Keadaan keliling korosif, disebabkan oleh kondensasi atau uap korosif Beton diluar ruang bangunan: a. Tidak terlindung dari hujan dan terik matahari langsung b. Terlindung dari hujan dan terik matahari langsung Beton yang masuk kedalam tanah: a. Mengalami keadaan basah dan kering berganti-ganti b. Mendapat pengaruh sulfat dan alkali dari tanah Beton yang selalu berhubungan dengan air tawar/payau/laut
Semen Minimum (kg/m3 beton) 275 325 325 275 325 Tabel 8 Tabel 9
15. Menghitung kebutuhan semen Apabila kebutuhan semen yang diperoleh dari Langkah 12 ternyata lebih sedikit daripada Langkah 14, maka kebutuhan semen harus dipakai yang minimum (yang nilainya lebih besar)
16. Menghitung penyesuaian jumlah air atau FAS Jika jumlah semen tidak ada perubahan akibat Langkah 15, langkah ini dapat diabaikan, tetapi jika ada perubahan, maka nilai faktor air semen berubah. Dalam hal ini dilakukan dua cara berikut: • Cara pertama, faktor air semen dihitung kembali dengan cara membagi jumlah air dengan jumlah semen minimum • Cara kedua, jumlah air disesuaikan dengan mengalikan jumlah semen minimum dengan faktor air semen Catatan: Cara pertama akan menurunkan faktor air semen, sedangkan cara kedua akan menaikkan jumlah air yang diperlukan
17. Menentukan daerah gradasi agregat halus Klasifikasikan daerah gradasi agregat dengan menggunakan Tabel 3.10. Tabel 13. Batas Gradasi Pasir Lubang Ayakan (mm) 10.00 4.80 2.40 1.20 0.60 0.30 0.15
Persen Berat Butir yang Lewat Ayakan 1 2 3 4 100 100 100 100 90-100 90-100 90-100 95-100 60-95 75-100 85-100 95-100 30-70 55-90 75-100 90-100 15-34 35-59 60-79 80-100 5-20 8-30 12-40 15-50 0-10 0-10 0-10 0-15
18. Menghitung perbandingan agregat halus dan agregat kasar Diperlukan untuk memperoleh gradasi agregat campuran yang baik. Pada langkah ini dicari nilai banding antara berat agregat halus dan berat agregat campuran. Penetapan dilakukan dengan memperhatikan besar butir maksimum agregat kasar, nilai slump, FAS dan daerah gradasi agregat halus. Berdasarkan data tersebut dan Gambar 3-5 dapat diperoleh persentase berat agregat halus terhadap berat agregat campuran
Gambar 3. Grafik Persentase Agregat Halus terhadap Agregat Keseluruhan (Untuk Ukuran Butir Maksimum 10 mm)
Gambar 4. Grafik Persentase Agregat Halus terhadap Agregat Keseluruhan (Untuk Ukuran Butir Maksimum 20 mm)
Gambar 5. Grafik Persentase Agregat Halus terhadap Agregat Keseluruhan (Untuk Ukuran Butir Maksimum 40 mm)
19. Menghitung berat jenis agregat campuran Bj camp = P/100*bj ag hls + K/100*bj ag ksr Dengan: Bj camp Bj ag hls Bj ag ksr P K
= = = = =
Berat jenis agregat campuran Berat jenis agregat halus Berat jenis agregat kasar Persentase agregat halus terhadap agregat campuran Persentase agregat kasar terhadap agregat campuran
Berat jenis agregat ditentukan berdasarkan dengan data hasil uji laboratorium, bila tidak tersedia dapat dipakai nilai dibawah ini : Agregat tak dipecah / alami = 2.6 gr/cm3 Agregat dipecah = 2.7 gr/cm3
20. Menentukan berat jenis beton Caranya adalah : Dari berat jenis agregat campuran pada Langkah 19 dibuat garis kurva berat jenis gabungan yang sesuai dengan garis kurva yang paling dekat dengan garis kurva pada Gambar 6 Kebutuhan air yang diperoleh pada Langkah 11 dimasukkan dalam Gambar 6 dan dari nilai ini ditarik garis vertikal keatas sampai mencapai kurva yang dibuat pada langkah pertama Dari titik potong ini, tarik garis horisontal kekiri sehingga diperoleh nilai berat jenis beton
Kadar Air Bebas (ltr/m3)
Gambar 6. Perkiraan Berat Jenis Beton Basah yang Dimampatkan Secara Penuh
21. Menghitung kebutuhan agregat campuran Dihitung dengan cara mengurangi berat beton per meter kubik dikurangi kebutuhan air dan semen
22. Menghitung berat agregat halus yang dibutuhkan Kebutuhan agregat halus diperoleh dengan cara mengalikan kebutuhan agregat campuran (Langkah 21) dengan persentase berat agregat halusnya (Langkah 18)
23. Menghitung berat agregat kasar yang diperlukan Kebutuhan agregat kasar dihitung dengan cara mengurangi kebutuhan agregat campuran (Langkah 21) dengan kebutuhan agregat halus.(Langkah 22)
24. Koreksi proporsi campuran Dalam perhitungan diatas, agregat halus dan agregat kasar dianggap dalam keadaan jenuh kering muka (SSD), sehingga di lapangan yang pada umumnya keadaan agregatnya tidak jenuh kering muka, harus dilakukan koreksi terhadap kebutuhan bahannya. Koreksi harus dilakukan minimum satu kali per hari. Jika kadar air agregat melebihi kemampuan penyerapan agregat, maka agregat sudah mengalami kejenuhan dan mengandung air berlebih, maka harus mengurangi kadar air bebas agar komposisi tetap seimbang, dan demikian pula sebaliknya.
Hitungan koreksi dilakukan dengan rumus berikut: Air Agregat halus Agregat kasar
= B - [(Ck-Ca)xC/100] - [(Dk-Da)xD/100] = C + [(Ck-Ca)xC/100] = D + [(Dk-Da)xD/100]
Dengan: B = Jumlah kebutuhan air (kg/m3 atau ltr/m3) C = Jumlah kebutuhan agregat halus (kg/m3) D = Jumlah kebutuhan agregat kasar (kg/m3) Ck = Kandungan air dalam agregat halus (%) Dk = Kandungan air dalam agregat kasar (%) Ca = Absorpsi air pada agregat halus (%) Da = Absorpsi air pada agregat kasar (%)
C. Contoh Perencanaan Campuran Beton 1. Soal Buatlah campuran beton dengan ketentuan sebagai berikut : Kuat tekan yang disyaratkan = 22.5 N/mm2 (umur 28 hari) Benda uji berbentuk = kubus Jumlah yg mungkin tidak memenuhi syarat = 5 % Semen yang dipakai = Portland Tipe I Tinggi slump = 3-6 cm Ukuran besar butir agregat maksimum = 40 mm Nilai FAS maksimum = 0.60 Kadar semen minimum = 275 kg/m3 Susunan besar butir agregat halus = Susunan butir no. 2 (ditetapkan) Perbandingan berat pasir IV : pasir V = 36% : 64% Berat Jenis, Penyerapan Air dan Kadar Air Bebas masing-masing agregat adalah : Tabel 14. Sigat-sifat Agregat untuk Contoh Mix Design Agregat Sifat - Berat Jenis (Kering permukaan/SSD) - Penyerapan air (%) - Kadar air (%)
Pasir IV (Halus tak Dipecah)
Pasir V (Kasar tak Dipecah)
Kerikil VII (Batu Pecah)
2.50
2.44
2.66
3.10 6.50
4.20 8.80
1.63 1.06
2. Jawaban dalam Bentuk Isian Formulir Tabel 15. Contoh Formulir Mix Design No 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Uraian Kuat tekan yang disyaratkan Deviasi standar Nilai tambah / margin Kuat tekan rata-rata yang direncanakan Jenis semen Jenis agregat - Agregat Kasar - Agregat Halus
Tabel/Grafik/Perhitungan ditetapkan tanpa data Dihitung (5% Æ k = 1.64) dihitung
Nilai 22.5 N/mm2 pada 28 hari. Bagian tak memenuhi syarat 5% 7 N/mm2 1.64 x 7 = 11.5 N/mm2 22.5 + 11.5 = 34.0 N/mm2
ditetapkan
Semen Potland Tipe I
ditetapkan ditetapkan
Batu pecah Alami
7. 8. 9. 10. 11.
12. 13. 14. 15.
16. 17.
Faktor air semen bebas Faktor air semen maksimum Slump Ukuran agregat maksimum Kadar air bebas
Berat semen Kadar semen maksimum Kebutuhan semen minimum Koreksi kadar semen
Penyesuaian faktor air semen Gradasi agregat halus
18.
Perbandingan agregat halus dan kasar
19. 20. 21.
Berat jenis agregat campuran (SSD) Berat jenis beton Kebutuhan agregat
22. 23.
Kebutuhan agregat halus Kebutuhan agregat kasar
Tabel 6 dan Gambar 2 ditetapkan
0.6 0.6
ditetapkan ditetapkan
30-60 mm 40 mm
Tabel 11 dan Rumus Agregat Gabungan (Pasir alami dan kerikil batu dipecah) 11 : 8 Tidak ditetapkan ditetapkan
(0.67 x 160) + (0.33 x 190) = 170 liter = 170 kg 170 : 0.60 = 283 kg 275 kg
Pakai kadar semen Langkah 14, jika lebih besar nilainya dari Langkah 12. Lalu hitung Langkah 15 -
-
ditetapkan dari Tabel 13. Karena agregat halus merupakan campuran, hitung berat jenis campuran terlebih dahulu sebelum Langkah 19. Gambar 3 – Gambar 5 dan ambil rata-rata dari rentang nilai dihitung
Gradasi daerah 2 BJ agregat halus campuran = (0.36 x 2.50) + (0.64 x 2.44) = 2.46
Gambar 6 Langkah 20 – (Langkah Langkah 11 + Langkah 12) Langkah 21 x Langkah 18 Langkah 21 – Langkah 22
-
35 % (0.35 x 2.46) + (0.65 x 2.66) = 2.59 2380 kg 2380 – (170 + 283) = 1927 kg 1927 x 0.35 = 674 kg 1927 – 674 = 1253 kg
Jadi perincian kebutuhan material untuk 1 m3 beton (kondisi SSD) adalah : 1. Semen = 283 kg 2. Air = 170 kg 3. Pasir IV = 0.36 x 674 = 242.6 kg 4. Pasir V = 0.64 x 674 = 431.4 kg 5. Agregat kasar = 1253 kg Untuk pelaksanaan dilapangan, angka teoritis tersebut perlu dikoreksi dengan memperhitungkan jumlah air bebasyang terdapat dalam atau masih dibutuhkan oleh masing-masing agregat. Jumlah air yang terdapat dalam : - Pasir IV = (6.50-3.10)x242.6/100 - Pasir V = (8.80-4.20)x431.4/100
= 8.25 kg = 19.8 kg
Sedangkan kerikil masih membutuhkan sejumlah air untuk memenuhi kapasitas penyerapannya, yaitu : - Agregat kasar = (1.63-1.06)*1253/100 = 7.14 kg
Dengan mengurangkan dan menambahkan angka-angka tersebut, maka kita peroleh susunan campuran yang akan kita timbang untuk tiap m3 beton (ketelitian 5 kg) : 1. Semen = 283 kg 2. Pasir IV = 242.6 + 8.25 = 251 kg 3. Pasir V = 431.4 + 19.8 = 451.2 kg 4. Agregat Kasar = 1253 – 7.14 = 1245.86 kg 5. Air = 170 - 28.05 + 7.14 = 149.09 kg
D. Mix Design Praktis Dibawah ini diberikan tabel mix design secara praktis yang dapat diikuti jika terdapat kendala dalam menentukan mix design secara analitis. Perlu dicatat bahwa nilai ini hanya pendekatan dan tetap disarankan agar proyek juga tetap melakukan trial mix. Tabel 16. Mix Design Praktis* Mutu Beton Bahan / m3 beton K f'c Air (liter) PCI (Kg) Pasir (Kg) 175 145 190 274 784 225 185 190 298 755 300 250 190 336 721 350 290 190 362 364 450 375 190 415 637 500 415 190 434 622 * Diambil dari www.semengresik.com * Semen Gresik OPC * Agregat dalam kondisi SSD dengan ukuran maks. 40 mm * Proporsi tersebut mempunyai toleransi + 5 %
Kerikil (Kg) 1152 1157 1153 1164 1158 1154
E. Trial Mix & Penyesuaian Proporsi Campuran Setelah membuat mix design, trial mix dalam volume yang kecil (misalnya 0.1 atau 0.05 m3) akan dibuat untuk memastikan mix design tersebut telah sesuai. Trial mix ini harus diuji dari segi: Kuat Tekan Slump Sifat-sifat lain yang sesuai spesifikasi Sebelum membuat penyesuaian, sebaiknya diperiksa kembali untuk memastikan bahwa ketidaktepatan hasil tidak terjadi akibat: Kesalahan perhitungan matematis sedehana atau salah baca angka Sarana batching berbeda dari rencana semula Timbangan tidak bekerja secara memuaskan Biasanya sedikit penyesuaian akan diperlukan dan sebaiknya mengacu pada cara-cara penyesuaian dibawah ini: Penyesuaian Kuat Tekan atau Durabilitas: Menyesuaikan Faktor Air-Semen / FAS sesuai dengan grafik hubungan Kuat Tekan-FAS. Misal: untuk meningkatkan kekuatan dan durabilitas, maka FAS harus dikurangi.
Kuat Tekan 28 Hari (MPa)
80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
Faktor Air-Semen / FAS (by weight)
GRAFIK PENGARUH FAS PADA KUAT TEKAN
Gambar 7. Pengaruh FAS pada Kuat tekan Penyesuaian Slump, Workability atau Sifat Kohesif: - Penyesuaian tipe ini tidak mengubah FAS, juga tidak akan merubah kuat tekan maupun durabilitas. - Penyesuaian dilakukan dengan merubah rasio agregat-semen atau gradasi agregat. - Sebagai acuan, kombinasi gradasi agregat yang memuaskan adalah bila agregat halus memiliki porsi 35-40 % berat total agregat. - Misal: pengurangan rasio agregat-semen (berarti campuran kaya semen) berarti peningkatan slump dan workability beton meskipun FAS tidak berubah
F. Prinsip Penyesuaian Proporsi Campuran Secara Praktis (Terhadap Berat) Dibawah ini adalah panduan praktis untuk penyesuaian proporsi campuran berdasarkan output trial mix yang ingin diperbaiki. Tabel 17. Panduan Praktis Penyesuaian Trial Mix (per 1 m3 Beton) Penyesuaian Korektif Hasil
Sebab yang Mungkin
Slump terlalu tinggi
Agregat Kasar Tetap
Air
Semen
Pasir
1. Perkiraan kadar air pasir yang terlalu rendah atau perkiraan daya serap agregat yang terlalu tinggi
Kurangi penambahan air sebesar 5 kg untuk tiap 20 mm slump
Tetap
2. Perkiraan kebutuhan air yang terlalu besar, sebagai contoh: kerikil yang permukaannya halus memerlukan air yang lebih sedikit ketimbang batu pecah yang kasar.
Air dan semen dikurangi sebagaimana ditunjukkan Tabel Koreksi Air, Semen dan Agregat untuk Slump Selain 80 mm
Naikkan sebesar 5 kg untuk setiap perubahan slump sebesar 20 mm Pasir dan agregat kasar ditambahkan sebagaimana ditunjukkan Tabel Koreksi Air, Semen dan Agregat untuk Slump Selain 80 mm
Slump terlalu rendah
Terlalu banyak pasir
Kekurang an pasir
Keras
Lengket
F’c terlalu rendah
F’c terlalu tinggi
1. Perkiraan kadar air pasir yang terlalu tinggi atau perkiraan daya serap agregat yang terlalu rendah
Naikkan penambahan air sebesar 5 kg untuk tiap 20 mm slump
2. Perkiraan kebutuhan air yang terlalu kecil
Air dan semen ditambahkan sebagaimana ditunjukkan Tabel Koreksi Air, Semen dan Agregat untuk Slump Selain 80 mm Tetap Tetap
Turunkan Tetap sebesar 5 kg untuk setiap perubahan slump sebesar 20 mm Pasir dan agregat kasar dikurangi sebagaimana ditunjukkan Tabel Koreksi Air, Semen dan Agregat untuk Slump Selain 80 mm - 50 kg + 50 kg
Tetap
Tetap
Tetap
Tetap
Tatap
Tetap
Tetap
+ 50 kg
Tetap
Tetap
Tetap
Tetap
Tetap
Tetap
Tetap
1. Kesalahan asumsi yang menganggap pasir lebih kasar dari yang seharusnya 2. Specific gravity agregat kasar lebih besar dari 2.65 3. Specific gravity dari pasir lebih kecil dari 2.60 1. Kesalahan asumsi yang menganggap pasir lebih halus dari yang seharusnya 2. Specific gravity agregat kasar lebih kecil dari 2.65 3. Specific gravity dari pasir lebih besar dari 2.60 1. Pengaruh ukuran material a). Ukuran maksimum agregat 40 mm b). Ukuran maksimum agregat 20 mm 2. Kekurangan pasir 1. Pasir terlalu halus
2. Terlalu banyak pasir 1. FAS terlalu tinggi
2. Pelapisan permukaan, agregat lemah, masalah organik, rongga, lempung pada agregat, semen kadaluarsa dan air tercemar 1. FAS terlalu rendah
Tetap
x
x
SG ( pasir ) 2.60
SG ( pasir ) 2.60
Tetap
x
SG (agr ) 2.65
Tetap - 50 kg
x
SG (agr ) 2.65
Tetap a). 20mm–50kg 40mm+50kg b). 10mm-50kg 20mm+50kg
Lihat bagian Kekurangan Pasir diatas Tetap Tetap Ganti + 50 kg sebagian (atau keseluruhan) dengan pasir yang lebih kasar -50 kg Lihat bagian Terlalu Banyak Pasir diatas Tetap Naikkan 10 Tetap Tetap kg untuk tiap kenaikan 1 MPa Cek kandungan material merugikan pada bahan pembuat beton
Tetap
Turunkan 10 kg setiap turun 1 MPa
Tetap
Tetap
Tabel 18. Koreksi Air, Semen dan Agregat untuk Slump Selain 80 mm (untuk Agregat max. 20 mm dan 40 mm *) Perubahan Water Perubahan Semen (kg) untuk nilai FAS dibawah Agregat (kg) Change (kg or lt.) 0.35 0.4 0.5 0.55 0.6 0.7 Sand Coarse 20 -20 -57 -50 -40 -36 -33 -29 +40 +40 40 -12 -34 -30 -24 -22 -20 -17 +20 +20 60 -6 -17 -15 -12 -11 -10 -9 +10 +10 80 0 0 0 0 0 0 0 0 0 100 +5 +14 +12 +10 +9 +8 +7 -10 -10 120 +8 +23 +20 +16 +15 +13 +11 -15 -15 140 +10 +29 +25 +20 +18 +17 +14 -20 -20 * untuk beton dengan agregat 10 mm atau beton pasir, naikkan nilai numerik perubahan semen diatas dengan 25%. Untuk mortar, gandakan angka perubahan pasirnya. Slump
Note : Kesalahan perhitungan sebesar 1% dalm perkiraan kadar air, baik pasir maupun agregat kasar, akan menyebabkan 10 kg kesalahan (kira-kira) dalam penambahan air dan berat agregat.
Beberapa tampilan beton yang mungkin didapat saat trial mix adalah : Adukan yang Baik. Proporsi yang benar dari pasta semen, pasir, dan agregat kasar memberikan adukan beton yang secara komparatif mudah untuk dikerjakan dan dipadatkan. Pemadatan yang benar akan menghasilkan permukaan tanpa cacat. Sedikit trowelling (manual dan mekanis) akan mampu menghasilkan permukaan beton yang padat dan halus.
Gambar 8. Adukan yang Baik
Pasir terlalu banyak. Jika adukan nampak seperti gambar disamping maka adukan tersebut mengandung terlalu banyak pasir dan kekurangan agregat kasar. Meskipun relatif lebih mudah dicor dan di-finishing, tetapi adukan ini bukanlah adukan yang ekonomis. Adukan seperti ini akan mudah mengalami retak.
Gambar 9. Adukan Kelebihan Pasir
Agregat kasar terlalu banyak. Adukan ini memiliki agregat kasar terlalu banyak dan pasir yang tidak cukup. Adukan seperti ini akan sulit untuk dikerjakan tanpa harus mengalami segregasi. Adukan seperti ini juga akan susah untuk dipadatkan dan di-finishing, serta kemungkinan akan menghasilkan cacat ‘sarang lebah’ / honeycomb dan beton yang porous.
Gambar 10. Adukan Kelebihan Agregat
Air terlalu banyak. Adukan jenis ini dapat tejadi saat ada penambahan air kedalam adukan beton yang sudah bagus. Hasilnya adalah pengurangan kekuatan dan keawetan secara drastis, serta kemungkinan besar untuk mengalami retak. Ada kemungkinan lain yang dapat menghasilkan adukan seperti ini, yaitu adukan yang memiliki kandungan pasir dan agregat kasar yang terlalu sedikit dibandingkan kandungan pasta semennya. Adukan jenis ini sangat tidak ekonomis dan cenderung mengalami retak. Gambar 11. Adukan Kelebihan Air
Adukan terlalu kaku. Adukan seperti ini mempunya slump rendah (± 20 mm) dan terlalu keras untuk dikerjakan pada berbagai jenis pekerjaan pembetonan. Adukan jenis ini memiliki kandungan pasir dan agregat kasar yang terlalu banyak jika dibandingkan kandungan pasta semen. Adukan jenis ini akan sulit untuk dikerjakan, dipadatkan dan di-finishing. Penambahan sedikit air dan semen (dengan rasio yang benar) akan menghasilkan adukan yang benar seperti yang diperlihatkan gambar pertama bagian ini : Adukan yang Baik.
Gambar 12. Adukan Terlalu Kaku
