2. Mix Design Beton

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

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