[Praktikum Beton Pekan Ke-3] Kelompok 3 - Rancangan Campuran Beton (Berdasarkan ACI Committee 211) - Abednego Andries
Rancangan Campuran Beton (Berdasarkan ACI Committee 211)
Hari, Tanggal Praktikum : Kamis, 19 Oktober 2017
Waktu Praktikum : Pukul 13.00 – 15.00 WIB
Tempat Praktikum : Laboratorium Rekayasa Struktur, Gedung CIBE Lantai BS 2 - Lantai 1,
Institut Teknologi Bandung, Jalan Ganesha 10 Bandung 40132, Indonesia
Gambar 1. Abednego Andries
Gambar 2. Kelompok 3 dan Kondisi Lab
A. Pendahuluan
Rancangan campuran beton normal pada buku panduan praktikum kali ini disusun berdasarkan ACI 211. Komposisi/jenis beton yang akan diproduksi biasanya bergantung pada beberapa hal yaitu:
· Sifat-sifat mekanis beton keras yang diinginkan, yang biasanya ditentukan oleh perencanaan struktur.
· Sifat-sifat beton segar yang diinginkan, yang biasanya ditentukan oleh jenis konstruksi, teknik penempatan/pengecoran dan pemindahan.
· Tingkat pengendalian (control) di lapangan.
Perancangan campuran beton biasanya dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan komposisi campuran beton yang ekonomis dan memenuhi persyaratan kelecakan, kekuatan, dan durabilitas. Untuk mendapatkan komposisi campuran beton tersebut perlu dilakukan proses “trial and error”, yang dimulai dari suatu perancangan campuran dan kemudian diikuti oleh pembuatan campuran awal (trial mix). Sifat-sifat yang dihasilkan dari campuran awal ini kemudian diperiksa terhadap persyaratan yang ada, dan jika perlu, dilakukan penyesuaian/perubahan komposisi sampai didapat hasil yang memuaskan.
B. Penjelasan Umum
Hal utama yang harus diperhatikan dalam perancangan campuran beton adalah kekuatan beton yang disyaratkan. Biasanya kekuatan yang disyaratkan adalah kekuatan beton umur 28 hari. Namun ada pertimbangan lain (misalnya: waktu pelepasan bekisting) yang dapat menjadi alasan untuk memilih kekuatan beton umur selain 28 hari sebagai syarat yang harus dipenuhi. Faktor-faktor lainnya adalah rasio air-semen, tipe kandungan semen, durabilitas, kelecakan, kandungan air, pemilihan agregat dan trial mix. Faktor-faktor ini akan dibahas langsung dalam penjelasan mengenai tahapan mix design yang disampaikan dalam sub-sub berikut ini.
Nilai perbandingan air semen merupakan parameter dalam perancangan campuran beton. Sifat-sifat beton, seperti kuat tekannya, biasanya membaik dengan menurunnya nilai perbandingan air-semen yang digunakan dalam campuran. Nilai perbandingan air-semen yang sering digunakan di lapangan berkisar antara 0,4-0,45. Untuk nilai perbandingan a/s < 0,4 dibutuhkan adanya perubahan superplastisizer. Mengurangi nilai a/s suatu campuran merupakan cara termurah untuk mendapatkan beton dengan mutu yang lebih baik. Sifat-sifat beton merupakan fungsi dari nilai perbandingan a/s. Jika nilai a/s menurun maka harga fc’ akan naik. Selain itu, porositas beton juga merupakan fungsi dari nilai perbanding a/s. Air + Kandungan Semen + Pori-pori Udara = Porositas.
C. Prosedur
1. Pemilihan Angka Slump
Jika nilai slump tidak ditentukan dalam spesifikasi, maka nilai slump dapat dipilih dari tabel untuk berbagai jenis pengerjaan konstruksi.
Jenis
Konstruksi
Slump (mm)
Maksimum
Minimum
Dinding Pondasi, Footing, Dinding Basemen
75
25
Dinding dan Balok
100
25
Kolom
100
25
Perkerasan dan Lantai
75
25
Beton dalam Jumlah yang Besar (Dam)
50
25
Tabel 1. Nilai Slump yang Disarankan untuk Berbagai Jenis Pengerjaan Konstruksi
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 menyebabkan penurunan kebutuhan mortar dalam setiap volume satuan beton. Dasar pemilihan ukuran maksimum agregat biasanya dikaitkan dengan dimensi struktur. Sebagai contoh, ukuran maksimum agregat harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :
(i) D ≤ d/5
(ii) D ≤ h/3
(iii) D ≤ 2s/3
(iv) D ≤ 3c/4
di mana,
D = ukuran maksimum agregat
d = lebar terkecil di antara 2 tepi bekisting
h = tebal pelat lantai
s = jarak bersih antara tulangan
c = tebal bersih selimut beton
3. Estimasi Kebutuhan Air Pencampur dan Kandungan Udara
Jumlah air pencampur persatuan volume beton yang dibutuhkan untuk menghasilkan nilai slump tertentu sangat bergantung 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 berikut memperlihatkan informasi mengenai kebutuhan air pencampur untuk berbagai nilai slump dan ukuran maksimum agregat.
Jenis
Beton
Slump (mm)
Air (kg/m3)
10 mm
12,5 mm
20 mm
25 mm
40 mm
50 mm
75 mm
Tanpa Penambahan Udara
25-50
205
200
185
180
160
155
140
75-100
225
215
200
190
175
170
155
150-175
240
230
210
200
185
175
170
Udara yang Tersekap (%)
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0,3
Dengan Penambahan Udara
25-50
180
175
165
160
150
140
135
75-100
200
190
180
175
160
155
150
150-175
215
205
190
180
17
165
160
Udara yang Tersekap (%)
8
7
6
5
4,5
4
3,5
Tabel 2. Kebutuhan Air Pencampuran dan Udara untuk
Berbagai Nilai Slump dan Ukuran Maksimum Agregat
4. Pemilihan Nilai Perbandingan Air Semen
Untuk rasio air semen yang sama, kuat tekan beton dipengaruhi oleh jenis agregat dan semen yang digunakan. Oleh karena itu hubungan rasio air semen dan kekuatan beton yang dihasilkan seharusnya dikembangkan berdasarkan material yang sebenarnya yang digunakan dalam pencampuran. Terlepas dari hal di atas, tabel berikut bisa dijadikan pegangan dalam pemilihan nilai perbandingan air semen.
Kuat Tekan Beton
Umur 28 Hari (MPa)
Rasio Air Semen (Dalam Perbandingan Berat)
Tanpa Penambahan Udara
Dengan Penambahan Udara
48
0,33
-
40
0,41
0,32
35
0,48
0,40
28
0,57
0,48
20
0,68
0,59
14
0,82
0,74
Tabel 3. Hubungan Rasio Air-Semen dan Kuat Tekan Beton
Nilai kuat beton yang digunakan pada Tabel 3 adalah nilai kuat tekan beton rata-rata yang dibutuhkan yaitu: fm = fc’ + 1,64 Sd di mana, fm = nilai kuat tekan beton rata-rata, fc = nilai kuat tekan karakteristik (yang disyaratkan , dan Sd = standar deviasi (dapat diambil berdasarkan Tabel 4).
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
Tabel 4. Klasifikasi Standar Deviasi untuk Berbagai Kondisi Pengerjaan
Harga rasio air semen tersebut biasanya dibatasi oleh harga maksimum yang diperbolehkan untuk kondisi exposure (lingkungan) tertentu. Sebagai contoh, untuk struktur yang berbeda di lingkungan laut harga rasio air semen biasanya dibatasi maksimum 0,40-0,45.
5. Perhitungan Kandungan Semen
Berat semen yang dibutuhkan adalah sama dengan jumlah berat air pencampur (Langkah 3)dibagi dengan rasio air semen (Langkah 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 atau dry rodded unit weight 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 unutk menghasilkan campuran beton dengan kelecakan yang baik. Tabel 5 memperlihatkan bahwa pada derajat kelecakan tertentu (slump = 75-100 mm), volume agregat kasar yang dibutuhkan persatuan volume beton adalah fungsi daripada ukuran maksimum agregat kasar dan modulus kehalusan agregat halus. Berdasarkan Tabel 5 volume agregat kasar (dalam satuan m3) per 1 m3 beton adalah sama dengan fraksi volume yang didapat dari Tabel 4. Volume ini kemudian dikonversikan menjadi berat kering agregat kasar dengan mengalikannya dengan berat isi kering dari agregat yang dimaksud (dry rodded unit weight). Untuk campuran dengan nilai slump selain 75-100 mm, volume agregat kasar dapat diperoleh dengan mengoreksi nilai yang ada pada Tabel 5 dengan angka koreksi yang ada pada Tabel 6.
Ukuran Maksimum Agregat Kasar (mm)
Volume Agregat Kasar (Dry Rodded) Persatuan Volume Beton untuk Berbagai Nilai Modulus Kehalusan Pasir
2,40
2,60
2,80
3,00
10
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
150
0,87
0,85
0,83
0,81
Tabel 5. Volume Agregat Kasar Persatuan Volume Beton
untuk Beton dengan Slump 75-100 mm
Slump (mm)
Faktor Koreksi untuk Berbagai Ukuran Maksimum Agregat
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
Tabel 6. Faktor Koreksi untuk Nilai Slump yang Berbeda
7. Estimasi Kandungan Agregat Halus
Setelah menyelesaikan Langkah 6, semua bahan pembentuk beton yang dibutuhkan telah diestimasi kecuali agregat halus. Jumlah pasir yang dibutuhkan dapat dihitung dengan 2 cara yaitu cara perhitungan berat (weight method) atau cara perhitungan volume absolut (absolut volume method). 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 langkah-langkah sebelumnya. Jika data berat jenis beton tidak diketahui, maka estimasi awal bisa didapat dari Tabel 7. Estimasi ini didapat berdasarkan data beton dengan jumlah semen = 325 kg/m3, dengan slump 75-100 mm dengan berat jenis agregat 2,7. Biasanya campuran yang memenuhi kriteria-kriteria yang diinginkan baru bisa didapat setelah dilakukan beberapa “trial mix” (campuran percobaan) dengan mengubah proporsi bahan-bahan di dalam campuran beton.
Ukuran Maksimum Agregat (mm)
Estimasi Awal Berat Jenis Beton (kg/m3)
Tanpa Penambahan Udara
Dengan Penambahan Udara
10
2285
2190
12,5
2315
2235
20
2355
2280
25
2375
2315
40
2420
2355
50
2445
2375
75
2465
2400
150
2502
2435
Tabel 7. Estimasi Awal untuk Berat Jenis Beton Segar
8. Koreksi Kandungan Air pada Agregat
Pada umumnya, stok agregat di lapangan berada dalam kondisi basah (kondisi lapangan) tetapi tidak dalam kondisi jenuh dan kering permukaan (SSD). Tanpa adanya koreksi kadar air, harga rasio air semen yang diperoleh bisa jadi lebih besar atau bahkan lebih kecil dari harga yang telah ditentukan berdasarkan Langkah 4 dan berat SSD agregat (kondisi jenuh dan kering permukaan) menjadi lebih kecil atau lebih besar dari harga estimasi pada Langkah 6 dan 7. Urutan rancangan beton dari Langkah 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 (workability), kandungan udara, dan kekuatan pada umur-umur tertentu. Sebelum melakukan tindakan perbaikan “trial mix”, perlu terlebih dahulu dipastikan bahwa kondisi adukan yang kurang baik bukan disebabkan oleh kesalahan pembacaan atau kesalahan perhitungan rancangan campuran, batch tertukar, ataupun alat timbangan yang tidak berfungsi dengan baik.
Gejala
Kemungkinan Penyebab
Air
Semen
Pasir
Agregat Kasar
Slump Terlalu Tinggi
Underestimate Kadar Air Pasir atau Underestimate Daya Serap Agregat
Kurangi Air Pencampur 5 kg untuk Setiap 20 mm Kelebihan Slump
Tetap
Tambah Pasir 5 kg untuk Setiap 20 mm Kelebihan Slump
Tetap
Overestimate Kebutuhan Air
Kurangi Air dan Semen dengan Menjaga w/c
Tetap
Tingkatkan Jumlah Pasir dan Agregat Kasar
Slump Terlalu Rendah
Overestimate Kadar Air Pasir atau Underestimate Daya Serap Agregat
Tambah Air Pencampuran 5 kg untuk Setiap 20 mm Kekurangan Slump
Tetap
Kurangi Pasir 5 kg untuk Setiap 20 mm Kekurangan Slump
Tetap
Terlalu Banyak Pasir
Undersestimate Kebutuhan Air
Tambah Air dan Semen
Tetap
Kurangi Jumlah Pasir dan Agregat Kasar
Pasir Lebih Halus dari yang Diperkirakan
Tetap
Tetap
-50 kg
+50 kg
Berat Jenis Agregat Kasar Lebih Besar dari 2,65
Tetap
Tetap
Tetap
*BJ/2,65
Berat Jenis Pasir Lebih Kecil dari 2,60
Tetap
Tetap
*BJ/2,60
Tetap
Kurang Pasir
Pasir Lebih Kasar dari yang Diperkirakan
Tetap
Tetap
+50 kg
-50 kg
BJ Agregat Kasar <2,65
Tetap
Tetap
Tetap
*BJ/2,65
BJ Pasir >2,60
Tetap
Tetap
*BJ/2,60
Tetap
Terlalu Lengket (Sticky)
Pasir Terlalu Halus
Tetap
Tetap
-50 kg
+50 kg
Kepasiran
Lihat Komentar di Atas (Gejala Terlalu Banyak Pasir)
fc’ Terlalu Rendah
w/c Terlalu Tinggi
Tetap
Tambah 10 kg untuk Setiap Penambahan 1 MPa
Tetap
Tetap
Adanya Bahan-bahan yang Berkualitas Jelek, Kadar Lumpur Tinggi pada Pasir dan Agregat, Kadar Lanau yang Tinggi, Kadar Organik, Semen yang Sudah Tua, Air yang Sudah Tua, Air yang Kurang Baik, Agregat yang Rendah Kekuatannya
Cek Bahan-bahan pencampur
Fc Terlalu Tinggi
w/c Terlalu Rendah
Tetap
Kurang 10 kg untuk Setiap Pengurangan 1 MPa
Tetap
Tetap
D. Analisis dan Hasil
Penetapan Variabel Perencanaan
Kategori Jenis Struktur (1)
Slump Rencana (2)
Rencana Kuat Tekan Beton (3)
Modulus Kehalusan Agregat Halus (4)
Ukuran Maksimum Agregat Kasar (5)
Berat Jenis Agregat Halus – SSD (6)
Berat Jenis Agregat Kasar – SSD (7)
Berat Volume/Isi Agregat Kasar (8)
K175
7,5-10 cm
216,820 kg/cm2
3,521
2000 cm
2,463
2,532
1,767 kg/m3
Perhitungan Komposisi Unsur Beton
Rencana Air Adukan Beton (9)
Persentase Udara Terperangkap (10)
Perbandingan Air-Semen (11)
Perbandingan Air-Semen Maksimum (12)
Berat Semen yang Diperlukan (9/11 = 13)
Volume Agregat Kasar dalam 1 m3 Beton (14)
Berat Agregat Kasar (14x8 = 15)
Volume Semen (0,001x13/3,15 = 16)
Volume Air (0,001x9 = 17)
Volume Agregat Kasar (0,001x15/6 = 18)
Volume Udara (0,001x10 = 19)
Volume Agregat Halus dalam 1 m3 Beton (20)
200 kg
2 %
0,663
-
301,660 kg
60 %
1060,200 kg/m3
0,096 m3
0,200 m3
0,430 m3
0,020 m3
0,254 m3
Komposisi Berat Unsur Adukan / m3 Beton
Semen (13 = 21)
Air (9 = 22)
Agregat Kasar Kondisi SSD (15 = 23)
Agregat Halus Kondisi SSD (20x7x1000 = 24)
Faktor Semen (21/50 = 25)
301,660 kg
200 kg
1060,200 kg
643,128 kg
6,033 zak/m3
Komposisi Jumlah Air dan Berat Unsur untuk Perencanaan Lapangan
Kadar Air Agregat Kasar (26)
Absorpsi Agregat Kasar Kondisi SSD (27)
Kadar Air Agregat Halus (28)
Absorpsi Agregat Halus Kondisi SSD (29)
Tambahan Air Adukan dari Agregat Kasar
(23x[(27-26)/(1+26)] = 30)
Tambahan Agregat Kasar untuk Kondisi Lapangan (30x6 = 31)
Tambahan Air Adukan dari Agregat Halus
(24x[(29-28)/(1+28)] = 32)
Tambahan Agregat Halus untuk Kondisi Lapangan (32x7 = 33)
0,052120 %
0,053610 %
0,048750 %
0,099680 %
1,501 kg
3,697 kg
31,232 kg
79, 079 kg
Komposisi Campuran Beton Kondisi Lapangan / m3
Semen (13 = 34)
Air (22+30+32 = 35)
Agregat Kasar Kondisi Lapangan (23+31 = 36)
Agregat Halus Kondisi Lapangan (24+33 = 37)
301,660 kg
232,733 kg
1063,900 kg
722,207 kg
Komposisi Unsur Campuran Beton / Kapasitas Mesin Molen(0,03M)
Semen (38)
Air (39)
Agregat Kasar Kondisi Lapangan (40)
Agregat Halus Kondisi Lapangan (41)
11,035 kg
8,513 kg
38,914 kg
26,416 kg
Data-data Setelah Pengadukan/Pelaksanaan
Sisa Air Campuran (42)
Penambahan Air Selama Pengadukan (43)
Jumlah Air Sesungguhnya yang Digunakan (44)
Nilai Slump Hasil Pengukuran (45)
Berat Isi Beton Basah Waktu Pelaksanaan (46)
0 kg
0 kg
0 kg
8,5 cm
12,22 kg
A. Pendahuluan
Rancangan campuran beton normal pada buku panduan praktikum kali ini disusun berdasarkan ACI 211. Komposisi/jenis beton yang akan diproduksi biasanya bergantung pada beberapa hal yaitu:
· Sifat-sifat mekanis beton keras yang diinginkan, yang biasanya ditentukan oleh perencanaan struktur.
· Sifat-sifat beton segar yang diinginkan, yang biasanya ditentukan oleh jenis konstruksi, teknik penempatan/pengecoran dan pemindahan.
· Tingkat pengendalian (control) di lapangan.
Perancangan campuran beton biasanya dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan komposisi campuran beton yang ekonomis dan memenuhi persyaratan kelecakan, kekuatan, dan durabilitas. Untuk mendapatkan komposisi campuran beton tersebut perlu dilakukan proses “trial and error”, yang dimulai dari suatu perancangan campuran dan kemudian diikuti oleh pembuatan campuran awal (trial mix). Sifat-sifat yang dihasilkan dari campuran awal ini kemudian diperiksa terhadap persyaratan yang ada, dan jika perlu, dilakukan penyesuaian/perubahan komposisi sampai didapat hasil yang memuaskan.
B. Penjelasan Umum
Hal utama yang harus diperhatikan dalam perancangan campuran beton adalah kekuatan beton yang disyaratkan. Biasanya kekuatan yang disyaratkan adalah kekuatan beton umur 28 hari. Namun ada pertimbangan lain (misalnya: waktu pelepasan bekisting) yang dapat menjadi alasan untuk memilih kekuatan beton umur selain 28 hari sebagai syarat yang harus dipenuhi. Faktor-faktor lainnya adalah rasio air-semen, tipe kandungan semen, durabilitas, kelecakan, kandungan air, pemilihan agregat dan trial mix. Faktor-faktor ini akan dibahas langsung dalam penjelasan mengenai tahapan mix design yang disampaikan dalam sub-sub berikut ini.
Nilai perbandingan air semen merupakan parameter dalam perancangan campuran beton. Sifat-sifat beton, seperti kuat tekannya, biasanya membaik dengan menurunnya nilai perbandingan air-semen yang digunakan dalam campuran. Nilai perbandingan air-semen yang sering digunakan di lapangan berkisar antara 0,4-0,45. Untuk nilai perbandingan a/s < 0,4 dibutuhkan adanya perubahan superplastisizer. Mengurangi nilai a/s suatu campuran merupakan cara termurah untuk mendapatkan beton dengan mutu yang lebih baik. Sifat-sifat beton merupakan fungsi dari nilai perbandingan a/s. Jika nilai a/s menurun maka harga fc’ akan naik. Selain itu, porositas beton juga merupakan fungsi dari nilai perbanding a/s. Air + Kandungan Semen + Pori-pori Udara = Porositas.
C. Prosedur
1. Pemilihan Angka Slump
Jika nilai slump tidak ditentukan dalam spesifikasi, maka nilai slump dapat dipilih dari tabel untuk berbagai jenis pengerjaan konstruksi.
Jenis
Konstruksi
|
Slump (mm)
| |
Maksimum
|
Minimum
| |
Dinding Pondasi, Footing, Dinding Basemen
|
75
|
25
|
Dinding dan Balok
|
100
|
25
|
Kolom
|
100
|
25
|
Perkerasan dan Lantai
|
75
|
25
|
Beton dalam Jumlah yang Besar (Dam)
|
50
|
25
|
Tabel 1. Nilai Slump yang Disarankan untuk Berbagai Jenis Pengerjaan Konstruksi
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 menyebabkan penurunan kebutuhan mortar dalam setiap volume satuan beton. Dasar pemilihan ukuran maksimum agregat biasanya dikaitkan dengan dimensi struktur. Sebagai contoh, ukuran maksimum agregat harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :
(i) D ≤ d/5
(ii) D ≤ h/3
(iii) D ≤ 2s/3
(iv) D ≤ 3c/4
di mana,
D = ukuran maksimum agregat
d = lebar terkecil di antara 2 tepi bekisting
h = tebal pelat lantai
s = jarak bersih antara tulangan
c = tebal bersih selimut beton
3. Estimasi Kebutuhan Air Pencampur dan Kandungan Udara
Jumlah air pencampur persatuan volume beton yang dibutuhkan untuk menghasilkan nilai slump tertentu sangat bergantung 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 berikut memperlihatkan informasi mengenai kebutuhan air pencampur untuk berbagai nilai slump dan ukuran maksimum agregat.
Jenis
Beton
|
Slump (mm)
|
Air (kg/m3)
| ||||||
10 mm
|
12,5 mm
|
20 mm
|
25 mm
|
40 mm
|
50 mm
|
75 mm
| ||
Tanpa Penambahan Udara
|
25-50
|
205
|
200
|
185
|
180
|
160
|
155
|
140
|
75-100
|
225
|
215
|
200
|
190
|
175
|
170
|
155
| |
150-175
|
240
|
230
|
210
|
200
|
185
|
175
|
170
| |
Udara yang Tersekap (%)
|
3
|
2,5
|
2
|
1,5
|
1
|
0,5
|
0,3
| |
Dengan Penambahan Udara
|
25-50
|
180
|
175
|
165
|
160
|
150
|
140
|
135
|
75-100
|
200
|
190
|
180
|
175
|
160
|
155
|
150
| |
150-175
|
215
|
205
|
190
|
180
|
17
|
165
|
160
| |
Udara yang Tersekap (%)
|
8
|
7
|
6
|
5
|
4,5
|
4
|
3,5
| |
Tabel 2. Kebutuhan Air Pencampuran dan Udara untuk
Berbagai Nilai Slump dan Ukuran Maksimum Agregat
4. Pemilihan Nilai Perbandingan Air Semen
Untuk rasio air semen yang sama, kuat tekan beton dipengaruhi oleh jenis agregat dan semen yang digunakan. Oleh karena itu hubungan rasio air semen dan kekuatan beton yang dihasilkan seharusnya dikembangkan berdasarkan material yang sebenarnya yang digunakan dalam pencampuran. Terlepas dari hal di atas, tabel berikut bisa dijadikan pegangan dalam pemilihan nilai perbandingan air semen.
Kuat Tekan Beton
Umur 28 Hari (MPa)
|
Rasio Air Semen (Dalam Perbandingan Berat)
| |
Tanpa Penambahan Udara
|
Dengan Penambahan Udara
| |
48
|
0,33
|
-
|
40
|
0,41
|
0,32
|
35
|
0,48
|
0,40
|
28
|
0,57
|
0,48
|
20
|
0,68
|
0,59
|
14
|
0,82
|
0,74
|
Tabel 3. Hubungan Rasio Air-Semen dan Kuat Tekan Beton
Nilai kuat beton yang digunakan pada Tabel 3 adalah nilai kuat tekan beton rata-rata yang dibutuhkan yaitu: fm = fc’ + 1,64 Sd di mana, fm = nilai kuat tekan beton rata-rata, fc = nilai kuat tekan karakteristik (yang disyaratkan , dan Sd = standar deviasi (dapat diambil berdasarkan Tabel 4).
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
|
Tabel 4. Klasifikasi Standar Deviasi untuk Berbagai Kondisi Pengerjaan
Harga rasio air semen tersebut biasanya dibatasi oleh harga maksimum yang diperbolehkan untuk kondisi exposure (lingkungan) tertentu. Sebagai contoh, untuk struktur yang berbeda di lingkungan laut harga rasio air semen biasanya dibatasi maksimum 0,40-0,45.
5. Perhitungan Kandungan Semen
Berat semen yang dibutuhkan adalah sama dengan jumlah berat air pencampur (Langkah 3)dibagi dengan rasio air semen (Langkah 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 atau dry rodded unit weight 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 unutk menghasilkan campuran beton dengan kelecakan yang baik. Tabel 5 memperlihatkan bahwa pada derajat kelecakan tertentu (slump = 75-100 mm), volume agregat kasar yang dibutuhkan persatuan volume beton adalah fungsi daripada ukuran maksimum agregat kasar dan modulus kehalusan agregat halus. Berdasarkan Tabel 5 volume agregat kasar (dalam satuan m3) per 1 m3 beton adalah sama dengan fraksi volume yang didapat dari Tabel 4. Volume ini kemudian dikonversikan menjadi berat kering agregat kasar dengan mengalikannya dengan berat isi kering dari agregat yang dimaksud (dry rodded unit weight). Untuk campuran dengan nilai slump selain 75-100 mm, volume agregat kasar dapat diperoleh dengan mengoreksi nilai yang ada pada Tabel 5 dengan angka koreksi yang ada pada Tabel 6.
Ukuran Maksimum Agregat Kasar (mm)
|
Volume Agregat Kasar (Dry Rodded) Persatuan Volume Beton untuk Berbagai Nilai Modulus Kehalusan Pasir
| |||
2,40
|
2,60
|
2,80
|
3,00
| |
10
|
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
|
150
|
0,87
|
0,85
|
0,83
|
0,81
|
Tabel 5. Volume Agregat Kasar Persatuan Volume Beton
untuk Beton dengan Slump 75-100 mm
Slump (mm)
|
Faktor Koreksi untuk Berbagai Ukuran Maksimum Agregat
| ||||
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
|
Tabel 6. Faktor Koreksi untuk Nilai Slump yang Berbeda
7. Estimasi Kandungan Agregat Halus
Setelah menyelesaikan Langkah 6, semua bahan pembentuk beton yang dibutuhkan telah diestimasi kecuali agregat halus. Jumlah pasir yang dibutuhkan dapat dihitung dengan 2 cara yaitu cara perhitungan berat (weight method) atau cara perhitungan volume absolut (absolut volume method). 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 langkah-langkah sebelumnya. Jika data berat jenis beton tidak diketahui, maka estimasi awal bisa didapat dari Tabel 7. Estimasi ini didapat berdasarkan data beton dengan jumlah semen = 325 kg/m3, dengan slump 75-100 mm dengan berat jenis agregat 2,7. Biasanya campuran yang memenuhi kriteria-kriteria yang diinginkan baru bisa didapat setelah dilakukan beberapa “trial mix” (campuran percobaan) dengan mengubah proporsi bahan-bahan di dalam campuran beton.
Ukuran Maksimum Agregat (mm)
|
Estimasi Awal Berat Jenis Beton (kg/m3)
| |
Tanpa Penambahan Udara
|
Dengan Penambahan Udara
| |
10
|
2285
|
2190
|
12,5
|
2315
|
2235
|
20
|
2355
|
2280
|
25
|
2375
|
2315
|
40
|
2420
|
2355
|
50
|
2445
|
2375
|
75
|
2465
|
2400
|
150
|
2502
|
2435
|
Tabel 7. Estimasi Awal untuk Berat Jenis Beton Segar
8. Koreksi Kandungan Air pada Agregat
Pada umumnya, stok agregat di lapangan berada dalam kondisi basah (kondisi lapangan) tetapi tidak dalam kondisi jenuh dan kering permukaan (SSD). Tanpa adanya koreksi kadar air, harga rasio air semen yang diperoleh bisa jadi lebih besar atau bahkan lebih kecil dari harga yang telah ditentukan berdasarkan Langkah 4 dan berat SSD agregat (kondisi jenuh dan kering permukaan) menjadi lebih kecil atau lebih besar dari harga estimasi pada Langkah 6 dan 7. Urutan rancangan beton dari Langkah 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 (workability), kandungan udara, dan kekuatan pada umur-umur tertentu. Sebelum melakukan tindakan perbaikan “trial mix”, perlu terlebih dahulu dipastikan bahwa kondisi adukan yang kurang baik bukan disebabkan oleh kesalahan pembacaan atau kesalahan perhitungan rancangan campuran, batch tertukar, ataupun alat timbangan yang tidak berfungsi dengan baik.
Gejala
|
Kemungkinan Penyebab
|
Air
|
Semen
|
Pasir
|
Agregat Kasar
|
Slump Terlalu Tinggi
|
Underestimate Kadar Air Pasir atau Underestimate Daya Serap Agregat
|
Kurangi Air Pencampur 5 kg untuk Setiap 20 mm Kelebihan Slump
|
Tetap
|
Tambah Pasir 5 kg untuk Setiap 20 mm Kelebihan Slump
|
Tetap
|
Overestimate Kebutuhan Air
|
Kurangi Air dan Semen dengan Menjaga w/c
|
Tetap
|
Tingkatkan Jumlah Pasir dan Agregat Kasar
| ||
Slump Terlalu Rendah
|
Overestimate Kadar Air Pasir atau Underestimate Daya Serap Agregat
|
Tambah Air Pencampuran 5 kg untuk Setiap 20 mm Kekurangan Slump
|
Tetap
|
Kurangi Pasir 5 kg untuk Setiap 20 mm Kekurangan Slump
|
Tetap
|
Terlalu Banyak Pasir
|
Undersestimate Kebutuhan Air
|
Tambah Air dan Semen
|
Tetap
|
Kurangi Jumlah Pasir dan Agregat Kasar
| |
Pasir Lebih Halus dari yang Diperkirakan
|
Tetap
|
Tetap
|
-50 kg
|
+50 kg
| |
Berat Jenis Agregat Kasar Lebih Besar dari 2,65
|
Tetap
|
Tetap
|
Tetap
|
*BJ/2,65
| |
Berat Jenis Pasir Lebih Kecil dari 2,60
|
Tetap
|
Tetap
|
*BJ/2,60
|
Tetap
| |
Kurang Pasir
|
Pasir Lebih Kasar dari yang Diperkirakan
|
Tetap
|
Tetap
|
+50 kg
|
-50 kg
|
BJ Agregat Kasar <2,65
|
Tetap
|
Tetap
|
Tetap
|
*BJ/2,65
| |
BJ Pasir >2,60
|
Tetap
|
Tetap
|
*BJ/2,60
|
Tetap
| |
Terlalu Lengket (Sticky)
|
Pasir Terlalu Halus
|
Tetap
|
Tetap
|
-50 kg
|
+50 kg
|
Kepasiran
|
Lihat Komentar di Atas (Gejala Terlalu Banyak Pasir)
| ||||
fc’ Terlalu Rendah
|
w/c Terlalu Tinggi
|
Tetap
|
Tambah 10 kg untuk Setiap Penambahan 1 MPa
|
Tetap
|
Tetap
|
Adanya Bahan-bahan yang Berkualitas Jelek, Kadar Lumpur Tinggi pada Pasir dan Agregat, Kadar Lanau yang Tinggi, Kadar Organik, Semen yang Sudah Tua, Air yang Sudah Tua, Air yang Kurang Baik, Agregat yang Rendah Kekuatannya
|
Cek Bahan-bahan pencampur
| ||||
Fc Terlalu Tinggi
|
w/c Terlalu Rendah
|
Tetap
|
Kurang 10 kg untuk Setiap Pengurangan 1 MPa
|
Tetap
|
Tetap
|
D. Analisis dan Hasil
Penetapan Variabel Perencanaan
| |
Kategori Jenis Struktur (1)
Slump Rencana (2)
Rencana Kuat Tekan Beton (3)
Modulus Kehalusan Agregat Halus (4)
Ukuran Maksimum Agregat Kasar (5)
Berat Jenis Agregat Halus – SSD (6)
Berat Jenis Agregat Kasar – SSD (7)
Berat Volume/Isi Agregat Kasar (8)
|
K175
7,5-10 cm
216,820 kg/cm2
3,521
2000 cm
2,463
2,532
1,767 kg/m3
|
Perhitungan Komposisi Unsur Beton
| |
Rencana Air Adukan Beton (9)
Persentase Udara Terperangkap (10)
Perbandingan Air-Semen (11)
Perbandingan Air-Semen Maksimum (12)
Berat Semen yang Diperlukan (9/11 = 13)
Volume Agregat Kasar dalam 1 m3 Beton (14)
Berat Agregat Kasar (14x8 = 15)
Volume Semen (0,001x13/3,15 = 16)
Volume Air (0,001x9 = 17)
Volume Agregat Kasar (0,001x15/6 = 18)
Volume Udara (0,001x10 = 19)
Volume Agregat Halus dalam 1 m3 Beton (20)
|
200 kg
2 %
0,663
-
301,660 kg
60 %
1060,200 kg/m3
0,096 m3
0,200 m3
0,430 m3
0,020 m3
0,254 m3
|
Komposisi Berat Unsur Adukan / m3 Beton
| |
Semen (13 = 21)
Air (9 = 22)
Agregat Kasar Kondisi SSD (15 = 23)
Agregat Halus Kondisi SSD (20x7x1000 = 24)
Faktor Semen (21/50 = 25)
|
301,660 kg
200 kg
1060,200 kg
643,128 kg
6,033 zak/m3
|
Komposisi Jumlah Air dan Berat Unsur untuk Perencanaan Lapangan
| |
Kadar Air Agregat Kasar (26)
Absorpsi Agregat Kasar Kondisi SSD (27)
Kadar Air Agregat Halus (28)
Absorpsi Agregat Halus Kondisi SSD (29)
Tambahan Air Adukan dari Agregat Kasar
(23x[(27-26)/(1+26)] = 30)
Tambahan Agregat Kasar untuk Kondisi Lapangan (30x6 = 31)
Tambahan Air Adukan dari Agregat Halus
(24x[(29-28)/(1+28)] = 32)
Tambahan Agregat Halus untuk Kondisi Lapangan (32x7 = 33)
|
0,052120 %
0,053610 %
0,048750 %
0,099680 %
1,501 kg
3,697 kg
31,232 kg
79, 079 kg
|
Komposisi Campuran Beton Kondisi Lapangan / m3
| |
Semen (13 = 34)
Air (22+30+32 = 35)
Agregat Kasar Kondisi Lapangan (23+31 = 36)
Agregat Halus Kondisi Lapangan (24+33 = 37)
|
301,660 kg
232,733 kg
1063,900 kg
722,207 kg
|
Komposisi Unsur Campuran Beton / Kapasitas Mesin Molen(0,03M)
| |
Semen (38)
Air (39)
Agregat Kasar Kondisi Lapangan (40)
Agregat Halus Kondisi Lapangan (41)
|
11,035 kg
8,513 kg
38,914 kg
26,416 kg
|
Data-data Setelah Pengadukan/Pelaksanaan
| |
Sisa Air Campuran (42)
Penambahan Air Selama Pengadukan (43)
Jumlah Air Sesungguhnya yang Digunakan (44)
Nilai Slump Hasil Pengukuran (45)
Berat Isi Beton Basah Waktu Pelaksanaan (46)
|
0 kg
0 kg
0 kg
8,5 cm
12,22 kg
|
Komentar
Posting Komentar