Perancangan Campuran Beton

(1)

PERANCANGAN

(2)



_{Perancangan campuran beton (Mix desain) bermaksud}

untuk memenuhi komposisi dan proporsi bahan bahan

penyusun beton. Hal ini dilakukan agar proporsi

campuran dapat memenuhi syarat teknis dan

ekonomis.



_{Kriteria dasar perancangan beton adalah kekuatan}

tekan dan hubungannya dengan factor air semen

yang digunakan.



_{Pada dasarnya perancangan campuran dimaksudkan}

untuk

mendapatkan

proporsi

campuran

yang

optimum dengan kekuatan yang maksimum.

(3)

(4)

(5)

(6)

Macam-macam perancangan

campuran :

 _{ACI (American Concrete Institute, USA)}

 _{DOE (Departement of Environment, Inggris)}  _{PCA (Portland Cement Association)}

 _{Road Note N.04}  _{Dreux (Prancis)}  _{SNI 03-2834-2000}

(7)

Mix Design Beton American Association (ACI) Metode

Absolute Volume

Cara ACI melihat bahwa dengan ukuran agregat tertentu, jumlah air perkubik akan menentukan tingkat konsistensi dari campuran beton yang pada akhirnya akan mempengaruhi pelaksanaan pekerjaan (workability).

Pada metode ini, input data perancangan meliputi data standar deviasi hasil pengujian yang berlaku untuk pekrjaan yang sejenis dengan karakteristik yang sama. Selanjutnya data tentang kuat tekan rencana, data butir nominal agregat yang digunakan, data slump, (jika diinginkan dengan nilai tertentu), berat jenis agregat, serta karakteristik lingkungan yang diinginkan.

Sebelum melakukan perancangan, data-data yang dibutuhkan harus dicari. Jika data-data yang dibutuhkan tidak ada, dapat diambil data dari tabel-tabel yang telah dibuat untuk membantu penyelesaian perancangan cara ACI ini. Bagian alir perancangan dengan metode ACI dapat dilihat sebagai berikut:

(8)

(9)

Langkah Perancangan ACI

 _{Hitung kuat tekan rata-rata beton, berdasarkan kuat tekan}

rencana dan margin, f’cr = m + f’c

1. m = 1.64*Sd, standar deviasi diambil berdasarkan data yang lalu, jika tidak ada diambil dari Tabel 8.1 berdasarkan mutu pelaksanaan yang diinginkan.

2. Kuat tekan rencana (f’c) ditentukan berdasarkan rencana atau dari hasil uji yang lalu.

Volume Pekerjaan Mutu Pelaksanaan (Mpa)

Baik Sekali Baik Cukup

Kecil (< 1000 m3₎ Sedang (1000 - 3000 m3₎ Besar ( > 3000 m3₎ 4.5 < sd <5.5 3.5 < sd <4.5 2.5 < sd <3.5 5.5 < sd <6.5 4.5 < sd <5.5 3.5 < sd <4.5 6.5 < sd <8.5 5.5 < sd <7.5 4.5 < sd <6.5

(10)



_{Tetapkan nilai slump, dan butir maksimum agregat}

1. Slump ditentukan. Jika tidak dapat, data diambil dari Tabel

berikut:

2. Ukuran maksimum agregat dihitung dari 1/3 tebal plate dan atau 3/4 jarak bersih antar baja tulangan, tendon, bundle bar, atau ducting dan atau 1/5 jarak terkecil bidang bekisting ambil yang terkecil, jika tidak diambil dari Tabel 8.3.

Jenis Konstruksi _MaksimumSlump (mm)_Minimum - Dinding Penahan dan Pondasi

- Pondasi sederhana, sumuran, dan dinding sub

struktur

- Balok dan dinding beton

- Kolom struktural

- Perkerasan dan slab

- Beton masal 76.2 76.2 101.6 101.6 76.2 50.8 25.4 25.4 25.4 25.4 25.4 25.4

Tabel 8.2 Slump yang disyaratkan untuk berbagai konsentrasi kenurut ACI.

Dimensi Minimim, mm Balok / kolom Plat

62.5 150 300 750 12.5 mm 40 mm 40 mm 80 mm 20 mm 40 mm 80 mm 80 mm Tabel 8.3 Ukuran Maksimum Agregat

(11)

 _{Tetapkan jumlah air yang dibuhkan berdasarkan ukuran maksimum agregat} dan nilai slump dari Tabel 8.4

Slump (mm) Air (lt/m 3₎ 9.5 mm 12.7 mm 19.1 mm 25.4 mm 38.1 mm 50.8 mm 76.2 mm 152.4 mm 25.4 s/d 50.8 76.2 s/d 127 152.4 s/d 177.8

Mendekati jumlah kandungan udara dalam beton air entrained (%) 210 231 246 3.0 201 219 231 2.5 189 204 216 2.0 180 195 204 1.5 165 180 189 1.0 156 171 180 0.5 132 147 162 0.3 114 126 -0.2 25.4 s/d 50.8 76.2 s/d 127 152.4 s/d 177.8

Kandungan udara total rata-rata yang disetujui (%) 183 204 219 177 195 207 168 183 195 162 177 186 150 165 174 144 159 168 123 135 156 108 120 -Diekspose sedikit Diekspose menengah Sangat ekspose 4.5 6.0 7.5 4.0 5.5 7.0 3.5 5.0 6.0 3.0 4.5 6.0 2.5 4.5 5.5 2.0 4.0 5.0 1.5 3.5 4.5 1.0 3.0 4.0

Perkiraan Air Campuran dan Persyaratan Kandungan Udara untuk Berbagai Slump dan Ukuran Nominal Agregat Masimum

(12)

 _{Tetapkan nilai Faktor Air Semen dari 8.5. Untuk nilai kuat tekan dalam} Mpa yang berada di antara nilai yang diberikan dilakukan interpolasi.

Kekuatan Tekan 28 hari (Mpa)

FAS

Beton

Air-entrained Non Air-entrainedBeton

41.4 34.5 27.6 20.7 13.8 0.41 0.48 0.57 0.68 0.62 -0.4 0.48 0.59 0.74

(13)



_{Hitung semen yang diperlukan, yaitu jumlah air dibagi dengan}

factor air semen.



_{Tetapkan volume agregat kasar berdasarkan agregat maksimum}

dan Modulus Halus Butir (MHB) agregat halusnya sehingga

didapat persen agregat kasar (Tabel 8.6). Jika nilai Modulus Halus

Butirnya berada di antaranya, maka dilakukan interpolasi.

Volume agregat kasar=persen agregat dikalikan dengan berat

kering agregat kasar.



_{Estimasikan berat beton segar berdasarkan Tabel 8.7, kemudian}

hitung agregat halus, yaitu berat beton segar – (berat air + berat

semen + berat agregat kasar).



_{Hitung proporsi bahan, semen, air, agregat kasar dan agregat}

halus, kemudian koreksi berdasarkan nilai daya serap air pada

agregat.

(14)

Ukuran Agregat Maks (mm)

Volume Agregat kasar kering * persatuan volume untuk berbagai modulus halus butir

2.40 2.60 2.80 3.00 9.5 12.7 19.1 25.4 38.1 50.8 76.2 152.4 0.50 0.59 0.66 0.71 0.75 0.78 0.82 0.87 0.48 0.57 0.64 0.69 0.73 0.76 0.80 0.85 0.46 0.55 0.62 0.67 0.71 0.74 0.78 0.83 0.44 0.53 0.60 0.65 0.69 0.72 0.76 0.81 Tabel 8.6 Volume Agregat Kasar Per satuan Volume Beton

(15)

Ukuran Agregat Max (mm)

Beton Air Entrained (kg/m3) Beton Non-Air Entrained (Kg/m3) 9.5 2304 2214 12.7 2334 2256 19.1 2376 2304 25.4 2406 2340 38.1 2442 2376 50.8 2472 2400 76.2 2492 2424 152.4 2538 2472

(16)

Kekurangan dan Kelebihan Metode ACI



Cara ini merupakan cara coba-coba untuk

memperoleh proporsi bahan yang menghasilkan

konsistensi. Jika dipakai agregat yang berbeda

akan menyebabkan konsistensi yang berbeda

juga.



Nilai Modulus Halus Butir (MHB) sebenarnya

kurang menggambarkan gradasi agregat yang

tepat. Untuk agregat dengan berat jenis yang

berbeda, perlu dilakukan koreksi lagi.

(17)

Mix Design Metode Portland

Cement Association (PCA)



_{Metode desain campuran Portland Cement Association}

(PCA) pada dasarnya serupa dengan metode ACI

sehingga secara umum hasilnya akan saling

mendekati. Penjelasan lebih detail dapat dilihat dalam

Publikasi PCA, Portland Cement Association, Design

and Control of Concrete Mixtures. 12

th

edition, Skokie,

Illinois, USA: PCA, 1979, 140 pp.

(18)

Mix Design Metode DEO

(Department of Environment)



_{Department of Environment (DeO), Building}

Research Establishment Britain. Metode ini

diadopsi oleh Indonesia pada SK.SNI

T-15-1990-03 Tata Cara Pembuatan Rencana

Campuran Beton Normal.

(19)

 _{Adapun langkah-langkahnya secara garis besarnya adalah sebagai berikut:}

1. Penetapan kuat tekan beton yang disyaratkan (f'c) pada umur tertentu.

2. Penetapan nilai standar deviasi (Sd). Standar deviasi ditetapkan berdasarkan

tingkat mutu pengendalian pelaksanaan campuran beton-nya. Makin baik mutu pelaksanaan makin kecil nilai standar deviasinya.

3. Perhitungan nilai tambah ('Margin/M')

4. Jika nilai tambah sudah ditetapkan sebesar 12 MPa, maka langsung ke

langkah

5. Jika nilai tambah dihitung berdasarkan nilai standar deviasi Sd, maka margin

dihitung dengan rumus:

M = k. Sd

dimana:

M : Nilai tambah (MPa) K : 1.64

(20)

6. Menetapkan kuat tekan rata-rata yang direncanakan, dihitung dengan rumus:

f'cr = f'c + M

dimana:

f'cr : Kuat tekan rata-rata (MPa)

f'c : Kuat tekan yang disyaratkan (MPa) M : Nilai tambah (MPa)

7. Penetapan jenis semen Portland.

8. Penetapan jenis agregat, memakai jenis pasir atau kerikil yang alami atau agregat jenis batu pecah.

9. Menetapkan faktor air semen.

10.Penetapan faktor air semen maksimum, dari fas maksimum yang

(21)

11. Penetapan nilai slump, ditetapkan berdasar-kan pelaksanaan

pembuatan, pengangkutan, penuangan, pemadatan maupun

jenis strukturnya.

12. Penetapan ukuran maksimum agregat kasar.

13. Menentukan jumlah air per meter kubik beton berdasarkan

ukuran maksimum agregat, jenis agregat dan nilai slump.

14. Hitung berat semen yang dibutuhkan. Berat semen per kubik

dihitung dengan membagi jumlah air (langkah 12) dengan faktor

air semen (langkah 8)

15. Kebutuhan semen minimum.

16. Penyesuaian kebutuhan semen. Apabila kebutuhan semen pada

langkah 13 lebih kecil dari kebutuhan semen minimum (langkah

14), maka kebutuhan semen harus dipakai yang minimum.

(22)

18.Penentuan daerah gradasi agregat halus. Gradasi agregat halus dibagi menjadi 4 daerah : daerah I, II, III dan IV.

19.Perbandingan agregat halus dan agregat kasar. Dicari berdasarkan

besar butir maksimum, nilai slump, faktor air semen dan daerah gradasi agregat halus, berdasarkan data tersebut dapat dicari perbandingan

agregat halus dan agregat kasar.

20.Berat jenis agregat campuran, dihitung dengan: Bj agr.ksrs 100 K x Bj agr.hls 100 = P Bj camp dimana:

Bj camp : Berat jenis agregat campuran Bj agr.hls : Berat jenis agregat halus

Bj agr.ksr : Berat jenis agregat kasar

P : Persentase agregat halus terhadap agregat campuran K : Persentase agregat kasar terhadap agregat campuran

(23)

21. Penentuan berat jenis beton. Dengam data berat jenis agregat

campuran (langkah 18) dan kebutuhan air tiap meter kubik

beton, maka dapat diperkirakan berat jenis betonnya.

22. Kebutuhan agregat campuran. Diperoleh dengan mengurangi

berat beton per meter kubikdengan kebutuhan air dan semen.

23. Hitung berat agregat halus, dengan cara mengalikan kebutuhan

agregat campuran (langkah 20)dengan prosentase berat agregat

halusnya (langkah 17)

24. Hitung berat agregat kasar, dengan cara mengurangi kebutuhan

agregat campuran (langkah 20) dengan kebutuhan agregat halus

(langkah 21).

(24)

Mix Design Metode ROAD NOTE

NO. 4

 _{Cara perancangan ini disimpulkan dari hasil penelitian Glanville.,et.al,} yang ditekankan pada pengaruh gradasi agregat terhadap kemudahan pengerjaan.

 _{Secara umum langkah perancangan dengan menggunakan metode ini} adalah sebagai berikut:

Hitung kuat tekan rata-rata rencana, berdasarkan kekuatan tekan rencana dan nilai margin.

1. Nilai margin (m)=1.64*Standar Deviasi

2. Nilai standar deviasi ditentukan dari data yang lalu atau diambil dari Tabel 8.10 berdasarkan tingkat pengendalian mutu pekerjaan.

Tingkat pengendalian mutu

pekerjaan S (Mpa) Memuaskan Sangat Baik Baik Cukup Jelek Tanpa Kendali 2.8 3.5 4.2 5.6 7.0 8.4

(25)

 _{Tentukan FAS dari Grafik dan berdasarkan keawetan Tabel 8.8.}

Pilih nilai yang terkecil

 _{Buat proporsi agregat dari masing-masing fraksi (perbandingan}

antara agregat halus dengan agregat kasar), sehingga masuk dalam salah satu kurfa dalan grafik 8.3.1 sampai 8.3.4 ASTM C-33.

Jenis Beton Kondisi Lingkungan FAS Maks Beton Bertulang Biasa RinganSedang

Berat

0.65 0.55 0.45

Pra-Tegang RinganSedang Berat

0.65 0.55 0.45

Beton Tak Bertulang RinganSedang Berat

0.70 0.60 0.50 Tabel 8.8 Persyaratan FAS

(26)

 _{Tetapkan proporsi antara agregat dengan semen berdasarkan tingkat} kemudahan pengerjaan, diameter maksimum agregat, bentuk dan FAS ( Tabel 8.9).

 _{Hitung proporsi antara semen, air, dan agregat dengan dasar FAS dan} proporsi antara agregat semen.

JenisAgregat

Kasar MaksimumUkuran FAS Agrefat/Cement (A/C)

Alami 40 mm 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 2.9 4.3 5.7 7.1 8.1 Di Pecah 40 mm 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 3.2 3.9 4.7 5.4 6.1 6.8 Alami 20 mm 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 2.8 3.9 5.0 5.9 7.4 8.0 Di Pecah 20 mm 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 2.3 2.9 3.4 3.9 4.5 4.9 5.4 5.8

(27)

 _{Kebutuhan dasar dari beton dihitung dari volume absolute, prinsip} hitungan ialah volume beton padat sama dengan jumlah absolute kbahan-bahan dasarnya. Proporsi campuran dapat dihitung jika diketahui:

s = Berat jenis semen

ag.h = Berat jenis agregat halus

ag.k = Berat jenis agregat kasar

air = Berat jenis air

v = Prosentase udara dalam beton

S = Berat semen yang diperlukan dalam I m3_.