Perbandingan Job Mix Design Beton Antara Metode DoE dan ACI
PERBANDINGAN JOB MIX DESIGN BETON
ANTARA METODE DoE DAN ACI Arifal Hidayat
ABSTRAK
Tujuan penelitian ini adalah membandingkan hasil rancangan (teoritis) campuran beton rencana fc’ 22,5 MPa untuk 1 m3 menggunakan metode Departement of Environment (DoE) dan
metode American Concrete Institute (ACI), dari kedua metode tersebut akan diketahui secara teoritis penggunaan bahan-bahan yang optimal (ekonomis).Tahapan dalam rancangan campuran beton fc' 22,5 MPa adalah : (1) analisa saringan agregat halus dan agregat kasar; (2) pemeriksaan berat jenis dan penyerapan agregat halus dan agregat kasar; (3) pemeriksaan berat isi agregat dan (4) pemeriksaan kadar lumpur dengan menggunakan material yang sama yaitu agregat yang berasal dari quary Tanjung Belit kabupaten Rokan Hulu.Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan disimpulkan bahwa rancangan campuran beton metode ACI menghasilkan proporsi campuran bahan yang relatif lebih sedikit jika dibandingkan dengan menggunakan metode DoE. Artinya bahwa secara praktek rancangan campuran beton metode ACI lebih ekonomis dari segi penggunaan bahan dari pada menggunakan metode DoE.
Kata kunci: metode DoE, ACI
ABSTRACT
The purpose of this study was to compare the results of the design (theoretical) mix concrete plan fc' of 22.5 MPa for 1 m3 using the Department of Environment (DoE) and the method of the American Concrete Institute (ACI), of both methods will be known theoretically - use of materials optimal material (economical). Stages in the concrete mix design fc ' of 22.5 MPa are : (1) sieve analysis of fine aggregate and coarse aggregate, (2) examination of specific gravity and absorption of fine aggregate and coarse aggregate, (3) a weight check aggregate content and (4) examination of sludge levels using the same material that is derived from the aggregate quary Tanjung district of Rokan Hulu. Berdasarkan complicated the analysis and discussion concluded that the concrete mix design method of ACI produces a mixture proportion of material that is relatively less when compared to using DoE methods. This means that in practice the design of concrete mix ACI method is more economical in terms of the use of materials on using DoE methods.
Keywords: DoE method, ACI
1. PENDAHULUAN
Campuran beton merupakan perpaduan dari komposit material penyusunnya. Karakteristik dan sifat bahan akan mempengaruhi hasil rancangan campuran beton tersebut. Rancangan campuran beton dilakukan untuk mengetahui komposisi bahan-bahan penyusun beton. Pada dasarnya rancangan campuran beton dimaksudkan untuk menghasilkan suatu komposisi penggunaan bahan yang minimum dengan kekuatan yang maksimal dengan tetap mempertimbangkan kriteria standar mutu
beton dan ekonomis jika ditinjau dari aspek biaya keseluruhannya (Mulyono, 2004).
Dalam menentukan rancangan campuran beton dapat digunakan beberapa metode, antara lain: (1). Metode British Standard atau
Departement of Environment (DoE); (2).
American Concrete Institute (ACI); (3). Road Note No. 4; (4). Portland Cement Association; (5). American Society for Testing Materials
(ASTM); (6) Japan Industrial Standard (JIS) dan lain-lain. Di Indonesia metode yang digunakan untuk rancangan campuran beton
merupakan adopsi dari British Standard atau
Departement of Environment (DoE) yang dimuat dalam buku standar No. SK. SNI. T-15-1990-03.
Kriteria dasar dalam perancangan beton adalah kekuatan tekan beton yang berhubungan dengan faktor air semen yang digunakan. Menurut Neville (1981), untuk menghasilkan kekuatan yang tinggi maka penggunaan air dalam campuran beton harus minimum. Tujuan dari penelitian ini adalah membandingkan hasil rancangan (teoritis)
campuran beton rencana fc’ 22,5 MPa untuk 1 m3 menggunakan metode British Standard atau
Departement of Environment (DoE) dengan metode American Concrete Institute (ACI) dengan menggunakan material yang sama yaitu agregat yang berasal dari quary Tanjung Belit kabupaten Rokan Hulu.
Klasifikasi dan Mutu Beton
Kelas dan mutu beton menurut SK. SNI. T-15-1990-03 adalah:
Tabel 1. Kelas dan mutu beton
Kelas Mutu (MPa) fb' (Kg/cm2) fcr' (Kg/cm2) Tujuan
I (Rendah) Bo BI fc' 12,5 fc' 17,5 - - 125 175 - - fcr' = fc' + 1,64.S Non Struktural Struktural Struktural II (Sedang) fc' 22,5 fc' 30 fc' 35 225 300 350 fcr' = fc' + 1,64.S Struktural Struktural Struktural III (Tinggi) fc' 40 fc' > 40 400 > 400 fcr' = fc' + 1,64.S Struktural Struktural
Keterangan: fc' = kuattekankarateristikbeton (MPa)
fb' = kuattekanbeton yang diperolehdaribendauji (Kg/cm2) fcr' = kekuatanbeton rata-rata (Kg/cm2)
S = deviasistandar
Metode Departement of Environment (DoE)
Perancangan cara Inggris atau dikenal dengan metode Departemen Pekerjaan Umum yang tertuang dalam SK. SNI. T-15-1990-03 yaitu “Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal” merupakan adopsi dari cara
Departement of Environment (DoE), Building Research Establishment, Britain.
Metode American Concrete Institute (ACI) American Concrete Institute (ACI) mensyaratkan suatu campuran perancangan beton dengan mempertimbangkan sisi
ketersediaan bahan-bahan di lapangan, kemudahan pekerjaan, serta keawetan dan kekuatan beton. 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).
2. METODE PENELITIAN Bahan Penelitian
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
Perbandingan Job Mix Design Beton Antara Metode DoE dan ACI 1. Semen, menggunakan semen tipe I
produksi PT. Semen Padang
2. Agregathalus, yang bersumber dari quary
Tanjung Belit kabupaten Rokan Hulu, berdiameter butiran maksimum 4,75 mm sesuai standar SK SNI M-08-1989-F. 3. Agregat kasar, yang bersumber dari quary
Tanjung Belit kabupaten Rokan Hulu, berdia meter minimum 40 mm sesuaistandar SK SNI M-08-1989-F. 4. Air, diambil dari air sumur bor di
Laboratorium Teknologi Bahan Konstruksi Universitas Pasir Pengaraian kabupatenRokanHulu.
Alat Penelitian
Peralatan yang digunakan pada penelitian ini antara lain : timbangan, cawan, oven, saringan (19,1 mm, 9,5 mm, no. 4, no. 8, no. 16, no. 30, no. 50, no. 100), Piknometer, kerucut terpancung (diameter bagian atas 40 + 3) mm, batang penumbuk, cetakan benda uji silinder diameter 150 mm, mesin pembebanan tekan dan lain sebagainya.
Prosedur Pemeriksaan Bahan
Tahapan-tahapan dalam pemeriksaan bahan adalah:
1. Pemeriksaan analisa saringan agregat halus dan agregat kasar
2. Pemeriksaan berat jenis dan penyerapan agregat halus dan agregat kasar
3. Pemeriksaan berat isi agregat 4. Pemeriksaan kadar lumpur 5. Pengujian beton segar 6. Pengujian kuat tekan beton
3. ANALISIS DAN PEMBAHASAN
A. Analisis Hasil Pemeriksaan Agregat Halus
1. Analisa saringan
Dari hasil analisa saringan agregat halus diperoleh persentase tertahan total 100% dari diameter lubang ayakan terhadap persentase berat butir agregat halus yang lolos diperoleh grafik gradasi nomor 2
(dua) dan termasuk agregat yang berbutir kasar.
Gambar 1. Batas gradasi pasir daerah gradasi no. 2
2. Passing 200 (0,075 mm) kadar lumpur Hasil pemeriksaan kadar lumpur agregat halus dari dua kali pengujian niali rata-ratanya 1,30 % dan nilai ini masih memenuhi standar spesifikasi kadar Lumpur yaitu < 5 %. Dengan demikian agregat ini dapat digunakan sebagai material pembentuk beton normal.
3. Berat isi
Hasil pemeriksaan didapat berat isi agregat halus yaitu 1,57 gram/cm3. Sedangakan standar spesifikasi berat isi yaitu 1,4 gram/cm3 s/d 1,9 gram/cm3 artinya agregat halus ini dapat digunakan pada perancangan campuran beton normal.
4. Berat jenis
Dari pemeriksaan didapat berat jenis kering permukaan (Ss) sebesar 2,65 gram/cm3, berat jenis semu (Sa) sebesar
2,695 gram/cm3 dan penyerapan air (Sw) sebesar 1,935 gram/cm3. Berat jenis yang sesuai standar spesifikasi yaitu 2,58 s/d 2,83 gram/cm3.
5. Kadar air dan penyerapan
Dari hasil pemeriksaan terhadap kadar air dan penyerapan didapat hasilnya sebesar 0,366 % untuk kadar air rata-rata dan 1,176 % untuk penyerapan rata-rata.
10 30 59 90 100 0.15 8 35 55 75 90 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.150 0.3 0.6 1.2 2.4 4.8 9.6 19 38 P e rs e n ta s e y a n g l e w a t a y a k a n
B. Analisis Hasil Pemeriksaan Agregat Kasar
1. Analisa saringan
Gambar 2. batas gradasi kerikil dengan ukuran maksimum 40 mm 2. Passing 200 (0,075 mm) kadar lumpur
Hasil pemeriksaan kadar lumpur agregat kasar dari dua kali pengujian didapatkan nilai rata-rata sebesar 0,35 % dimana standar spesifikasi kadar Lumpur yaitu < 5 %, artinya nilai kadar lumpur atau kotoran pada agregat sedikit.
3. Berat isi
Dari hasil pemeriksaan didapat berat isi agregat kasar yaitu 1,62 gram/cm3. Dimana standar spesifikasi berat isi antara 1,4 sampai 1,9 gram/cm3 artinya agregat kasar ini dapat digunakan pada perancangan campuran beton normal. 4. Berat jenis
Hasil pemeriksaan didapatkan nilai berat jenis kering permukaan (Ss) sebesar 2,57 gram/cm3, berat jenis semu (Sa) sebesar 2,65 gram/cm3 dan penyerapan air (Sw) sebesar 1,93 gram/cm3.. Berat jenis yang sesuai standar spesifikasi yaitu antara 2,58 sampai 2,83 gram/cm3.
5. Kadar air dan penyerapan
Hasil pemeriksaan terhadap kadar air dan penyerapan didapat hasilnya sebesar 0,406 % untuk kadar air rata-rata dan 0,709 % untuk penyerapan rata-rata.
C. Rancangan Campuran Beton
Hasil perhitungan rancangan campuran beton cara DoE dan ACI untuk 1m3
adalah:
Tabel 4. Rancangan campuran beton metode DoE
No Uraian Nilai
1 Kuat tekan yang disyaratkan fc' 22.5 MPa
2 Devisiasi standar 4.2 N/mm2
3 Nilai tambah (margin) 12 MPa
4 Kekuatan rata-rata yang di targetkan 34.5 MPa
5 Jenis semen Semen Padang type I
6 Jenis agregat kasar dan agregat halus Quary Tanjung Belit-Rokan Hulu
7 Faktor air semen bebas 0.4
8 Faktor air semen maksimum 0.6
9 Slump 60 – 100 mm
10 Ukuranagregatmaksimum 40 mm
11 Kadar air bebas 175
8 15 23 30 37 46 60 77 100 5 10 17 24 31 40 52 67 100 3 5 7 11 16 23 35 50 100 2 5 10 13 21 25 40 55 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.150 0.3 0.6 1.2 2.4 4.8 9.6 19 38 76 P e rs e n ta s e y a n g lew a t a y a k a n
Perbandingan Job Mix Design Beton Antara Metode DoE dan ACI
12 Kadar semen 437.5 kg/m3
13 Jumlah semen minimum 275 kg/m3
14 Susunanbesarbutiragregathalus Daerah gradasisusunanbutir 2
15 Persentaseagregathalus 30.00% 16 Beratjenisrelatifagregatkeringpermuka an 2.58 17 Beratjenisbeton 2350 18 Kadar agregatgabungan 1737.5 kg/m3 19 Kadar agregathalus 521.25 kg/m3 20 Kadar agregatkasar 1216.25 kg/m3 Banyaknyabahan (teoritis) Semen (kg) Agregathalus (kg) Agregatkasar (kg) Tiap m3campuran 437.5 521.25 1216.25
Tabel 5. Rancangan campuran beton metode ACI
No Uraian Nilai
1 Kuattekan yang disyaratkan fc' 22.5 MPa
2 Slump 80 – 100 mm
3 Ukuranagregatmaksimum 40 mm
4 Kadar air 215 kg/m3
5 Faktor air semen 0.51
6 Faktor air semen maksimum 0.6
7 Kebutuhan semen 425.74 kg/m3 8 Kebutuhanagregatkasar 1085.58 kg/m3 9 Kebutuhanagregathalus 539.42 kg/m3 Banyaknyabahan (teoritis) Semen (kg) Agregathalus (kg) Agregatkasar (kg) Tiap m3campuran 425.74 215 539.42
Tabel 6. Perbandingan rancangan campuran beton antara metode DoE dan ACI Metode fc' rencana (MPa) Proporsicampuran (kg/m3) Semen Agregathal us Agregatkas ar Air DoE 22.5 437.5 521.25 1216.25 175 ACI 22.5 425.74 539.42 1085.58 215
D. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton
Berikut ini merupakan hasil pengujian kuat tekan beton fc' 22,5 MPa untuk
masing-masing metode DoE dan ACI pada umur beton 7, 14 dan 28 hari yang dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 7. Hasil kuat tekan beton metode DoE dan ACI fc' 22,5 Mpa Benda uji Umur (hari) Kuattekan (MPa)
metode DoE Kuattekan (MPa) metode ACI 1 2 3 7 hari 17,14 18,27 16,58 19,60 20,13 19,23 Kuattekan rata-rata 17,33 19,65 1 2 3 14 hari 19,61 18,47 18,65 23,42 24,18 24,35 Kuattekan rata-rata 18,91 23,98 1 2 3 28 hari 24,13 22,44 23,47 27,02 26,13 27,46 Kuattekan rata-rata 23,35 26,87 4. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa rancangan campuran beton dari metode ACI menghasilkan nilai kuat tekan beton yang lebih besar dibandingkan metode DoE. Artinya bahwa rancangan campuran beton fc' 22,5 MPa metode ACI lebih ekonomis dan lebih kuat dari metode DoE.
5. DAFTAR PUSTAKA
Mulyono, ”Teknologi Beton”, Andi,
Yogyakarta, 2004.
Murdock & Brook., “Bahan dan Praktek Beton”, Erlangga, Jakarta, 1991.
SK SNI S-04-1989-F., ”Spesifikasi Bahan Bangunan Bagian A”, Dep. PU,
Bandung.
SK SNI T-15-1990-03., “Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal”, Dep. PU, Bandung.
Subakti. A, ”Teknologi Beton Dalam
Praktek”, FTSP-ITS, Surabaya, 1995.
Tjokodimulyo. K, ”Teknologi Beton”, Teknik Sipil UGM, Yogyakarta, 1996.
