Laboratorium Eco Material 38
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 39 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.
Grafik 1. Hubungan kuat tekan karakteristik vs Standar Deviasi 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0 15 45 75 105 135 165 195 225 255 285 315
Kuat tekan karakteristik (kg/cm2)
D e vi a s i S ta nda rt
A Sr max untuk 20 atau lebih benda uji C Sr didapat dilapangan
Laboratorium Eco Material 40 Tabel 1. Daftar Deviasi Standard
Indonesia Inggris
Isi pekerjaan Deviasi Standard Sr ( kg /cm² ) Tingkat pekerjaan Sr (MPa) Satuan jumlah
beton ( m³ ) Baik sekali Baik
Dapat diterima Memuaskan Baik sekali Baik Cukup Jelek Tanpa kendali 2,80 3,50 4,20 5,60 7,00 8,40 Kecil < 1000 Sedang 1000- 3000 Besar > 3000 45 < Sr < 55 35 < Sr < 45 25 < Sr < 35 55 < Sr < 65 45 < Sr < 55 35 < Sr 45 65 < Sr < 85 65 < Sr < 75 45 < Sr < 65
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 Type Semen Jenis Agregat
Kasar
Kuat tekan pada umur (hari) kg/cm2
3 7 28 91 Semen Portland type I Alami Batu Pecah 200 230 280 320 400 450 480 540 Semen Portland type III Alami Batu Pecah 250 300 340 400 460 530 530 600
Laboratorium Eco Material 41 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 ( mm ) 0 - 10 10 - 30 30 - 60 60 - 180 V. B. ( det ) 12 6 - 12 3 - 6 0 - 3 Ukuran maks.
Agregat (mm)
Jenis
agregat Kadar Air Bebas Dalam kg/ m³
10 Alami Batu pecah 150 180 180 205 205 230 225 250 20 Alami Batu pecah 135 170 160 190 180 210 195 225 40 Alami Batu pecah 115 155 140 175 160 190 175 205
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
Laboratorium Eco Material 42 Grafik 2. Semen Tipe I, Agregat Batu Pecah / Split Pada Umur 28 Hari
Grafik 3. Semen Type I , Agregat Batu Alam, Umur 28 Hari Grafik Korekas i fas vs Fc, Semen Type I AGREGAT BATU PECAH/SPLIT, UMUR 28 hari
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Faktor air semen
K ua t T ek an ( kg /c m 2) F C
Grafik Korekasi fas vs Fc, S emen Type I AGREGAT BATU ALAM, UMUR 28 hari
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 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
K ua t T ek an ( kg /c m 2) F C
Laboratorium Eco Material 43 Grafik 4. Semen Type III, Agregat Batu Pecah, Umur 28 Hari
Grafik 5. Semen Type III, Agregat Batu Alam, Umur 28 Hari
Grafi k Kore k asi fas vs Fc, S e m e n Type III AGREGAT BATU PEC AH/S PLIT, UMUR 28 h ari
0 150 300 450 600 750 900 1050 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
K ua t T ek an ( kg /c m 2) F C
Grafi k Kore k asi fas vs Fc, S e m e n Type III AGREGAT BATU ALAM, UMUR 28 h ari
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 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
K ua t T ek an ( kg /c m 2) F C
Laboratorium Eco Material 44 Tabel 4. Faktor air semen maksimum untuk berbagai kondisi khusus.
Jenis beton
Kondisi
lingkungan f.a.s. maks
Kadar semen minimum ( kg/m³) beton Ø 40 mm Ø 20 mm Ø 14 mm Ø 10 mm
Bertulang Air tawar Air payau/laut 0,50 0,45 260 320 290 360 -- -- -- -- pratekan Air tawar
Air payau/laut 0,50 0,45 300 320 300 360 -- -- -- -- Bertulang Ringan Sedang Berat 0,65 0,55 0.45 220 260 320 250 290 360 270 320 390 290 340 410 Pratekan Ringan Sedang Berat 0,65 0,55 0,45 300 300 320 300 300 360 300 320 390 300 340 410 Tak bertulang Ringan Sedang Berat 0,70 0,60 0,50 200 220 270 220 250 310 250 280 330 270 300 360
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 45 Tabel 5. Faktor air semen maksimum pada pembetonan yang umum
Jenis Pembetonan Semen Minimum (kg/m³) beton Faktor air semen maksimum
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.
275 325 325 275 325 375 0,60 0,52 0,60 0,60 0,55 0,52 tabel 6. tabel 7.
Tabel 6. Ketentuan untuk beton yang berhubungan dengan air tanah yang mengandung sulfat.
Kadar Gangguan
Sulfat
Konsentrasi sulfat Dalam bentuk SO4
Type Semen Kandungan Semen Minimum kg/m³ Fas max DALAM TANAH SULFAT (SO
3) DALAM AIR TANAH (g/l) Ukuran Max. Agregat TOTAL SO3 ( % ) SO3 DALAM CAMPURAN AIR: TANAH = 2 : 1 ( g / l ) 40 mm mm 20 mm 10 1. Kurang
dari 0,2 dari 1,0 Kurang dari 0,3 Kurang
Type I dengan Atau tanpa
Pozoland (15 – 40 %)
280 300 350 0,50
2. 0,2 – 0 5 1,0 – 1,90 0,3 – 1,2 Type I dengan Atau tanpa
Laboratorium Eco Material 46 (15 – 40 %) Type I + Pozoland (15 - 40 %) atau semen Portland Pozoland 270 310 360 0,55 Type II atau Type V 250 290 340 0,55 3. 0,5 – 1,0 1,9 – 3,1 1,2 – 2,5 Type I + Pozoland (15 - 40 %) atau semen Portland Pozoland 340 380 430 0,45 Type II atau Type V 290 330 380 0,5 4. 1,2 – 2,0 3,1 – 5,6 2,5 – 5,0 Type II atau Type V 330 370 420 0,45
5. Lebih dari 2,0 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 Type Semen Kandungan Semen Minimum ( Kg / M³ ) Ukuran Nominal Maks
Agregat Fak. Air Semen Maks. 40 mm 20 mm Beton bertulang atau prategang
Air Tawar Type I - V 280 300 0,50
Air Payau Type I + pozolan ( 15 – 40 % ) atau semen Portland pozoland 340 380 0,45 Type II atau V 290 330 0,5 Air Laut Type II atau V 330 370 0,45
Laboratorium Eco Material 47 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.
Jenis Struktur Nilai Slump ( Cm )
MAKSIMUM MINIMUM
Dinding, plat pondasi Struktur dibawah tanah
Plat, balok, kolom dan dinding Pengerasan jalan Pembetonan massal 12,5 9,0 15,0 7,5 7,5 5,0 2,5 7,5 5,0 2,5
i. 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 ) 0– 10 10–30 30–60 60-180 Keterangan V. B ( det ) 12 6 - 12 3 - 6 0 - 3 Ukuran maks agregat (mm) Jenis
agregate Kadar air bebas dalam ( kg/m³) beton
10 Alami Batu pecah 150 180 180 205 205 230 225 250 Wf Wc 20 Alami Batu pecah 135 170 160 190 180 210 195 225 Wf Wc 40 Alami Batu pecah 115 155 140 175 160 190 175 205 Wf Wc
Laboratorium Eco Material 48 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 : emen FaktorAieS bas KadarAirBe KadarSemen 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 49 Grafik 6. Korelasi kadar air bebas, BJ. spesifik gabungan SSD dan berat volume beton.
2100 2120 2140 2160 2180 2200 2220 2240 2260 2280 2300 2320 2340 2360 2380 2400 2420 2440 2460 2480 2500 2520 2540 2560 2580 2600 2620 2640 2660 2680 2700 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100
Kadar air bebas (kg/m3) beton
B er at v o ;u m e b et o n ( k g /m 3 ) BJS. Gabungan = 2,90 BJS. Gabungan = 2,80 Komposis : BJ. Spesifik SSD relatif agregat BJS. Gabungan = 2,70 BJS. Gabungan = 2,60 BJS. Gabungan = 2,50 BJS. Gabungan = 2,40
Laboratorium Eco Material 50 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 ( kg/m³ ) beton Kerikil = B ( 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 51 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 = BK + W% x BL BL – (W% x BL) = BK ( 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
Laboratorium Eco Material 52 (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 :
S e m e n = Ws
P a s i r = BLp = A – (Rp % - Wp %) x A/100 K e r i k i l = 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 53 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 Slump (mm)
Maksimum Minimum Dinding pondasi, footing, sumuran, dinding basemen 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 54 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.
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 75-100 150-175 udara yg tersekap,% 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 Dengan penambahan udara 25-50 75-100 150-175 kandungan udara yg disarankan, % 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 55 Tabel 9. Hubungan ratio air-semen dan kuat tekan beton.
Kuat tekan beton umur 28 hari (Mpa)
Ratio air-semen (dalam perbandingan berat Tanpa penambahan udara Dengan penambahan udara 48 45 40 35 30 28 25 20 15 0.33 0.38 0.43 0.48 0.55 0.57 0.62 0.70 0.80 - - 0.32 0.40 0.46 0.48 0.53 0.61 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 56 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)
Volume agregat kasar per satuan volume beton untuk berbagai nilai modulus kehalusan pasir
2.40 2.60 2.80 3.00 10 12.5 20 25 40 50 75 100 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 11. Faktor koreksi Tabel 10. untuk nilai slump yang berbeda Slump
(mm)
Faktor koreksi untuk berbagai ukuran maksimum agregat
10 mm 12.5 mm 20 mm 25 mm 40 mm 25-50 75-100 150-175 1.08 1.00 0.97 1.06 1.00 0.98 1.04 1.00 1.00 1.06 1.00 1.00 1.09 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
Laboratorium Eco Material 57 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)
Estimasi awal berat jenis beton (kg/m3) Tanpa penambahan udara Dengan penambahan udara 10 12.5 20 25 40 50 75 150 2285 2315 2355 2375 2420 2445 2465 2505 2190 2235 2280 2315 2355 2375 2400 2435
Tabel 13. Klasifikasi standar deviasi untuk berbagai kondisi pengerjaan
Kondisi pengerjaan Standar deviasi (Mpa)
Lapangan Laboratorium Sempurna Sangat baik Baik Cukup Kurang baik < 3 3-3.5 3.5-4 4-5 > 5 < 1.5 1.5-1.75 1.75-2 2-2.5 > 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 58 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 -
Laboratorium Eco Material 59 Rancangan campuran beton normal fc’ = 350 kg/cm2
menurut ACI
No. Uraian Tabel/Grafik Nilai
1 Kuat tekan yang disyaratkan - 350 kg/cm2
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
