Modul Beton i Mix Design Beton Normal

MODUL BETON I

MIX DESIGN BETON NORMAL

A. Definisi Beton Normal

Beton normal adalah beton yang mempunyai berat isi 2200 – 2500 kg/m3 menggunakan agregat alam yang dipecah atau tanpa dipecah yang tidak menggunakan bahan tambahan.

B. Mix Design Beton Normal Berdasarkan SNI T-15-1990-03

Berdasarkan SK SNI T-15-1990-03 : Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal, mix design beton normal dapat diringkas dalam langkah-langkah seperti dibawah ini. (Langkah-langkah ini juga dapat ditemukan dalam Buku Pedoman Pekerjaan Beton PT Wijaya Karya).

1.

Menentukan kuat tekan beton karakteristik yang disyaratkan (fc’) pada umur tertentu.

Perlu dicatat bahwa nilai fc’ berarti kuat tekan beton dengan benda uji berbentuk silinder. Jika yang diketahui adalah nilai K, maka nilai kuat tekan beton perlu dikonversi. Lebih lanjut tentang konversi ini dapat dibaca di Buku Pedoman Pekerjaan Beton PT Wijaya Karya. Uraian singkat tentang konversi ini adalah sebagai berikut (Rumusan berdasarkan PBBI’71 juga dicantumkan sebagai bahan pertimbangan dan perbandingan):

Tabel 1. Notasi Kuat Tekan Beton

Notasi Bentuk Benda Uji Ukuran Umur yang Diperhitungkan

K kubus 15 x 15 x 15 cm 28 hari

f’c silinder Dia. 15 cm tinggi 30 cm 28 hari

Tabel 2. Rumus Konversi dari K (fck’ atauσbk) ke C (f’c) atau Konversi Kubus ke Silinder

Rumus Keterangan dan Satuan Referensi

f’c =

[

0.76+0.210_{⋅log(fck' /15)f'ck}

]

_{fck’ = kuat tekan karakteristik SNI T-15-1991-03}

beton Kubus (Mpa) C = 0.83 x K

K = kuat tekan karakteristik PBBI’71 beton Kubus (kg/cm2) SK SNI T-15-1991-03 Jika umur beton yang dikehendaki saat diuji belum mencapai 28 hari, maka harus dikonversi juga dengan konstanta sebagai berikut :

Tabel 3. Nilai Perbandingan Kuat Tekan Beton Normal pada Berbagai Umur untuk Benda Uji Silinder yang Dirawat di Laboratorium

Umur Beton (hari) 3 7 14 21 28 90 365 Referensi

Semen Portland Tipe I 0.46 0.70 0.88 0.96 1.00 - - SNI T-15-1990-03

Semen Portland Biasa 0.40 0.65 0.88 0.95 1.00 1.20 1.35

PBBI’71 Semen Portland dengan

0.55 0.75 0.90 0.95 1.00 1.15 1.20 Kuat Awal Tinggi

2.

Menetapkan deviasi standar (SD)

1.

Jika pelaksana mempunyai catatan data hasil pembuatan beton serupa pada masa yang lalu.

Deviasi standar yang didapat dari pengalaman lapangan selama produksi beton harus dihitung menurut rumus:

n _

∑

(

x

i

−

x

)

2 SD = i=1

n

−

1

Dimana : SD = deviasi standar

x

i = kuat tekan beton yang didapat dari masing-masing benda uji

_

x

i = kuat tekan beton rata-rata menurut rumus : n

_

∑

x

i

x

=

i=1

n

14

= jumlah nilai hasil uji, yang harus diambil minimum 30 buah (satu hasil uji adalah nilai uji rata-rata dari 2 buah benda uji)

Catatan : Contoh perhitungan dan detail tentang standar deviasi dapat dipelajari pada Bab IV. Pengujian dan Evaluasi Pekerjaan Beton

Data hasil uji yang akan digunakan untuk menghitung standar deviasi harus :

1

ƒ

Mewakili bahan-bahan, prosedur pengawasan mutu dan kondisi produksi yang serupa dengan pekerjaan yang diusulkan

2

ƒ

Mewakili kuat tekan beton yang disyaratkan, f’c, yang nilainya dalam batas ±7 MPa dari nilai f’c yang ditentukan

3

ƒ

Paling sedikit terdiri dari 30 hasil uji yang berurutan atau dua kelompok hasil uji berurutan yang jumlahnya minimum 30 hasil uji diambil dalam produksi selama jangka waktu tidak kurang dari 45 hari

4

ƒ

Bila suatu produksi beton hanya memiliki data hasil uji yang memenuhi syarat sebanyak 15-29 hasil uji yang berurutan, maka nilai deviasi standar adalah perkalian deviasi standar yang dihitung dari data hasil uji tersebut dengan faktor pengali dari tabel dibawah ini :

Tabel 4. Faktor Pengali Deviasi Standar

Jumlah Data 30 25 20 15 <15

Faktor Pengali 1.0 1.03 1.08 1.16 Tidak boleh

2.

Jika pelaksana tidak mempunyai catatan hasil pengujian beton serupa pada masa yang lalu / bila data hasil uji kurang dari 15 buah, maka nilai tambah (margin/M) langsung diambil sebesar 12 Mpa.

3.

Menghitung nilai tambah (M)

1.

Jika nilai tambah sudah ditetapkan sebesar 12 Mpa, maka langsung ke Langkah 4

2.

Jika nilai tambah dihitung berdasarkan deviasi standar SD, maka dilakukan dengan rumus berikut:

M = k * SD Dengan: M = nilai tambah, Mpa

SD = deviasi standar, MPa

11

= tetapan statistik yang nilainya tergantung pada presentase hasil uji yang lebih rendah dari f’c. Dalam hal ini diambil 5%, sehingga nilai k = 1.64. Lebih lengkap tentang k dapat dilihat pada Bab IV. Pengujian dan Evaluasi Pekerjaan Beton

4.

Menetapkan kuat tekan rata-rata yang direncanakan (f’cr) f’cr = f’c + M

Dengan: f’cr = Kuat tekan rata-rata, MPa

f'c = Kuat tekan yang disyaratkan, MPa

13

= Nilai tambah, Mpa

5.

Menetapkan jenis semen portland

Tabel 5. Jenis Semen Portland Menurut PUBI 1982

Tipe

Syarat Penggunaan Pemakaian

PC

I Kondisi biasa, tidak memerlukan persyaratan Perkerasan jalan, gedung, jembatan

khusus biasa dan konstruksi tanpa serangan

sulfat

II Serangan sulfat konsentrasi sedang Bangunan tepi laut, dam, bendungan, Catatan: semen jenis ini menghasilkan panas irigasi dan beton massa

hidrasi yang lebih rendah daripada tipe I

III Kekuatan awal tinggi Jembatan dan pondasi dengan beban

Catatan: semen tipe ini cepat mengeras dan berat menghasilkan kekuatan besar dalam waktu

singkat, kekuatan beton yang dihasilkan semen tipe ini dalam 24 jam, sama dengan kekuatan beton dengan semen biasa dalam 7 hari

IV Panas hidrasi rendah Pengecoran yang menuntut panas

hidrasi rendah dan diperlukan setting

time yang lama

V Ketahanan yang tinggi terhadap sulfat dalam air Bangunan dalam lingkungan asam, tanah, daya resistensinya lebih baik dari semen tangki bahan kimia dan pipa bawah

tipe II tanah

Catatan: penggunaan terutama ditujukan untuk memberikan perlindungan terhadap bahaya korosi akibat air laut, air danau dan air tambang

6.

Menetapkan jenis agregat

Jenis kerikil dan pasir ditetapkan, apakah berupa agregat alami (tak dipecahkan) atau agregat jenis batu pecah (crushed aggregate)

7.

Menentukan faktor air semen (FAS)

Faktor air semen yang diperlukan untuk mencapai kuat tekan rata-rata yang ditargetkan didasarkan pada hubungan kuat tekan dan FAS yang diperoleh dari penelitian lapangan sesuai dengan bahan dan kondisi pekerjaan yang diusulkan. Bila tidak tersedia data hasil penelitian sebagai pedoman, dapat dipergunakan Tabel dan Grafik-grafik dibawah ini : Tabel 6. Perkiraan Kekuatan Tekan(N/mm2) Beton dengan Faktor Air Semen 0.5 dan Jenis Semen dan Agregat Kasar yang Biasa Dipakai di Indonesia

Jenis Semen Jenis Agregat Kasar Kekuatan Tekan (N/mm

2_{) pada Umur (Hari)}

3 7 28 91 Benda Uji

Portland tipe I, dan Batu tak dipecahkan 17 23 33 40

Silinder

semen tahan sulfat Batu pecah 19 27 37 45

tipe II dan V Batu tak dipecahkan 20 28 40 48

Kubus

Batu pecah 23 32 45 54

Portland Tipe III Batu tak dipecahkan 21 28 38 44

Silinder

Batu pecah 25 33 44 48

Batu tak dipecahkan 25 31 46 53

Kubus

Batu pecah 30 40 53 60

Catatan :

1*

1 N/mm2 = 1 MN/m2 = 1 MPa

2*

Kuat tekan silinder (dia.150 mm, h=300 mm) = 0.83 kuat tekan kubus (150x150x150 mm3) Cara menggunakan grafik dan tabel tersebut adalah :

Lukislah titik A pada Gambar Hubungan Kuat Tekan dan Faktor Air Semen (Pilih Grafik 1 untuk Silinder atau Grafik 2 untuk Kubus) dengan FAS 0.5 sebagai absis dan kuat tekan beton yang diperoleh dari Tabel 6 diatas sebagai ordinat. Dari titik A dibuat grafik baru yang bentuknya sama dengan dua grafik yang sudah ada didekatnya. Selanjutnya tarik garis mendatar dari sumbu tegak di kiri pada kuat tekan rata-rata yang dikehendaki sampai memotong grafik baru tersebut, lalu ditarik kebawah untuk mendapatkan FAS yang dicari.

Grafik Hubungan Kuat Tekan vs FAS Benda Uji Berbentuk Silinder (diameter 150 mm, tinggi 300 mm)

Gambar 1. Grafik Hubungan Antara Kuat Tekan dan Faktor Air Semen (Benda Uji Berbentuk Silinder Dia. 150 mm Tinggi 300 mm)

Grafik Hubungan Kuat Tekan vs FAS Benda Uji Berbentuk Kubus (Ukuran 150 x 150 x 150 mm)

Gambar 2. Hubungan Antara Kuat Tekan dan Faktor Air Semen (Benda Uji Berbentuk Kubus 150 x 150 x 150 mm)

8.

Menetapkan Faktor Air Semen Maksimum

Lihat Tabel 7- 9 dibawah ini, jika FAS maksimum ini lebih rendah dari Langkah 7, maka FAS maksimum ini yang digunakan.

Tabel 7. FAS Maksimum untuk Berbagai Pembetonan dan Lingkungan Khusus

Jenis Pembetonan FAS Maksimum

Beton didalam ruang bangunan:

a. Keadaan keliling non-korosif 0.60

b. Keadaan keliling korosif, disebabkan oleh kondensasi atau uap korosi 0.52 Beton diluar ruang bangunan:

a. Tidak terlindung dari hujan dan terik matahari langsung 0.55

b. Terlindung dari hujan dan terik matahari langsung 0.60

Beton yang masuk kedalam tanah:

a. Mengalami keadaan basah dan kering berganti-ganti 0.55

b. Mendapat pengaruh sulfat dan alkali dari tanah Tabel 8

Beton yang selalu berhubungan dengan air tawar/payau/laut Tabel 9 Tabel 8. Kebutuhan Semen Minimum dan FAS Maksimum untuk Beton yang

Berhubungan dengan Air Tanah yang Mengandung Sulfat

Konsentrasi Sulfat (SO3) Kandungan

Faktor Dalam Tanah SO3 semen minimum (kg/m3) Air-SO3 dalam

Total _{campuran air} dalam_air Jenis Semen Semen

SO3 _{: tanah = 2:1 tanah} Ukuran Maks. (FAS)

(%) Agregat (mm) Maks.

(g/lt) (g/lt) _{40 20 10}

<0.2 <0.1 <0.3

Tipe I dengan atau tanpa

Pozzolan (15-40%) 280 300 350 0.5

Tipe I tanpa Pozzolan 290 330 380 0.5 Tipe I dengan Pozzolan

(15-40%)

0.2-0.5 1.0-1.9 0.3-1.2 Atau 270 310 360 0.55

Semen Portland Pozzolan

Tipe II atau V 250 290 430 0.55

Tipe I dengan Pozzolan 340 380 430 0.45 (15-40%) Atau 0.5-1.0 1.9-3.1 1.2-2.5 Semen Portland Pozzolan Tipe II atau V 290 330 380 0.5 1.0-2.0 3.1-5.6 2.5-5.0 Tipe II atau V 330 370 420 0.45

Tabel 9. Kebutuhan Semen Minimum dan FAS Maksimum untuk Beton Bertulang/Prategang Kedap Air

Kandungan semen

Berhubungan FAS minimum (kg/m

3₎

Tipe Semen _{Ukuran Maksimum}

dengan: Maksimum

Agregat (mm)

40 20

Air tawar 0.50 Semua tipe I-V 280 300

0.45

Tipe I + Pozzolan (15-40%) 340 380

Air payau Atau Semen Portland Pozzolan _{290 330}

Tipe II atau V 0.50

Air laut 0.45 Tipe II atau V 330 370

9.

Menetapkan nilai slump

Penetapan nilai slump harus memperhatikan metode pembuatan, pengangkutan, penuangan, pemadatan dan jenis strukturnya agar diperoleh beton yang mudah dituangkan, dipadatkan dan diratakan. Misal: pengecoran dengan concrete pump membutuhkan nilai slump besar, pemadatan dengan vibrator dapat dilakukan dengan nilai slump yang agak kecil. Lihat Tabel 10 sebagai pertimbangan jika tidak ada data.

Tabel 10. Penetapan Nilai Slump (PBI’71)

Pemakaian Beton Maks (cm) Min (cm)

Dinding, plat fondasi dan fondasi telapak bertulang 12.5 5.0

Fondasi telapak tidak bertulang, kaison dan struktur dibawah tanah 9.0 2.5

Pelat, balok, kolom dan dinding 15.0 7.5

Pengerasan jalan 7.5 5.0

Pembetonan masal 7.5 2.5

10.

Menetapkan besar butir agregat maksimum Besar butir agregat maksimum tidak boleh melebihi :

1

ƒ

Seperlima jarak terkecil antara bidang-bidang samping dari cetakan

2

ƒ

Sepertiga dari tebal pelat

3

ƒ

Tiga perempat dari jarak bersih minimum diantara batang atau berkas-berkas tulangan

11.

Menetapkan kadar air bebas

a. Untuk agregat tak dipecah dan agregat dipecah menggunakan tabel dibawah ini : Tabel 11. Perkiraan Kebutuhan Air (liter) Per Meter Kubik Beton

Besar Ukuran _Jenis Slump (mm)

Maksimum

Batuan 0-10 10-30 30-60 60-180

Agregat (mm)

10 Alami_{Batu pecah} 150₁₈₀ 180₂₀₅ 205₂₃₀ 225₂₅₀ 20 Alami_{Batu pecah} 135₁₇₀ 160₁₉₀ 180₂₁₀ 195₂₂₅ 40 Alami_{Batu pecah 155}115 140₁₇₅ 160₁₉₀ 175₂₀₅ Catatan:

1•

Koreksi suhu diatas 200C, setiap kenaikan 50C harus ditambah air 5 liter per m3 adukan beton

2.

Untuk agregat campuran (gabungan antara agregat tak dipecah dan agregat dipecah), dihitung menurut rumus berikut :

A = 0.67Ah + 0.33 Ak Dengan: A = Jumlah air yang dibutuhkan (lt/m3 beton)

Ah = Jumlah air yang dibutuhkan menurut jenis agregat halusnya Ak = Jumlah air yang dibutuhkan menurut jenis agregat kasarnya

12. Menghitung berat semen yang diperlukan

Dihitung dengan membagi jumlah air dari Langkah 11 dengan FAS yang diperoleh pada Langkah 7 dan 8

13.

Mempertimbangkan kadar semen maksimum Dapat diabaikan jika tidak ditetapkan

14.

Menghitung kebutuhan semen minimum

Ditetapkan dengan tabel-tabel dibawah ini. Kebutuhan semen minimum ini ditetapkan untuk menghindari beton dari kerusakan akibat lingkungan khusus, misalnya: lingkungan korosif, air payau dan air laut.

Tabel 12. Kebutuhan Semen Minimum untuk Berbagai Pembetonan dan Lingkungan Khusus

Jenis Pembetonan

Semen Minimum

(kg/m3 beton) Beton didalam ruang bangunan:

a. Keadaan keliling non-korosif 275

b. Keadaan keliling korosif, disebabkan oleh kondensasi atau uap

korosif 325

Beton diluar ruang bangunan:

a. Tidak terlindung dari hujan dan terik matahari langsung 325

b. Terlindung dari hujan dan terik matahari langsung 275

Beton yang masuk kedalam tanah:

a. Mengalami keadaan basah dan kering berganti-ganti 325

b. Mendapat pengaruh sulfat dan alkali dari tanah Tabel 8

Beton yang selalu berhubungan dengan air tawar/payau/laut Tabel 9

15.

Menghitung kebutuhan semen

Apabila kebutuhan semen yang diperoleh dari Langkah 12 ternyata lebih sedikit daripada Langkah 14, maka kebutuhan semen harus dipakai yang minimum (yang nilainya lebih besar)

16.

Menghitung penyesuaian jumlah air atau FAS

Jika jumlah semen tidak ada perubahan akibat Langkah 15, langkah ini dapat diabaikan, tetapi jika ada perubahan, maka nilai faktor air semen berubah. Dalam hal ini dilakukan dua cara berikut:

1•

Cara pertama, faktor air semen dihitung kembali dengan cara membagi jumlah air dengan jumlah semen minimum

2•

Cara kedua, jumlah air disesuaikan dengan mengalikan jumlah semen minimum dengan faktor air semen

Catatan: Cara pertama akan menurunkan faktor air semen, sedangkan cara kedua akan menaikkan jumlah air yang diperlukan

17.

Menentukan daerah gradasi agregat halus

Klasifikasikan daerah gradasi agregat dengan menggunakan Tabel 3.10. Tabel 13. Batas Gradasi Pasir

Lubang Ayakan Persen Berat Butir yang Lewat Ayakan

(mm) 1 2 3 4 10.00 100 100 100 100 4.80 90-100 90-100 90-100 95-100 2.40 60-95 75-100 85-100 95-100 1.20 30-70 55-90 75-100 90-100 0.60 15-34 35-59 60-79 80-100 0.30 5-20 8-30 12-40 15-50 0.15 0-10 0-10 0-10 0-15

18.

Menghitung perbandingan agregat halus dan agregat kasar

Diperlukan untuk memperoleh gradasi agregat campuran yang baik. Pada langkah ini dicari nilai banding antara berat agregat halus dan berat agregat campuran. Penetapan dilakukan dengan memperhatikan besar butir maksimum agregat kasar, nilai slump, FAS dan daerah gradasi agregat halus. Berdasarkan data tersebut dan Gambar 3-5 dapat diperoleh persentase berat agregat halus terhadap berat agregat campuran

Gambar 3. Grafik Persentase Agregat Halus terhadap Agregat Keseluruhan (Untuk Ukuran Butir Maksimum 10 mm)

Gambar 4. Grafik Persentase Agregat Halus terhadap Agregat Keseluruhan(Untuk Ukuran Butir Maksimum 20 mm)

Gambar 5. Grafik Persentase Agregat Halus terhadap Agregat Keseluruhan (Untuk Ukuran Butir Maksimum 40 mm)

19. Menghitung berat jenis agregat campuran

Bj camp = P/100*bj ag hls + K/100*bj ag ksr Dengan: Bj camp = Berat jenis agregat campuran

Bj ag hls = Berat jenis agregat halus Bj ag ksr = Berat jenis agregat kasar

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

Berat jenis agregat ditentukan berdasarkan dengan data hasil uji laboratorium, bila tidak tersedia dapat dipakai nilai dibawah ini :

ƒ Agregat tak dipecah / alami = 2.6 gr/cm3

ƒ Agregat dipecah = 2.7 gr/cm3

20.

Menentukan berat jenis beton Caranya adalah :

1

ƒ

Dari berat jenis agregat campuran pada Langkah 19 dibuat garis kurva berat jenis gabungan yang sesuai dengan garis kurva yang paling dekat dengan garis kurva pada Gambar 6

2

ƒ

Kebutuhan air yang diperoleh pada Langkah 11 dimasukkan dalam Gambar 6 dan dari nilai ini ditarik garis vertikal keatas sampai mencapai kurva yang dibuat pada langkah pertama

3

ƒ

Dari titik potong ini, tarik garis horisontal kekiri sehingga diperoleh nilai berat jenis beton

Kadar Air Bebas (ltr/m3)

Gambar 6. Perkiraan Berat Jenis Beton Basah yang Dimampatkan Secara Penuh

21.

Menghitung kebutuhan agregat campuran

Dihitung dengan cara mengurangi berat beton per meter kubik dikurangi kebutuhan air dan semen

22.

Menghitung berat agregat halus yang dibutuhkan

Kebutuhan agregat halus diperoleh dengan cara mengalikan kebutuhan agregat campuran (Langkah 21) dengan persentase berat agregat halusnya (Langkah 18)

23.

Menghitung berat agregat kasar yang diperlukan

Kebutuhan agregat kasar dihitung dengan cara mengurangi kebutuhan agregat campuran (Langkah 21) dengan kebutuhan agregat halus.(Langkah 22)

24.

Koreksi proporsi campuran

Dalam perhitungan diatas, agregat halus dan agregat kasar dianggap dalam keadaan jenuh kering muka (SSD), sehingga di lapangan yang pada umumnya keadaan agregatnya tidak jenuh kering muka, harus dilakukan koreksi terhadap kebutuhan bahannya. Koreksi harus dilakukan minimum satu kali per hari.

Jika kadar air agregat melebihi kemampuan penyerapan agregat, maka agregat sudah mengalami kejenuhan dan mengandung air berlebih, maka harus mengurangi kadar air bebas agar komposisi tetap seimbang, dan demikian pula sebaliknya.

Hitungan koreksi dilakukan dengan rumus berikut: Air = B - [(Ck-Ca)xC/100] - [(Dk-Da)xD/100] Agregat halus = C + [(Ck-Ca)xC/100]

Agregat kasar = D + [(Dk-Da)xD/100]

Dengan: B = Jumlah kebutuhan air (kg/m3 atau ltr/m3)

3

= Jumlah kebutuhan agregat halus (kg/m3)

4

= Jumlah kebutuhan agregat kasar (kg/m3) Ck = Kandungan air dalam agregat halus (%) Dk = Kandungan air dalam agregat kasar (%) Ca = Absorpsi air pada agregat halus (%) Da = Absorpsi air pada agregat kasar (%)

3.

Contoh Perencanaan Campuran Beton 1. Soal

Buatlah campuran beton dengan ketentuan sebagai berikut :

ƒ Kuat tekan yang disyaratkan = 22.5 N/mm2 (umur 28 hari)

ƒ Benda uji berbentuk = kubus

ƒ Jumlah yg mungkin tidak memenuhi syarat = 5 %

ƒ Semen yang dipakai = Portland Tipe I

ƒ Tinggi slump = 3-6 cm

ƒ Ukuran besar butir agregat maksimum = 40 mm

ƒ Nilai FAS maksimum = 0.60

ƒ Kadar semen minimum = 275 kg/m3

ƒ Susunan besar butir agregat halus = Susunan butir no. 2 (ditetapkan)

ƒ Perbandingan berat pasir IV : pasir V = 36% : 64%

1

ƒ

Berat Jenis, Penyerapan Air dan Kadar Air Bebas masing-masing agregat adalah : Tabel 14. Sigat-sifat Agregat untuk Contoh Mix Design

Agregat Pasir IV Pasir V Kerikil VII

Sifat (Halus tak Dipecah) (Kasar tak Dipecah) (Batu Pecah)

- Berat Jenis (Kering

2.50 2.44 2.66

permukaan/SSD)

- Penyerapan air (%) 3.10 4.20 1.63

- Kadar air (%) 6.50 8.80 1.06

2.

Jawaban dalam Bentuk Isian Formulir Tabel 15. Contoh Formulir Mix Design

No Uraian Tabel/Grafik/Perhitungan Nilai

1. Kuat tekan yang ditetapkan 22.5 N/mm2 pada 28 hari.

disyaratkan Bagian tak memenuhi syarat 5%

2. Deviasi standar tanpa data 7 N/mm2

3. Nilai tambah / margin Dihitung (5% Æ k = 1.64) 1.64 x 7 = 11.5 N/mm2 4. Kuat tekan rata-rata yang dihitung 22.5 + 11.5 = 34.0 N/mm2

direncanakan

5. Jenis semen ditetapkan Semen Potland Tipe I

6. Jenis agregat

- Agregat Halus ditetapkan Alami 7. Faktor air semen bebas Tabel 6 dan Gambar 2 0.6 8. Faktor air semen ditetapkan 0.6 maksimu m 9. Slump ditetapkan 30-60 mm

10. Ukuran agregat ditetapkan 40 mm

maksimu m

11. Kadar airbebas Tabel 11 dan Rumus (0.67 x 160) + (0.33 x 190) Agregat Gabungan (Pasir = 170 liter = 170 kg

alami dan kerikil batu

dipecah) 12. Berat semen 11 : 8 170 : 0.60 = 283 kg 13. Kadar semen maksimu m Tidak ditetapka n -14. Kebutuh an semen ditetapkan 275 kg minimum 15. Koreksi kadar

semen Pakai kadar semen

-Langkah 14, jika lebih

besar nilainya dari

Langkah 12. Lalu hitung

Langkah 15 16. Penyesu aian faktor air - -semen 17. Gradasi agregat

halus ditetapkan dari Tabel13. Gradasi daerah 2

Karena agregat halus BJ agregat halus campuran = merupak

an campuran, (0.36 x 2.50) + (0.64 x 2.44)

hitung berat jenis = 2.46

campura n terlebih dahulu sebelum Langkah 19. 18. Perbandi ngan agregat Gambar 3 – Gambar 5 dan 35 % halus dan

kasar ambil rata-rata dari

rentang nilai

19. Berat jenis agregat dihitung (0.35 x 2.46) + (0.65 x 2.66) campura n (SSD) = 2.59 20. Berat jenis beton Gambar 6 2380 kg 21. Kebutuh an

agregat Langkah 20 – (Langkah 2380 – (170 + 283) = 1927 kg Langkah 11 + Langkah 12) 22. Kebutuh an agregat halus Langkah 21 x Langkah 18 1927 x 0.35 = 674 kg 23. Kebutuh an agregat kasar Langkah 21 – Langkah 22 1927 – 674 = 1253 kg

Jadi perincian kebutuhan material untuk 1 m3 beton (kondisi SSD) adalah :

1. Semen = 283 kg

2. Air = 170 kg

3. Pasir IV = 0.36 x 674 = 242.6 kg 4. Pasir V = 0.64 x 674 = 431.4 kg

5. Agregat kasar = 1253 kg

Untuk pelaksanaan dilapangan, angka teoritis tersebut perlu dikoreksi dengan memperhitungkan jumlah air bebasyang terdapat dalam atau masih dibutuhkan oleh masing-masing agregat.

Jumlah air yang terdapat dalam :

- Pasir IV = (6.50-3.10)x242.6/100 = 8.25 kg - Pasir V = (8.80-4.20)x431.4/100 = 19.8 kg

Sedangkan kerikil masih membutuhkan sejumlah air untuk memenuhi kapasitas penyerapannya, yaitu :

Dengan mengurangkan dan menambahkan angka-angka tersebut, maka kita peroleh susunan campuran yang akan kita timbang untuk tiap m3 beton (ketelitian 5 kg) :

1. Semen = 283 kg

2. Pasir IV = 242.6 + 8.25 = 251 kg

3. Pasir V = 431.4 + 19.8 = 451.2 kg

4. Agregat Kasar = 1253 – 7.14 = 1245.86 kg

5. Air = 170 - 28.05 + 7.14 = 149.09 kg

D. Mix Design Praktis

Dibawah ini diberikan tabel mix design secara praktis yang dapat diikuti jika terdapat kendala dalam menentukan mix design secara analitis. Perlu dicatat bahwa nilai ini hanya pendekatan dan tetap disarankan agar proyek juga tetap melakukan trial mix.

Tabel 16. Mix Design Praktis*

Mutu Beton Bahan / m3 beton

K f'c Air (liter) PCI (Kg) Pasir (Kg) Kerikil (Kg)

175 145 190 274 784 1152 225 185 190 298 755 1157 300 250 190 336 721 1153 350 290 190 362 364 1164 450 375 190 415 637 1158 500 415 190 434 622 1154

1*

Diambil dari www.semengresik.com

2*

Semen Gresik OPC

3*

Agregat dalam kondisi SSD dengan ukuran maks. 40 mm

4*

Proporsi tersebut mempunyai toleransi + 5 %

E. Trial Mix & Penyesuaian Proporsi Campuran

Setelah membuat mix design, trial mix dalam volume yang kecil (misalnya 0.1 atau 0.05 m3) akan dibuat untuk memastikan mix design tersebut telah sesuai. Trial mix ini harus diuji dari segi:

1

ƒ

Kuat Tekan

2

ƒ

Slump

3

ƒ

Sifat-sifat lain yang sesuai spesifikasi

Sebelum membuat penyesuaian, sebaiknya diperiksa kembali untuk memastikan bahwa ketidaktepatan hasil tidak terjadi akibat:

1

ƒ

Kesalahan perhitungan matematis sedehana atau salah baca angka

2

ƒ

Sarana batching berbeda dari rencana semula

3

ƒ

Timbangan tidak bekerja secara memuaskan

Biasanya sedikit penyesuaian akan diperlukan dan sebaiknya mengacu pada cara-cara penyesuaian dibawah ini:

1

ƒ

Penyesuaian Kuat Tekan atau Durabilitas:

Menyesuaikan Faktor Air-Semen / FAS sesuai dengan grafik hubungan Kuat Tekan-FAS. Misal: untuk meningkatkan kekuatan dan durabilitas, maka FAS harus dikurangi.

80 (M P a) 70 60 28 H ar i 50 40 Te ka n 30 20 K u at 10 0 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

Faktor Air-Semen / FAS (by weight) GRAFIK PENGARUH FAS PADA KUAT TEKAN

Gambar 7. Pengaruh FAS pada Kuat tekan

1

ƒ

Penyesuaian Slump, Workability atau Sifat Kohesif:

1-

Penyesuaian tipe ini tidak mengubah FAS, juga tidak akan merubah kuat tekan maupun durabilitas.

2-

Penyesuaian dilakukan dengan merubah rasio agregat-semen atau gradasi agregat.

3-

Sebagai acuan, kombinasi gradasi agregat yang memuaskan adalah bila agregat halus

memiliki porsi 35-40 % berat total agregat.

4-

Misal: pengurangan rasio agregat-semen (berarti campuran kaya semen) berarti peningkatan slump dan workability beton meskipun FAS tidak berubah

F. Prinsip Penyesuaian Proporsi Campuran Secara Praktis (Terhadap Berat)

Dibawah ini adalah panduan praktis untuk penyesuaian proporsi campuran berdasarkan output trial mix yang ingin diperbaiki.

Tabel 17. Panduan Praktis Penyesuaian Trial Mix (per 1 m3Beton)

Hasil Sebab yang Mungkin

Penyesuaian Korektif

Air Semen Pasir Agregat

Kasar

Slump 1. Perkiraan kadar air Kurangi Tetap Naikkan Tetap

terlalu pasir yang terlalu penambahan sebesar 5 kg

tinggi rendah atau perkiraan air sebesar 5 untuk setiap

daya serap agregat kg untuk tiap perubahan

yang terlalu tinggi 20 mm slump slump sebesar

20 mm

2. Perkiraan kebutuhan Air dan semen dikurangi Pasir dan agregat kasar air yang terlalu besar, sebagaimana ditunjukkan ditambahkan sebagaimana sebagai contoh: kerikil Tabel Koreksi Air, Semen ditunjukkan Tabel Koreksi Air, yang permukaannya dan Agregat untuk Slump Semen dan Agregat untuk halus memerlukan air Selain 80 mm Slump Selain 80 mm

yang lebih sedikit ketimbang batu pecah

yang kasar.

Slump 1. Perkiraan kadar air Naikkan Tetap Turunkan Tetap

terlalu pasir yang terlalu tinggi penambahan sebesar 5 kg

rendah atau perkiraan daya air sebesar 5 untuk setiap

serap agregat yang kg untuk tiap perubahan

terlalu rendah 20 mm slump slump sebesar

20 mm

2. Perkiraan kebutuhan Air dan semen ditambahkan Pasir dan agregat kasar air yang terlalu kecil sebagaimana ditunjukkan dikurangi sebagaimana Tabel Koreksi Air, Semen ditunjukkan Tabel Koreksi Air, dan Agregat untuk Slump Semen dan Agregat untuk

Selain 80 mm Slump Selain 80 mm

Terlalu 1. Kesalahan asumsi Tetap Tetap - 50 kg + 50 kg

banyak yang menganggap pasir pasir lebih kasar dari yang

seharusnya

2. Specific gravity Tetap Tetap Tetap

x

SG

(

agr

)

agregat kasar lebih

besar dari 2.65

2.65

3. Specific gravity dari Tetap Tatap

x

SG

(

pasir

)

Tetap pasir lebih kecil dari

2.60

2.60

Kekurang 1. Kesalahan asumsi Tetap Tetap + 50 kg - 50 kg

an pasir yang menganggap pasir lebih halus dari yang seharusnya

2. Specific gravity Tetap Tetap Tetap

x

SG

(

agr

)

agregat kasar lebih kecil

dari 2.65

2.65

3. Specific gravity dari Tetap Tetap

x

SG

(

pasir

)

Tetap pasir lebih besar dari

2.60

2.60

Keras 1. Pengaruh ukuran Tetap Tetap Tetap a).

material 20mm–50kg

a). Ukuran maksimum 40mm+50kg

agregat 40 mm

b). Ukuran maksimum b).

agregat 20 mm 10mm-50kg

20mm+50kg 2. Kekurangan pasir Lihat bagian Kekurangan Pasir diatas

Lengket 1. Pasir terlalu halus Tetap Tetap Ganti + 50 kg

sebagian (atau keseluruhan) dengan pasir yang lebih kasar -50 kg 2. Terlalu banyak pasir Lihat bagian Terlalu Banyak Pasir diatas

F’c terlalu 1. FAS terlalu tinggi Tetap Naikkan 10 Tetap Tetap

rendah kg untuk tiap

kenaikan 1 MPa

2. Pelapisan Cek kandungan material merugikan pada bahan pembuat

permukaan, agregat beton

lemah, masalah organik, rongga, lempung pada agregat, semen kadaluarsa dan air tercemar

tinggi kg setiap turun 1 MPa

Tabel 18. Koreksi Air, Semen dan Agregat untuk Slump Selain 80 mm (untuk Agregat max. 20 mm dan 40 mm *)

Water

Perubahan Semen (kg) untuk nilai FAS dibawah Perubahan

Slump Change Agregat (kg)

(kg or lt.) 0.35 0.4 0.5 0.55 0.6 0.7 Sand Coarse 20 -20 -57 -50 -40 -36 -33 -29 +40 +40 40 -12 -34 -30 -24 -22 -20 -17 +20 +20 60 -6 -17 -15 -12 -11 -10 -9 +10 +10 80 0 0 0 0 0 0 0 0 0 100 +5 +14 +12 +10 +9 +8 +7 -10 -10 120 +8 +23 +20 +16 +15 +13 +11 -15 -15 140 +10 +29 +25 +20 +18 +17 +14 -20 -20

* untuk beton dengan agregat 10 mm atau beton pasir, naikkan nilai numerik perubahan semen diatas dengan 25%. Untuk mortar, gandakan angka perubahan pasirnya.

Note : Kesalahan perhitungan sebesar 1% dalm perkiraan kadar air, baik pasir maupun agregat kasar, akan menyebabkan 10 kg kesalahan (kira-kira) dalam penambahan air dan berat agregat.

Beberapa tampilan beton yang mungkin didapat saat trial mix adalah :

Adukan yang Baik. Proporsi yang benar dari pasta semen, pasir, dan agregat kasar memberikan adukan beton yang secara komparatif mudah untuk dikerjakan dan dipadatkan. Pemadatan yang benar akan menghasilkan permukaan tanpa cacat. Sedikit trowelling (manual dan mekanis) akan mampu menghasilkan permukaan beton yang padat dan halus.

Gambar 8. Adukan yang Baik

Pasir terlalu banyak. Jika adukan nampak seperti gambar disamping maka adukan tersebut mengandung terlalu banyak pasir dan kekurangan agregat kasar. Meskipun relatif lebih mudah dicor dan di-finishing, tetapi adukan ini bukanlah adukan yang ekonomis. Adukan seperti ini akan mudah mengalami retak.

Agregat kasar terlalu banyak. Adukan ini memiliki agregat kasar terlalu banyak dan pasir yang tidak cukup. Adukan seperti ini akan sulit untuk dikerjakan tanpa harus mengalami segregasi. Adukan seperti ini juga akan susah untuk dipadatkan dan di-finishing, serta kemungkinan akan menghasilkan cacat ‘sarang lebah’ / honeycomb dan beton yang porous.

Gambar 10. Adukan Kelebihan Agregat

Air terlalu banyak. Adukan jenis ini dapat tejadi saat ada penambahan air kedalam adukan beton yang sudah bagus. Hasilnya adalah pengurangan kekuatan dan keawetan secara drastis, serta kemungkinan besar untuk mengalami retak.

Ada kemungkinan lain yang dapat menghasilkan adukan seperti ini, yaitu adukan yang memiliki kandungan pasir dan agregat kasar yang terlalu sedikit dibandingkan kandungan pasta semennya. Adukan jenis ini sangat tidak ekonomis dan cenderung mengalami retak.

Gambar 11. Adukan Kelebihan Air

Adukan terlalu kaku . Adukan seperti ini mempunya slump rendah (± 20 mm) dan terlalu keras untuk dikerjakan pada berbagai jenis pekerjaan pembetonan. Adukan jenis ini memiliki kandungan pasir dan agregat kasar yang terlalu banyak jika dibandingkan kandungan pasta semen. Adukan jenis ini akan sulit untuk dikerjakan, dipadatkan dan di -finishing. Penambahan sedikit air dan semen (dengan rasio yang benar) akan menghasilkan adukan yang benar seperti yang diperlihatkan gambar pertama bagian ini : Adukan yang Baik.