MODUL PERTEMUAN KE - 13
MATA KULIAH :
TEKNOLOGI AHAN & KONSTRUKSI
MATERI KULIAH:
Kriteria Perencanaan, Metode American Concrete Institude (ACI), Metode Road Note No.4, Metode Standar Nasional Indonesia, Metode Portland Cement Association (PCA), Metode Campuran di Laboratorium, Contoh Hitungan Campuran Agregat.
POKOK BAHASAN:
PERANCANGAN CAMPURAN
1-1 KRITERIA PERENCANAAN
Perancanaan campuran beton merupakan suatu hal yang komplek jika dilihat dari perbedaan sifat dan karakteristik bahan penyusunannya. Karena bahan penyusun tersebut akan menyebabkan variasi dari produk beton yang dihasilkan.
Pada dsarnya perancanagan campuran dimaksudkan untuk menghasilkan suatu proporsi campuran bahan yang optimal dengan kekuatan yang maksimum. Pengertian optimal adalah penggunaan bahan yang minimum dengan tetap mempertimbangkan kriteria standar dan ekonomis dilihat dari biaya keseluruhan untuk membuat struktur beton tersebut.
Kriteria dasar perancangan beton adalah kekuatan takan dan hubungannya dengan faktor air semen yang digunakan. Kriteria ini sebenarnya kontradiktif dengan kemudahan pegerjaannya arena menurut Abram, 1920 (Neville, 1981) untuk menghasilkan kekuatan yang tinggi penggunaan air dalam campuran beton harus minimum.
Jika air yang digunakan sedikit, akan timbul kesulitan dalam pengerjaan sesuai dengan pendapat Feret (1986) yang mempertimabangkan pengaruh rongga (voids).
Kriteria lain yang harus dipertimbangakan adalah kemudahan pengerjaan. Seperti yang disebutkan diatas, faktor air-semen yang kecil akan menghasilkan kekuatan yang tinggi, tetapi kemudahan dalam pengerjaan tak akan tercapai. Perancangan beton tetap harus mempertimbangkan hal ini, salah satunya dengan menggunakan bahan tambah jenis plastisizer atau super-plastisizer. Jaki pengerjaan beton menggunakan pumping-concrete, mutlak dibutuhkan keenceran tertentu agar sifat pemompaan beton pada saat pengecoran dapat berjalan dengan baik.
Pemilihan agregat yang digunakan juga akan mempengaruhi sifat pengerjaan. Butiran yang besar akan menyebabkan kesulitan, terutama karena akan menimbulkan segregasi.
Jika ini terjadi, kemungkinan terbentuknya rongga-rongga pada saat beton mengeras akan semakin besar. Selain dua kriteria utama tersebut, hal lain yang patut dipertimbangkan adalah keawetan (durability) dan permeabilitas beton sendiri.
a) Variabilitas
Variabilita dalam beton akan mempengaruhi nilai kekuatan tekan dalam perancangan. Pengertian variabilitas dalam kekuatan beton pada dasarnya tercermin melalui nilai standar deviasi.
Asumsi yang digunakan dalam perencanaan bahwa kekuatan beton akan terdistribusi normal selama masa pelaksanaan yang diambil melalui hasil pengujian di laboratorium. Secara umum rumusan mengenai kekuatan tekan dengan mampertimbangkan variabilitas ditulis sebagai :
f’cr = fc + k.s
Dimana f’cr adalah kekuatan tekan rencana rata-rata, f’c adalah kekuatan tekan rencana, S nilai standar deviasi dan K adalah suatu konstanta yang diturunkan dari distribusi normal kekuatan tekan yang diijinkan biasanya diambil sebesar 1.64 Nilai K di USA adalah 1.645, di Inggris dibulatkan menjadi 1.64, sedangkan di Australia 1.65.
Gambar 8.1 Kurva Distribusi Normal
Beberapa peneliti di komite ACI memberikan nilai dasar k sebesar 1.64 atas variasi pengujian dari beton normal dengan kekuatan tekan 25 - 55 Mpa.
Untuk variasi kekuatan tekan beton dengan nilai lebih besar dari 55 Mpa nilai variasi yang digunakan merupakan nilai variasi sebenarnya dari hasil uji statistik.
b) Keamanan Dan Umur Rencana
Nilai keamanan dalam perancanagan beton dicerminkan dari batas yang diijinkan ditolak sebesar 5% yang merupakan suatu nilai variabilitas dikalikan dengan nilai standar penyimpangan yang diduga terjadi.
Nilai keamanan dalam perancangan beton dinamakan suatu nilai tambah (margin).
Kekuatan tekan rencana dalam perancang didasarkan atas kekuatan tekan maksimum yang terjadi selama masa pengerasan. Kekuatan tekan beton maksimum biasanya tercapai setelah umur 28 hari. Umur 28 hari ini dijadikan sebagai umur rencana.
1-2 METODE AMERICAN CONCRETE INSTITUE
Metode American Concrete Institute (ACI) mensyaratkan suatu campuran perancang beton dengan mempertimbangkan sisi ekonomisnya dengan memperhatikan ketersediaan bahan-bahan di lapangan, kemudahan pekerjaan, serta keawetan dan kekuatan perkerjaan beton.
Cara ACI melihat bahwa dengan ukuran agregat tertentu, jumlah air perkubik akan menentukan tingkat konsistensi dari campuran beton yang pada akhirnya akan mempengeruhi pelaksanan pekerjaan (workability).
a) Perancangan
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.
Bagan alir perancang dengan metode ACI dapat dilihat pada Gambar 8.2.
Pada metode ini, input data perancang meliputi data standar deviasi hasil pengujian yang berlaku untuk pekerjaan yang sejenis dengan karakteristik yang sama.
Selanjutnya data tentang kuat tekan rencana, data butir nominal agregat yang akan digunakan, data slump (jika diinginkan dengan nilai tertentu), berat jenis agregat, serta karakteristik lingkungan yang diinginka
Gambar 8.2 Diagram Alir Perancang Beton Menggunakan Metode ACI
b) Langkah Perancangan
Ø Hitunglah 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.
Tabel 8.1 Nilai Standar Deviasi
Mutu Pelaksanaan (Mpa) | |||
Volume Pekerjaan | BaikSekali | Baik | Cukup |
Kecil (< 1000m3) Sedang ( 1000.3000m3) 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 |
Ø Tetapkan nilai slump, dan butir maksimum agregat
1. Slump ditentukan jika tidak dapat, data diambil dari tabel 8.2
2. Ukuran maksimum agregat dihitung dari 1/3 tabel plate dan atau ¾ 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
Tabel 8.2 Slump yang di syaratkan untuk Berbagai Konstruksi Menurut ACI
Jenis Konstruksi | Slump (mm) | |
Maksimum* | Minimum | |
Dinding Penahan dan Pondasi Pondasi sederhana, sumuran, dan dinding sub struktur | 76.2 76.2 | 25.4 25.4 |
Balok dan dinding beton | 101.6 | 25.4 |
Kolom struktural | 101.6 | 25.4 |
Perkerasan dan slab | 76.2 | 25.4 |
Beton massal | 50.8 | 25.4 |
*) Dapat ditambahkan sebesar 25.4 mm untuk pekerjaan beton yang tidak menggunakan birator, tetapi menggunakan metode konsolidasi
Tabel 8.3 Ukuran Maksimum Agregat
Dimensi Minimum, mm | Balok/kolom | Plat |
62.5 | 12.5mm | 20mm |
150 | 40mm | 40mm |
300 | 40mm | 80mm |
750 | 80mm | 80mm |
Ø Tetapkan jumlah air yang dibutuhkan berdasarkan ukuran maksimum agregat dan nilai slump dari tabel 8.4
Tabel 8.4 Perkiraan air campuran dan persyaratan kendungan udara untuk berbagai slump dan ukuran nominal agregat Maksimum.
Keterangan:
a. Banyaknya air campuran di sini dipakai untuk menghitung faktor air semen unutk suatu campuran percobaan (trial batch). Harga-harga inil adalah maksimal butirnya 1.5 in (40 mm). Untuk suatu agregat kasar bentuk dan gradasinya cukup baik dan dalam batas yang diterima oleh spesifikasi.
b. Nilai slump untuk beton yang mengandung agregat dengan ukuran maksimum 1.5 inch (38.1 mm atau 40 m) ini adalah berdasarkan percobaan-percobaan yang dibuat setelah membung partikel agregat yang lebih besar dari 38 atau 40 mm.
c. Banyaknya air campuran disini dipakai untuk menghitung faktor air semen untuk suatu campuran percobaan (trial batch). Jika digunakan butiran maksimum agregat 3 inch (76.2 mm) atau 6 inch mm (152.4 mm). harga-harga ini adalah maksimum untuk suatu agregat kasar bentuk dan gradasinya cukup baik dari halus sampai kasar.
d. Rekomendasi lainnya tentang kandungan air dan toleransi yang diperlukan untuk control di lapangan tercantum dalam sejumlah dokumen ACI, seperti ACI 201, 345, 318, dan 302. batas-batas kandungan air dalam beton juga di berikan oleh ASTM C-94 untuk beton ready mix. Persyaratan-persyaratan ini bisa saja tidak sama untuk masing-masing peraturan, sehingga perancangan beton perlu ditinjau lebih lanjut dalam menentukan kandungan air yang memenuhi syarat untuk pekerjaan yang juga memenuhi syarat peraturan.
e. Untuk beton yang menggunakan agregat lebih besar dari 1,5 inch (40 mm) dan bertahan di atasnya, prosentase udara yang diharapkan pada 1,5 in, dikurangi material ditabelkan di kolom 38.1 akan tetapi, dalam perhitungan komposisi awal seharusnya kendungan udara juga ada sebagai suatu persen keseluruhan.
f. Jika menggunakan agregrat besar pada beron dengan FAS besar, gelembung udara ada bisa saja tidak mengurangi kekuatan. Dalam bayak hal, persyaratan air campuran akan berkurang jika FAS bertambah, artinya perngaruh reduksi kekuatan akibat air entrained akan berkurang.
g. Harga-harga ini berdasarkan kriteria 9% udara diperlukan pada fase mortar sesungguhnya.
Soal :
Rencanakan campuran beton K-300 untuk proyek gedung, penggunaan untuk pengecoran plat lantai. Slump 12 cm, ukuran gradasi maksimum 3.8 cm, Bj. Agregat kasar 2.68, Bj. agregat halus 2.45, berat volume agregat kasar 1.6, Bj. Semen 3.15 , fineness modulus pasir 2.7. Tentukan kebutuhan untuk benda uji kubus 6 buah.
Oleh : Alizar, M.T
