[Praktikum IV-Lanjutan Rancangan Beton] Kelompok 2-David Avila

Hari, Tanggal Praktikum : Jumat, 19 Oktober 2018

Waktu Praktikum             : Pukul 07.00 – 09.00 WIB

Tempat Praktikum           : Laboratorium Rekayasa Struktur, Gedung CIBE Lantai BS 2 – Lantai 1,

                                           Institut Teknologi Bandung, Jalan Ganesha 10 Bandung 40132, Indonesia

 Gambar 1. David Avila

Gambar 2. Kelompok 2 dan Kondisi Lab

4.1 Prosedur Perencanaan Campuran Beton

Rancangan campuran beton adalah proses pembuatan rancangan komposisi pada campuran
beton yang akan dibuat. Rancangan komposisi pada campuran beton ini harus
memperhatikan nilai ekonomis dalam penggunaan barang dan harus memenuhi persyaratan
yang telah ditentukan, seperti kuat tekan, durabilitas, dan kelecakan.

Komposisi campuran beton yang akan diproduksi bergantung pada beberapa hal, yaitu:

1.   Sifat-sifat mekanis beton keras yang diinginkan, yang biasanya ditentukan oleh
perencana struktur missal kuat tekan rencana

2.   Sifat-sifat beton segar yang diinginkan, yang biasanya ditentukan oleh jenis konstruksi,
teknik penempatan atau pengecoran dan pemindahan seperti slump

3.   Tingkat pengendalian (control) di lapangan,misalnya curing

Pada umumnya, perancangan campuran beton yang diinginkan ini memakai metode trial
and error. Setelah dibuat perancangan campuran awal, dilakukan suatu proses pembuatan
campuran awal (trial and mix). Hal ini bertujuan untuk melihat apakah sifat beton yang
didapat dari campuran awal telah memenuhi ketentuan yang diinginkan.

Jika belum memenuhi ketentuan tersebut, dilakukan penyesuaian atau perubahan komposisi
campuran beton hingga didapat hasil yang diinginkan.

4.1.1 Faktor yang Harus Diperhatikan

Faktor pertama yang harus diperhatikan dalam perancangan campuran beton adalah
kekuatan beton yang disyaratkan, yaitu kekuatan beton umur 28 hari.Selain kekuatan beton
umur 28 hari. Faktor-faktor lain yang juga harus diperhatikan adalah rasio air semen
(w/c ratio), tipe kandungan semen, durabilitas, kelecakan (nilai slump), kandungan air,
pemilihan agregat, dan trial mix.

4.1.2 Tahap-tahap Perancangan Proporsi Campuran Beton (berdasarkan ACI Committee 211)

Step 1: Pemilihan Nilai Slump

Jika nilai slump tidak ditentukan dalam spesifikasi, maka nilai slump dapat dipilih dari
Tabel 4.1 untuk berbagai jenis pengerjaan konstruksi.

Step 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 menyebabkan penurunan kebutuhan mortar dalam setiap volume satuan beton.

Dasar pemilihan ukuran maksimum agregat biasanya dikaitkan dengan dimensi struktur.
Sebagai contoh, ukuran maksimum agregat harus memenuhi persyaratan berikut ini:

dimana,        D = ukuran maksimum agregat

                    d = lebar terkecil di antara 2 tepi bekisting

                    h = tebal pelat lantai

                    s = jarak bersih antar tulangan

                    c = tebal bersih selimut beton

Step3: Estimasi Kebutuhan Air Pencampur dan Kandungan Udara

Jumlah air pencampur persatuan volume beton yang dibutuhkan untuk menghasilkan nilai
slump tertentu sangat bergantung 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 4.2 memperlihatkan informasi mengenai kebutuhan air
pencampur untuk berbagai nilai slump dan ukuran maksimum agregat.

Step 4: Pemilihan Nilai Perbandingan Air Semen

Untuk rasio air semen yang sama, kuat tekan beton dipengaruhi oleh jenis agregat dan
semen yang digunakan. Oleh karena itu hubungan rasio air semen dan kekuatan beton
yang dihasilkan seharusnya dikembangkan berdasarkan material yang sebenarnya yang
digunakan dalam pencampuran. Terlepas dari hal diatas, Tabel 4.3 bisa dijadikan pegangan
dalam pemilihan nilai perbandingan air semen.

Nilai kuat beton yang digunakan pada Tabel 4.3 adalah nilai kuat tekan beton rata-rata yang
dibutuhkan, yaitu:

dimana,

Harga rasio air semen tersebut biasanya dibatasi oleh harga maksimum yang diperbolehkan
untuk kondisi exposure (lingkungan) tertentu. Sebagai contoh, untuk struktur yang berada
di lingkungan laut harga rasio air  semen biasanya dibatasi maksimum 0,40 – 0,45.

Step 5: Perhitungan Kandungan Semen

Berat semen yang dibutuhkan adalah sama dengan jumlah berat air pencampur (step 3)
dibagi dengan nilai rasio air semen (step 4).

Step 6: Estimasi Kandungan Agregat Kasar

Rancangan campuran beton yang ekonomis bisa didapat dengan menggunakan semaksimal
mungkin volume agregat kasar (atas dasar berat isi kering (dry rodded unit weight)
persatuan volume beton. Data eksperimen menunjukkan bahwa semakin halus pasir dan
semakin besar ukuran maksimum partikal agregat kasar, semakin banyak volume agregat
kasar yang dapat dicampurkan untuk menghasilkan campuran beton dengan kelacakan
yang baik.

Tabel 4.5 memperlihatkan bahwa pada derajat kelacakan tertentu (slump = 75 – 100 mm),
volume agregat kasar yang dibutuhkan per satuan volume beton adalah fungsi daripada
ukuran maksimum agregat kasar dan modulus kehalusan agregat halus.

Berdasarkan Tabel 4.5, volume agregat kasar (dalam satuan m3) per 1 m3 beton adalah sama
dengan fraksi volume yang didapat dari Tabel 4.5. Volume ini kemudian dikonversikan
menjadi berat kering agregat kasar dengan mengalikannya dengan berat isi kering dari
agregat yang dimaksud (dry rodded unit weight).

Untuk campuran dengan nilai slump selain 75 – 100 mm, volume agregat kasar dapat
diperoleh dengan mengoreksi nilai yang ada pada Tabel 4.5 dengan angka koreksi yang
ada pada Tabel 4.6.

Step 7: Estimasi Kandungan Agregat Halus

Setelah menyelesaikan Step 6, semua ingredien beton yang dibutuhkan telah diestimasi
kecuali agregat halus. Jumlah pasir yang dibutuhkan dapat dihitung dengan 2 cara, yaitu:

a.                Cara perhitungan berat (weight method)

b.               Cara perhitungan volume absolut (absolut volume method)

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 beton dengan berat total air, semen dan agregat kasar persatuan volume
beton yang telah diestimasi dari perhitungan pada step-step sebelumnya.

Jika berat semen yang ada (Ws) adalah lebih besar atau lebih kecil dari 325 kg/m3, maka
harga berat jenis beton  =(X) dikoreksi sebagai berikut:

   (4-2)

Jika berat air yang ada (=Wa’) lebih besar/lebih kecil dari berat air yang dibutuhkan untuk
menghasilkan slump 75-100 mm berdasarkan Tabel 5.2 (yaitu Wa), maka harga berat jenis
beton (=X) dikoreksi sebagai berikut:

   (4-3)

Jika berat jenis agregat (=γag) lebih besar/lebih kecil dari 2.7, maka berat jenis beton (=X)
dikoreksi sebagai berikut:

   (4-4)

Estimasi awal berat jenis beton juga dapat diperoleh melalui persamaan berikut:

   (4-5)

dimana:

γa = bulk specific gravity (SSD) rata-rata dari kombinasi agregat halus dan kasar

A = kandungan udara (%)

C = kandungan semen (kg/m3)

γ = berat jenis semen

W = kandungan air (kg/m3)

Untuk perhitungan dengan menggunakan metoda volume absolut, volume pasir didapat
dengan mengurangi volume satuan beton dengan volume total dari material-material beton
yang sudah diketahui (yaitu air, udara, semen dari agregat kasar).

Harga volume pasir ini kemudian dikonversi menjadi berat dengan mangalikan dengan γ
pasir. Perumusannya adalah:

   (4-6)

dimana,        Ac = kandungan agregat kasar (kg/m3)

                    γf  = bulk spesific gravity (SSD) agregat halus

                    γc = bulk spesific gravity (SSD) agregat kasar

                    γ = berat jenis semen

Step 8: Koreksi Kandungan Air pada Agregat

Pada umumnya, stok agregat dilapangan berada dalam kondisi basah atau tidak dalam
kondisi jenuh dan kering permukaan (SSD).

Tanpa adanya koreksi kadar air, harga rasio air semen yang diperoleh bisa lebih besar atau
bahkan lebih kecil dari harga yang telah ditentukan berdasarkan Step 4 dan berat SSD
agregat (kondisi jenuh dan kering permukaan) menjadi lebih kecil atau lebih besar dari
harga estimasi pada Step 6 dan 7.

Urutan rancangan beton dari 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,
unutk mengimbangi perubahan air tersebut, jumlah agregat harus diperkecil atau diperbesar.

Step 9: Trial Mix

Karena banyaknya asumsi yang digunakan dalam mendapatkan proporsi campuran beton
diatas, maka perlu dilakukan trial mix sekala kecil di Laboratorium. Hal-hal yang perlu
diuji di dalam trial mix ini:

-          Nilai slump

-          Kelecakan udara

-          Kandungan udara

-          Kekuatan pada umur-umur tertentu

4.2 Perhitungan Perancangan Campuran Beton

Ditetapkan kekuatan beton umur 28 hari untuk struktur fondasi adalah K-175. Maka
perencanaanya adalah sebagai berikut:

·     Pemilihan nilai slump

Besaran tipe konstruksi yang kami pilih untuk percobaan pencampuran beton ini adalah
kolom dengan pilihan nilai slump sebesar 75 – 100 mm, sesuai dengan Tabel 4.1.

·     Pemilihan ukuran maksimum agregat kasar

Ukuran maksimum agregat kasar yang kami pilih adalah 20 mm.

·     Estimasi kebutuhan air pencampur

Berdasarkan Tabel 4.2, dengan proses pembuatan tanpa penambahan udara, nilai slump
sebesar 75-100 mm, dan ukuran maksimum agregat kasar 20 mm, besarnya kebutuhan
air pencampuran ialah 200 kg/m3

·     Menentukan nilai kuat tekan beton rata-rata (fm)

Berdasarkan Tabel 4.4, untuk pengerjaan di lapangan dan kondisi pengerjaan yang baik,
standar deviasinya adalah antara 3,5-4 MPa. Standar deviasi yang dipilih adalah sebesar
4 MPa sehingga perhitungan nilai kuat tekan beton rata-ratanya adalah sebagai berikut:

·     Menentukan rasio air dan semen (FAS)

Rasio air dan semen dapat didapatkan di Tabel 4.3 dengan kondisi pengerjaan tanpa
penambahan udara dan nilai kuat tekan beton yang digunakan adalah 21,085 MPa. Dari
interpolasi data, maka didapatkan FAS sebesar:

·     Menghitung kandungan semen

Berat semen yang dibutuhkan dapat didapat dengan membagi jumlah berat air
pencampur dibagi dengan nilai rasio air semen (FAS). Maka berat semen yang
dibutuhkan adalah

·     Estimasi volume agregat kasar

Ukuran maksimum agregat kasar adalah 20 mm dan modulus kehalusan pasir adalah
3,92. Dengan cara interpolasi berdasarkan Tabel 4.5, volume agregat kasar sebesar:

Maka volume agregat kasar nya sebesar 0,508 m3

·     Estimasi berat agregat kasar

Untuk mendapatkan berat agregat kasar yang diperlukan, volume agregat kasar harus
dikalikan dengan berat volume agregat kasar kondisi padat yaitu sebesar 1,451 kg/dm3.

·     Estimasi kandungan agregat halus

Persentase udara yang terperangkap adalah 2%. Volume beton yang akan dibuat adalah
1 m3, sehingga

Dengan data pada Tabel 4.7

·     Koreksi kandungan air pada agregat

o    Tambahan air adukan dari kondisi agregat kasar

Maka tambahan air adukan dari kondisi agregat kasar adalah sebesar 0,9843 kg.

o    Tambahan agregat kasar untuk kondisi lapangan

Maka tambahan agregat kasar untuk kondisi lapangan adalah sebesar -1,06925 kg.

o  Tambahan air adukan dari kondisi agregat halus

Maka tambahan air adukan dari kondisi agregat halus adalah sebesar 32,6165 kg.

o  Tambahan agregat halus untuk kondisi lapangan

Maka tambahan agregat halus untuk kondisi lapangan adalah sebesar .

4.3 Tabel Trial Mix

4.3.1 Tabel referensi

Tabel 4.1 Nilai Slump yang Disarankan untuk Berbagai Jenis Pengerjaan Konstruksi

Jenis Konstruksi	Slump(mm)
	Maksimum	Minimum
Dinding fondasi, footing, sumuran, dinding basement	75	25
Dinding dan balok	100	25
Kolom	100	25
Perkerasan dan lantai	75	25
Beton dalam jumlah yang besar (seperti dam)	50	25

Tabel 4.2 Kebutuhan Air Pencampuran dan Udara untuk Berbagai Nilai Slump dan
ukuran Maksimum Agregat

Tabel 4.3 Hubungan Rasio-Air Semen dan Kuat Tekan Beton

        Tabel 4.4 Klasifikasi Standar Deviasi untuk Berbagai Kondisi Pengerjaan

Tabel 4.5 Volume Agregat Kasar Per Satuan Volume Beton untuk Beton dengan Slump
75-100 mm

Tabel 4.6 Faktor Koreksi Untuk Nilai Slump yang Berbeda

Tabel 4.7 Karakteristik Material

Modulus Kehalusan	Agregat Halus	Agregat Kasar	Semen
Berat relative	2,463	2,499	3,15
Berat isi(kg/lt)	1,696	1,339	-
Peresapan %	1,836	2,3	-

4.3.2 Tabel Mix Design

Tabel 4.8 Penetapan Variabel Perencanaan

Penerapan Variable Perencanaan
1	Kategori Jenis Struktur	k-225	Satuan
2	Rencana Slump	7,5-10	Cm
3	Rencana Kuat Tekan Beton	266,79	Kg/Cm2
4	Modulus Kehalusan Agregat Halus	3,42
5	Ukuran Maksimum agregat kasar	2	Cm
6	Spesific Gravity Agregat kasar kondisi SSD	2,61
7	Spesific Gravity Agregat halus kondisi SSD	4,44
8	Berat Volume Berat isi Agregat Kasar	1,46	kg/m3

Tabel 4.9 Perhitungan Komposisi Unsur Beton

Perhitungan Komposisi Unsur Beton				Satuan
9	Rencana Air adukan/m3 Beton	Tabel 4.2(modul)	200	Kg
10	Persentase udara yang terperangkap	Tabel 4.2(modul)	2%
12	w/c Ratio maksimum	Tabel 4.3(modul)	0.535
13	Berat semen yang diperlukan	[9]/[12]	336,13	Kg
14	Volume agregat kasar per m3 beton	tabel 4.5	60	%
15	Berat agregat kasar yang diperlukan	[14]x[8]x1000	8,876	Kg/m3
16	Volume semen	0.001 x [13]/3.15	0,1067	m3
17	Volume Air	0.001 x[9]	0.2	m3
18	Volume Agregat kasar	0.001 x [15]/[6]	0.336	m3
19	Volume Udara	[10]x1	0,2	m3
20	Volume agregat halus per m3 beton	1-{[16]+[17]+[18]+[19}}	0.337	m3

Tabel 4.10 Komposisi Berat Unsur Adukan / M3 Beton

21	Semen	336,13
22	Air	200
23	Agregat Kasar Kondisi SSD	872
24	Agregat Halus kondisi SSD
25	Faktor semen	6,73 Zak/m3

Tabel 4.11 Komposisi Jumlah Air dan Berat Unsur untuk Perencanaan
Lapangan

Komposisi jumlah air dan berat unsur untuk perencanaan lapangan
26	Kadar air asli/ Kelembaban Agg Kasar	Mk	6,41%
27	Penyerapan Air Kondisi SSD Agg Kasar	Ak	4,49%
28	Kadar air asli/ Kelembaban Agg Halus	Mh	3,41%
29	Penyerapan Air Kondisi SSD Agg halus	Ah	5,375%
30	Tambahan Air adukan dari kondisi Agg kasar	[23]x{(ak-mk)/(1+mk)}	15,81 kg
31	Tambahan Agg Kasar untuk kondisi Lapangan	[23]x{(mk-ak)/(1-mk)}	0,041 kg
32	Tambahan Air adukan dari kondisi Agg halus	[24]x{(ah-mh)/(1+mh)}	15,62 kg
33	Tambahan Agg halus untuk kondisi Lapangan	[24]x{(mh-ah)/(1-mh)}	0,038 kg

Tabel 4.12 Komposisi Akhir Unsur untuk Perencanaan Lapangan /M3 Beton

34	Semen	[13]	336,13	Kg
35	Air	[22]+[30]+[32]	231,43	Kg
36	Agregat Kasar Kondisi Lapangan	[23]+[31]	876,041	Kg
37	Agregat halus Kondisi Lapangan	[24]+[33]	822,318	Kg

38	Semen	12,298	Kg
39	Air	8,466	Kg
40	Agregat Kasar Kondisi Lapangan	32,046	Kg
41	Agregat halus Kondisi Lapangan	30,080	Kg

Tabel 4.13 Komposisi Unsur Campuran Beton/Kapasitas Mesin Molen: 0,03 M3