Kamis, 5 Oktober 2017 – Praktikum kedua kami berkaitan tentang mix design beton. Kali ini kami diharuskan menghitung jumlah semen, air, agregat kasar, dan agregat halus yang diperlukan untuk beton K-225.
Tujuan
Menentukan campuran beton
yang memenuhi persyaratan kelecakan, kekuatan, dan durabilitas berdasarkan data
yang telah diperoleh.
Alat dan
Bahan
·
Kertas
·
Pulpen
·
Kalkulator
·
Data Percobaan
Prosedur Perencanaan Campuran
Beton
1. Pemilihan Nilai Slump
Langkah awal dalam
perencanaan mix design beton adalah
penentuan nilai slump. Nilai slump penting dalam perencanaan campuran beton
karena nilai slump menentukan karakteristik dari beton. Dalam menentukan nilai slump
yang digunakan, dapat merujuk pada tabel 4.1 berikut:
Tabel 4.1 Pemilihan Nilai Slump
U r a i a n
|
SLUMP [mm)
|
|
Maksimum
|
Minimum
|
|
1. Dinding, pelat pondasi dan pondasi
telapak bertulang
|
80
|
25
|
2. Fondasi telapak tidak ber-tulang,
kaison dan konstruksi dibawah tanah
|
80
|
25
|
3. Pelat, balok, kolom dan dinding
|
100
|
25
|
4. Perkerasan jalan
|
80
|
25
|
5. Pembetonan massal
|
50
|
25.
|
Pada tabel 4.1
dipaparkan nilai slump maksimum dan minimum untuk berbagai penggunaan beton
seperti beton untuk dinding, balok, pondasi, atau jalan. Nilai slump yang
nantinya digunakan pada rancangan campuran beton harus sesuai dengan
kegunaannya dan tidak boleh melebihi nilai maksimum slump atau kurang dari
nilai minimum.nya
2.Pemilihan Ukuran Maksimum
agregat Kasar
Penentuan ukuran
agregat maksimum bertujuan untuk menentukan ukuran agregat kasar agar beton
tidak mengalami segregasi pada saat pembuatannya. Penggunaan agregat dengan
gradasi yang baik dan dengan ukuran maksimum yang besar akan menghasilkan
rongga yang lebih sedikit, hal tersebut akan menyebabkan penurunan kebutuhan
mortar dalam setiap satuan beton. Dasar pemilihan ukuran agregat kasar maksimum
harus memenuhi beberapa persyaratan yaitu:
·
1/5 jarak terkecil antara 2 tepi bekisting
·
1/3 tebal plat
·
¾ jrak bersih selimut beton
·
2/3 jarak bersih antar tulangan
Besar ukuran
maksimum agregat kasar yang digunakan adalah nilai maksimum dari perhitungan
empat syarat diatas dengan batas maksimum ukuran adalah 25 mm. Bila besar yang didapat
dari empat perhitungan diatas lebih dari 25 mm, maka besar yang diambil adalah
25 mm.
3. Estimasi Kebutuhan Air
Pencampur dan Udara Terkandung
Jumlah air
pencampur pada campuran beton bergantung pada ukuran agreat maksimum, jumlah
penambahan udara, serta kebutuhan dalam menghasilkan nilai slump tertentu. Penambahan
air pada campuran akan berpengaruh pada workability
hasil campuran, semakin banyak air yang dicampurkan akan membuat campuran beton
lebih mudah mengalir dalam bekesting, namun dapat menyebabkan bleeding
(pemisahan air dengan campuran beton pada saat dicetak). Maka dari itu dalam
menentukan jumlah kebutuhan air perlu ditentukan sedemikian rupa agar
didapatkan hasil yang optimum. Jumlah air yang dibutuhkan dapat diestimasikan
dengan menggunakan Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Air yang Dibutuhkan dan Udara yang Tersekap
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
|
205
|
200
|
185
|
180
|
160
|
155
|
140
|
75 - 100
|
225
|
215
|
200
|
190
|
175
|
170
|
155
|
|
150 - 175
|
240
|
230
|
210
|
200
|
185
|
175
|
170
|
|
Udara yang tersekap (%)
|
3
|
2,5
|
2
|
1,5
|
1
|
0,5
|
0,3
|
|
Dengan penambahan
udara
|
25 - 50
|
180
|
175
|
165
|
160
|
150
|
140
|
135
|
75 - 100
|
200
|
190
|
180
|
175
|
170
|
155
|
150
|
|
150 - 175
|
215
|
205
|
190
|
180
|
170
|
165
|
160
|
|
Udara yang tersekap (%)
|
8
|
7
|
6
|
5
|
4,5
|
4
|
3,5
|
|
4. Menentukan Nilai Perbaandingan Air dan Semen
Rasio air semen
pada campuran beton akan memengaruhi kekuatan beton, semakin kecil nilai rasio
Water-Cement (WC) akan semakin besar nilai kuat tekan beton namun akan
mengurangi workability beton.
Sedangkan nilai rasio WC yang besar akan membuat workability beton semakin bagus namun mengurangi nilai kuat tekan
beton. Penentuan rasio air semen dapat ditentukan dengan tabel 4.3 berikut :
Tabel 4.3 Tabel Rasio Air Semen
Kuat Tekan Beton
Umur 28 Hari (Mpa)
|
Rasio Air Semen
(Perbandingan berat)
|
|
Tanpa Penambahan
Udara
|
Dengan Penambahan
Udara
|
|
48
|
0,33
|
-
|
40
|
0,41
|
0,32
|
35
|
0,48
|
0,40
|
28
|
0,57
|
0,48
|
20
|
0,68
|
0,59
|
14
|
0,82
|
0,74
|
Kuat beton pada tabel 4.3 merupakan kuat
beton rata-rata pada umur 28 hari yang didapatkan melalui rumus berikut:
fc = 0,83
fc' + 1,64 Sd
fm = kuat beton rata rata pada umur
28 hari
fc’ = nilai kuat tekan karakteristik
yang disyaratkan
0,83 = factor koreksi laboratorium
untuk bentuk beton silinder
Sd = standar deviasi yang dipengaruhi
faktor pengerjaan beton.
Penentuan nilai standar
deviasi dapat dilakukan dengan merujuk pada tabel 4.4, yang perlu diperhatikan
adalah kondisi lingkungan pembuatan campuran beton, apakah di lab atau
lapangan. Lalu perlu juga diperhatikan kondisi pengerjaan yang diinginkan,
apakah sempurna, sangat baik, baik, cukup baik, ataupun kurang baik, karena
semua kondisi diatas akan berpengaruh pada standar deviasi dan nilai kuat beton
nanti.
Tabel 4.4 Standar Deviasi untuk Berbgai Kondidi Pengerjaan
Kondisi
Pengerjaan
|
Standar Deviasi
|
|
Lapangan
|
Laboratorium
|
|
Sempurna
|
<3
|
<1,5
|
Sangat Baik
|
3 - 3,5
|
1,5 - 1,75
|
Baik
|
3,5 – 4
|
1,75 – 2
|
Cukup Baik
|
4 – 5
|
2 - 2,5
|
Kurang Baik
|
>5
|
>2,5
|
5. Menentukan Berat Semen yang Dibutuhkan
Dalam perhitungan
sebelumnya telah didapatkan berat air yang dibutuhkan dan perbandingan air dan
semen. Tahap selanjutnya adalah menentukan berat semen yang dibutuhkan. Untuk menentukan
jumlah semen yang dibutuhkan dapat dihitung dengan rumus berikut:
Jumlah semen yang dibutuhkan = jumlah air / (w/c ratio)
6. Menentukan Volume Agregat Kasar yang Dibutuhkan
Langkah selanjutnya
adalah menentukan jumlah agregate kasar yang dibutuhkan. Untuk menentukan
agregate kasar dapat digunakan Tabel 4.5, tabel tersebut memperlihatkan bahwa
untuk menentukan volume agregate maksimum dipengaruhi oleh dua parameter yakni modulus
kehalusan dari agregate halus dan ukuran agregate kasar maksimum yang
digunakan.
Tabel 4.5 Volume Agregat Kasar Untuk Slump 75 – 100 mm
Ukuran
agregat kasar(mm)
|
Persentase volume
agregat kasar/ m3 volume beton
|
|||
untuk Fineness
Modulus agregat halus (pasir)
|
||||
2.4
|
2.6
|
2.8
|
3
|
|
10
|
0,50
|
0,48
|
0,46
|
0,44
|
12.5
|
0,59
|
0,57
|
0,55
|
0,53
|
20
|
0,66
|
0,64
|
0,62
|
0,60
|
25
|
0,71
|
0,69
|
0,67
|
0,65
|
37.5
|
0,75
|
0,73
|
0,71
|
0,69
|
50
|
0,78
|
0,76
|
0,74
|
0,72
|
75
|
0,82
|
0,80
|
0,78
|
0,76
|
150
|
0,87
|
0,85
|
0,83
|
0,81
|
Pada tabel 4.5,
volume agregat kasar yang didapatkan hanyauntuk nilai slump 75-100 mm. Jika
perencanaan nilai slump diluar nilai tersebut maka harus dikalikan faktor koreksi
yang dapat ditentukan dengan menggunakan Tabel 4.6. Pada tabel tersebut faktor
koreksi hanya bergantung kepada nilai slump. Untuk menhitung massa agregat
kasar digunakan rumus:
Massa Agregat kasar
= Volume agregat kasar x faktor koreksi X massa jenis
Tabel 4.6 Tabel Faktor Koreksi Volume Aggregat Kasar untuk
Slump (mm)
|
Faktor Koreksi
untuk Berbagai Ukuran Maksimum Agregat
|
||||
10 mm
|
12,5 mm
|
20 mm
|
25 mm
|
40 mm
|
|
25 - 50
|
1,08
|
1,06
|
1,04
|
1,06
|
1,09
|
75 – 100
|
1,00
|
1,00
|
1,00
|
1,00
|
1,00
|
150 – 175
|
0,97
|
0,98
|
1,00
|
1,00
|
1,00
|
7. Menentukan Kandungan Agregat Halus yang Dibutuhkan
Dalam menentukan
kandungan agregat halus cukup kita perlu mengetahui estimasi massa jenis beton
segar, massa jenis beton segar tersebut dapat diestimasi melalui tabel 4.7 yang mana massa jenis beton segar tersebut
dipengaruhi oleh ukuran agregate maksimum dan jenis proses pembuatan beton.
Setelah estimasi massa jenis beton yang dibuat ditentukan, dapat dilakukan
perhitungan estimasi agregat halus yang dibutuhkan dengan rumus :
Volume agg. halus =
1- vol. udara - vol. air - vol. agg. kasar - vol. semen
Massa aggregat
halus = volume agregat halus x specific gravity kondisi
SSD
Tabel 4.7 Tabel Estimasi Massa Jenis Beton Segar
Ukuran Agregat
Maksimum (mm)
|
Massa Jenis Beton
Segar (Kg/m3)
|
|
Tanpa Penambahan
Udara
|
Dengan Penambahan
Udara
|
|
9,5
|
2304
|
2214
|
12,7
|
2334
|
2256
|
19,1
|
2376
|
2304
|
25,4
|
2406
|
2340
|
38,
|
2442
|
2376
|
50,8
|
2472
|
2400
|
762
|
2496
|
2424
|
152,4
|
2538
|
2472
|
8. Koreksi Kandugan Air pada Agregat
Semua perhitugan
diatas menggunakan asumsi bahwa agregat kasar maupun halus yang digunakan dalam
keadaan SSD (saturated surface dry). Namun, tidak semua agregate selalu dalam kedaan
tersebut sehingga harus dilakukan koreksi terhadap jumlah kandungan air yang
ada didalam agregat. Koreksi dilakukan dengan menggunakan rumus :
Massa koreksi agg. halus = massa agg. halus * (1+ faktor koreksi)
Massa koreksi agg. kasar = massa agg. kasar * (1+ faktor koreksi)
Massa koreksi air =
massa jenis beton segar - massa semen - massa air - massa agregat
Tabel Concreate
Mix Design
No.
|
Parameter
|
Nilai/Satuan
|
||
Penetapan Variabel
Perencanaan
|
||||
1.
|
Kategori jenis struktur
|
K-225
|
||
2.
|
Slump rencana
|
7,5 - 10 cm
|
||
3.
|
Rencana kuat tekan beton σ’bm = σ’bk + 1,64 Sd
|
229,8 kg/cm2
|
||
4.
|
Modulus kehalusan agregat halus [pasir]
|
4,3
|
||
5.
|
Ukuran maksimum agregat kasar
|
2 cm
|
||
6.
|
Berat jenis agregat halus [pasir] – SSD
|
2,463
|
||
7.
|
Berat jenis agregat kasar [kerikil] – SSD
|
2,498
|
||
8.
|
Berat volume / isi agregat kasar
|
1451 kg/m3
|
||
Perhitungan Komposisi
Unsur Beton
|
||||
9.
|
Rencana air adukan beton : W
|
200 kg
|
||
10.
|
Prosentase udara terperangkap
|
2 %
|
||
11.
|
Perbandingan W/C
|
0,584
|
||
12.
|
Perbandingan W/C maksimum
|
|||
13.
|
Berat semen yang diperlukan [9]/[11]
|
342,6 kg
|
||
14.
|
Volume agregat kasar perlu bagi 1 m3 beton
|
47 %
|
||
15.
|
Berat agregat kasar [kerikil] perlu : [14] x [8]
|
681,9 kg/m3 beton
|
||
16.
|
Volume semen : 0,001 x [13] / 3,15
|
0,108 m3
|
||
17.
|
Volume air : 0,001 x [9]
|
0,2 m3
|
||
18.
|
Volume agregat kasar [kerikil] : 0,001 x [15] / [7]
|
0,276 m3
|
||
19.
|
Volume udara [10]
|
0,02 m3
|
||
20.
|
Volume perlu agregat halus / m3 [pasir]
: 1 m3 – [(16)+(17)+(18)+(19)] m3
|
0,3952 m3
|
||
Komposisi Berat Unsur
Adukan /m3 Beton
|
||||
21.
|
Semen : [13]
|
342,6 kg
|
||
22.
|
Air : [9]
|
200 kg
|
||
23.
|
Agregat kasar kondisi SSD : [15]
|
681,97 kg
|
||
24.
|
Agregat halus kondisi SSD : [20] x
[6] x 1000
|
987,2 kg
|
||
25.
|
Faktor semen [1 zak = 50 kg] : [21]/50
|
6,852 zak/m3 beton
|
||
Komposisi Jumlah Air
dan Berat Unsur untuk Perencanaan
|
||||
26.
|
Kadar air agregat kasar [kerikil] : mk
|
5,212 %
|
||
27.
|
Absorpsi agregat kasar [kerikil] kondisi SSD : ak
|
5,361 %
|
||
28.
|
Kadar air agregat halus [pasir] : mh
|
5,055 %
|
||
29.
|
Absorpsi agregat halus [pasir] kondisi SSD : ah
|
3,84 %
|
||
30.
|
Tambahan air adukan dari agregat kasar : [23] x
([ak-mk]/[1-mk])
|
0,965 kg
|
||
31.
|
Tambahan agregat kasar untuk kondisi lapangan
:[23]x([mk-ak]/[1-mk])
|
2,378 kg
|
||
32.
|
Tambahan air adukan dari agregat halus : [24] x
([ah-mh]/[1-mh])
|
-11,417 kg
|
||
33.
|
Tambahan agregat halus untuk kondisi lapangan
:[24]x([mh-ah]/[1-mh])
|
28,52 kg
|
||
Komposisi Campuran
Beton Kondisi Lapangan /m3
|
||||
34.
|
Semen : [13]
|
342,6 kg
|
||
35.
|
Air : [22]+[30]+[32]
|
189,55 kg
|
||
36.
|
Agregat kasar kondisi lapangan : [23]+[31]
|
684,5 kg
|
||
37.
|
Agregat halus kondisi lapangan : [24]+[33]
|
978,69 kg
|
||
Komposisi Unsur
Campuran Beton/Kapasitas Mesin Molen : 0,03 m3
|
||||
Data Kelompok
|
Data yang digunakan
dalam praktikum
|
|||
38.
|
Semen
|
12,528 kg
|
13,65 kg
|
|
39.
|
Air
|
6,93 kg
|
9,6 kg
|
|
40.
|
Agregat kasar kondisi lapangan
|
25,02 kg
|
36,2 kg
|
|
41.
|
Agregat halus kondisi lapangan
|
35,76 kg
|
35,2 kg
|
|
Data-Data Setelah Pengadukan/Pelaksanaan
|
||||
42.
|
Sisa air campuran (jika ada)
|
2,42 kg
|
||
43.
|
Penambahan air selama pengadukan (jika ada)
|
-
|
||
44.
|
Jumlah air sesungguhnya yang digunakan
|
8,06 kg
|
||
45.
|
Nilai slump hasil pengukuran
|
10 cm
|
||
46.
|
Berat isi beton basah waktu pelaksanaan
|
12,24
|
||
Analisis
Dalam
perhitungan dapat kita peroleh jumlah material yang dibutuhkan untuk membuat
suatu desain beton. Jumlah tersebut kita dapatkan dari data pada percobaan yang
kami lakukan. Setelah dilakukan perhitungan sesuai tabel maka kita dapatkan
jumlah semen yaitu 12,528 kg, jumlah air sebanyak 6,93 kg, jumlah agregat halus
pada kondisi lapangan 25,02 kg, dan jumlah agregat kasar pada kondisi lapangan
35,76 kg. Perhitungan ini kami lakukan setelah melewati tahap pengujian syarat
mutu beton, kekuatan (strength), ketahanan (durability) dan kemudahan
pengerjaan (workability) serta nilai ekonomisnya .
Kemudian, jumlah yang akan kami gunakan pada proses pembuatan beton adalah
jumlah rata-rata dari data setiap kelompok. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan
nilai proporsi material yang baik, karena bisa saja terdapat kelompok yang
mendapatkan massa material cukup kecil atau cukup besar.
Kesimpulan
Perhitungan
concrete mix desain digunakan untuk mendapatkan nilai angka yang akan digunakan
dalam proses pembuatan beton yang baik. Perhitungan ini diperlukan ketelitian
yang lebih karena terdapat beberapa langkah yang harus diperhatikan. Pada
pembuatan beton yang kami lakukan kami menggunakan data rata-rata untuk
memperoleh jumlah material yang proposional, data yang telah kami hitung adalah
sebagai berikut:
Semen : 13,65 kg
Air : 9,6 kg
Agregat kasar : 36,2 kg
Agregat halus : 35,2 kg
Komentar
Posting Komentar