LAPORAN KERJA PRAKTEK

II - 1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 MATERIAL PEMBENTUK BETON Untuk mendapatkan mutu beton yang direncanakan, maka pemilihan materialnya tidaklah dilakukan dengan sembarangan, tapi harus melalui beberapa kriteria yang telah disyaratkan. Ada beberapa standar persyaratan yang dapat dipakai sebagai acuan. Misalnya : SII (Standar Industri Indonesia) 0013-1981 tentang material bahan bangunan, BS (British Standard) 812-1976 tentang pengujian material bahan bangunan, ASTM (American Standard for Testing and Materials), IS (Indian Standard) 269-1976 tentang material bahan bangunan, dan masih banyak lagi standar yang lain. Beton merupakan perpaduan antara semen, air, dan agregat, yang telah memenuhi persyaratan tertentu. Semen adalah komponen termahal dibandingkan dengan komponen-komponen pokok yang lain (pasir, kerikil, air), sehingga diperlukan gradasi campuran agregat (halus dan kasar) yang “rapat”, dengan luasan permukaan agregat yang minimum. Air merupakan komponen pembentuk beton yang sering luput dari perhatian. Padahal air juga mempunyai peranan yang penting dalam pengerjaan beton. Peningkatan jumlah air akan meningkatkan nilai FAS (Faktor Air Semen) serta kemudahan pengerjaan (workability), dan pemadatan, tetapi akan mengurangi kuat tekan dan menimbulkan segregasi (pemisahan agregat kasar dari mortar yang menghasilkan campuran beton yang tidak uniform) dan bleeding (keluarnya air dari permukaan beton sesudah dicampur sebelum terjadi pengikatan). Pada campuran beton, pasta semen (air + semen) harus mengisi ruang antar partikel agregat. Penggunaan partikel halus berlebih (pasir) akan memiliki luas permukaan yang besar sehingga butuh pasta semen yang banyak; di lain pihak, tanpa partikel halus, beton segar tidak akan mencapai

II - 2

plastisitas yang baik. Jadi, FAS tidak dapat dipisahkan dengan gradasi agregat. Kekurangan agregat halus menyebabkan campuran kasar, terjadi segregasi dan sulit dikerjakan juga menyebabkan beton tidak ekonomis. Bentuk agregat juga mempengaruhi workability. Semakin mendekati bentuk speris, maka semakin mudah dikerjakan. Agregat mendekati bentuk speris memiliki rasio luas/volume kecil sehingga membutuhkan sedikit pasta semen untuk melapisi permukaan agregat. Bentuk pipih dan memanjang membutuhkan pasta semen lebih banyak. Selain bentuk agregat normal, ada juga penelitian tentang penggunaan batu apung sebagai pengganti agregat normal. Penelitian ini berjudul “Studi Penggunaan Batu Apung Untuk Beton Ringan Sebagai Komponen Struktural” oleh Handoko Sugiharto, Andryas Prastyo, dan Ferdinandus Ary P. Penelitian ini dilakukan atas pertimbangan bahwa apabila komponen struktural dari bangunan bisa menggunakan batu apung sebagai agregat kasar, maka diharapkan berat keseluruhan bangunan akan sangat berkurang, sehingga otomatis akan mereduksi ukuran pondasi yang akan digunakan.

2.1.1

SEMEN PORTLAND Semen Portland atau biasa disebut semen adalah bahan pengikat hidrolis berupa bubuk halus yang dihasilkan dengan cara menghaluskan klinker (bahan ini terutama terdiri dari silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis), dengan batu gips sebagai bahan tambahan. Jika semen dicampur dengan air, dalam beberapa waktu akan dapat menjadi keras. Campuran semen dengan air tersebut dinamakan pasta semen. Jika pasta semen dicampur dengan pasir, maka dinamakan mortar.

2.1.1.1 BAHAN DASAR SEMEN PORTLAND Bahan dasar yang digunakan dalam pembuatan semen portland adalah sebagai berikut : a. Batu kapur : sebagai unsur utama yang mengandung CaO. b. Tanah liat : sebagai sumber kandungan SiO2, Al2O3 dan Fe2O3.

II - 3

c. Bahan tambahan : yang mengandung senyawa kalsium sulfat (seperti gipsum), berguna untuk mengkondisi panas hidrasi beton (peristiwa bertemunya air dan semen sehingga membentuk suatu senyawa baru yang berfungsi sebagai perekat. Bila perlu dapat diberi bahan tambahan lain berupa : 1. Pasir kwarsa atau batu silika, bila bahan dasar kekurangan SiO2. 2. Pasir atau bijih besi, bila bahan dasar kekurangan Fe2O3.

2.1.1.2 SIFAT-SIFAT SEMEN PORTLAND Semen Portland memiliki beberapa sifat yang diantaranya dijelaskan sebagai berikut : a. Kehalusan Butir Pada umumnya semen memiliki kehalusan sedemikian rupa sehingga kurang lebih 80% dari butirannya dapat menembus ayakan 44 micron. Makin halus butiran semen, maka makin cepat pula persenyawaannya. Makin halus butiran semen, maka luas permukaan butir untuk suatu jumlah berat semen akan menjadi lebih besar. Makin besar luas permukaan butir semen, makin banyak pula air yang dibutuhkan bagi persenyawaannya. b. Berat Jenis dan Berat Isi Berat jenis dari bubuk semen pada umumnya berkisar antara 3.10 sampai 3.30. Biasanya rata-rata berat jenis ditentukan 3.15. Berat jenis semen penting untuk diketahui, karena semen portlan yang tidak sempurnya pembakarannya dan atau dicampur dengan bubuk batuan lain, berat jenisnya akan terlihat lebih rendah dari angka tersebut. Berat isi (berat satuan) semen sangat tergantung pada cara pengisian semen kedalam takaran. Jika cara pengisiannya gembur (los), maka berat isinya rendah, yaitu antara 1.1 kg/liter. Jika cara pengisiannya dipadatkan, berat isinya dapat mencapai 1.5 kg/liter. Dalam praktek biasanya dipakai berat isi rata-rata, yaitu antara 1.25 kg/liter.

II - 4

c. Waktu Pengerasan Semen (Setting Time) Pengertian umum dari Setting Time menurut Neville (1981) adalah perubahan dari keadaan fluid (cair) ke keadaan rigid (kaku) dan selama setting tersebut akan terbentuk suatu kekuatan. Pada pelaksanaan, awal setting bisa ditandai dengan adanya gejala kekakuan pada pasta semen. Setting time ada 2 macam, yaitu : 1. Initial setting time (waktu pengikatan awal), yaitu waktu mulai adonan terjadi sampai mulai terjadi kekakuan tertentu dimana adonan sudah mulai tidak workable. 2. Final setting time (waktu pengikatan akhir), adalah waktu mulai adonan terjadi sampai kekuatan penuh. Ada beberapa hal yang dapat mempengaruhi setting time, yaitu : 1. Kandungan C3A Makin besar kandungan C3A cenderung akan menghasilkan setting time yang makin pendek. 2. Kandungan gipsum (CaSO4.2H2O) Makin besar kandungan gipsum dalam semen akan menghasilkan setting time yang makin panjang. 3. Kehalusan semen Makin halus partikel semen, akan memperpendek setting time.

d. Kekekalan Bentuk Yang dimaksud dengan kekekalan bentuk adalah sifat dari bubur semen yang telah mengeras, dimana bila adukan semen dibuat suatu bentuk tertentu, maka bentuk itu tidak berubah e. Kekuatan Semen Kekuatan mekanis dari semen yang mengeras merupakan sifat yang perlu diketahui didalam pemakaian. Kekuatan semen ini merupakan gambaran mengenai daya rekatnya sebagai bahan perekat (pengikat). Pada umumnya pengukuran kekuatan daya rekat ini dilakukan dengan

II - 5

menentukan kuat lentur, kuat tarik, atau kuat tekan (desak) dari campuran semen dengan pasir. f. Pengaruh Suhu Proses pengerasan semen sangat dipengaruhi oleh suhu udara disekitarnya. Pada suhu kurang dari 150C, pengerasan semen akan berjalan sangat lambat. Semakin tinggi suhu udara disekitarnya, maka semakin cepat pula semen mengeras.

2.1.1.3 JENIS SEMEN PORTLAND Menurut SII.0013-1981, semen portland diklasifikasikan menjadi 5 (lima) jenis sebagai berikut : a. Jenis I, yaitu semen portland yang digunakan untuk pekerjaan teknik sipil pada umumnya dan tidak memerlukan persyaratan-persyaratan khusu seperti yang disyaratkan pada jenis-jenis semen portland yang lain. b. Jenis II, yaitu semen portland yang dalam penggunaannya mempunyai ketahanan terhadap sulfat dan kalor hidrasinya lebih kecil dari jenis I (kalor hidrasi sedang). Semen ini biasanya digunakan untuk pekerjaan beton yang bervolume besar. Kandungan C3S kurang dari 50% dan kandungan C3A kurang dari 8%. c. Jenis III, yaitu semen portland yang dalam penggunaannya mempunyai kekuatan awal yang tinggi setelah pengikatan terjadi. Biasanya kandungan C3S-nya maksimum. d. Jenis IV, yaitu semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan kalor hidrasi yang rendah, hampir sama dengan jenis II. e. Jenis V, yaitu semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan tinggi terhadap sulfat, biasanya kadar C3A-nya rendah.

2.1.2

AGREGAT Agregat adalah merupakan salah satu komponen yang bisa membuat beton kompak. Agregat beton dikelompokkan menjadi 3 jenis disesuaikan dengan keperluan pembetonan, yaitu :

II - 6

a. Jenis agregat berat Agregat ini dipakai untuk membuat beton dengan berat volume yang tinggi. Jenis beton ini dipakai terutama untuk mencegah terjadinya radiasi akibat bahan radioaktif, misalnya untuk pembuatan reaktor nuklir. Biasanya berasal dari batu barit (BaSO4), bijih besi, butiran atau potongan besi baja. b. Jenis agregat normal Agregat jenis ini biasa digunakan untuk pembuatan beton sehari-hari. Biasanya berasal dari batuan yang berat volumenya antara 2.5 kg/m3 sampai 3 kg/m3. c. Jenis agregat ringan Agregat jenis ini digunakan untuk membuat beton dengan berat volume rendah. Jenis agregat ringan yang biasa dipakai dalam industri beton ringan adalah ALWA (Artificial Light Weight Aggregate).

2.1.2.1 SIFAT-SIFAT FISIK AGREGAT a. Bentuk agregat Bentuk agregat ini akan berpengaruh terhadap kekompakan beton. Beberapa bentuk agregat adalah : 1. Bulat (bulat penuh atau bula telur). 2. Tidak beraturan (bentuk alamiah). 3. Bersudut (mempunyai bentuk-bentuk yang tajam dan permukaan yang kasar). 4. Pipih (ketebalan agregat jauh lebih kecil dari dua dimensi lainnya). 5. Memanjang (panjang agregat jauh melebihi dua dimensi lainnya). 6. Pipih dan memanjang (butiran yang panjangnya jauh melebihi lebarnya, dan lebar jauh melebihi tebalnya).

b. Kekuatan Agregat Kekuatan dan elastisitas agregat tergantung dari jenis batuan yang dipakai (susunan dan bentuk kristal dari mineralnya).

II - 7

Kekuatan agregat bisa diperoleh dari pengujian langsung terhadap sejumlah benda uji menurut standar BS 812-1976, ASTM C 131 – C 535 (memakai mesin aus Los Angeles) atau SII 0087-75. Pada dasarnya pengujian dilakukan dengan cara menggiling agregat yang halus kemudian membandingkannya dengan kekerasan pasir kwarsa. Indeks kekerasan dinyatakan dengan perbandingan bagian aus yang menembus ayakan 0.3 mm. Kekuatan agregat akan berpengaruh terhadap kekuatan beton yang dibentuknya.

c. Berat jenis dan berat isi agregat Ada beberapa istilah mengenai berat yang dipakai pada agregat : 1. Berat Jenis Absolut, yaitu perbandingan antara berat suatu massa yang masif terhadap berat air murni pada volume yang sama. 2. Berat Jenis nyata, yaitu berat yang dibandingkan adalah berat keseluruhan agregat (termasuk volume pori yang tidak tembus air). 3. Berat jenis pada kondisi kering permukaan (Saturated Surface Dry), yaitu berat yang dibandingkan adalah berat pada keadaan jenuh kering permukaan (volume benda termasuk volume pori-pori yang tidak tembus air). 4. Berat Jenis pada kondisi kering, yaitu berat yang dibandingkan dalam kondisi kering (termasuk volume pori yang tembus ataupun tidak tembus air).

d. Porositas agregat Jumlah volume rongga dan pori yang terdapat dalam batuan disebut porositas dan besarnya dinyatakan dalam persen terhadap volume batuannya. Porositas agregat akan berpengaruh langsung terhadap sifat-sifat agregat, seperti : berat jenis, daya serap air, modulus elastisitas, ketahanan aus, dan stabilitas beton yang tersusun. Ada 2 (dua) macam porositas, yaitu :

II - 8

1. Porositas tertutup (pori yang tidak bisa ditembus air) 2. Porositas terbuka (pori yang bisa ditembus oleh air karena adanya kapiler).

e. Sifat kekal agregat Yang dimaksud sifat kekal agregat adalah kemampuan agregat untuk menahan terjadinya perubahan volume yang berlebihan akibat adanya perubahan temperatur yang drastis (terutama di negara yang mempunyai 4 musim). Agregat disebut kekal apabila perubahan volume akibat perubahan temperatur tersebut tidak menimbulkan kerusakan pada beton yang terbentuk.

2.1.2.2 KEBERSIHAN AGREGAT Agregat dalam beton akan memberikan kekuatan yang maksimum apabila keadaannya bersih (tidak mengandung bahan-bahan yang merugikan). Bahan-bahan yang merugikan dalam beton adalah : a. Zat organik Zat organik pada agregat, umumnya berasal dari pelapukan tumbuh-tumbuhan yang berbentuk humus dan / atau lumpur organik (AM Neville, 1981). b. Tanah liat, lumpur, debu Tanah liat pada agregat bisa berupa gumpalan atau lapisan yang menutupi permukaan butiran agregat. Lumpur dan debu merupakan partikel yang berukuran 0.002 mm s/d 0.006 mm. Tanah liat, lumpur dan debu akan menyerap air yang cukup banyak didalam beton, jadi akan memperbanyak FAS yang dibutuhkan dalam beton, hal ini akan memperbesar susut dalam beton. c. Garam Chlorida dan sulfat Garam Chlorida akan berbahaya terhadap beton ataupun tulangannya (karena adanya unsur Cl). Garam sulfat (MgSO4) akan

II - 9

berbahaya terhadap beton. Serangan MgSO4 terhadap beton akan memberikan suatu senyawa baru yang bersifat expansive (LEA, FILTON, 1985). d. Partikel-partikel yang tidak kekal Partikel yang tidak kekal adalah partikel yang mudah berubah bentuk (berubah komposisinya). Contoh partikel tersebut adalah pyrit (besi sulfida).

2.1.2.3 SUSUNAN BUTIR AGREGAT (GRADASI AGREGAT) Dalam beton teknologi, agregat dibagi dalam dua bagian susunan butir : a. Agregat Kasar, yaitu agregat yang butirannya lebih besar dari 4.75 mm b. Agregat Halus, yaitu agregat yang butirannya lolos ayakan 4.75 mm

Pemeriksaan butiran agregat dengan menggunakan ayakan standar dinamakan “analisa ayakan” atau “analisa saringan”. Dengan analisa ayakan didapat kurva susunan butir dari agregat tersebut. Gradasi agregat sangat besar perannya dalam membuat beton bermutu, karena gradasi agregat berpengaruh terhadap beberapa sifat beton antara lain : a. Sifat-sifat pada beton segar 1. kelecakan (workability) 2. kohesif 3. jumlah FAS (faktor air semen) 4. finishing 5. segregasi dan bleeding b. Sifat beton keras Dari sifat-sifat beton segar tersebut kalau tidak tercapai secara baik akan berpengaruh terhadap kekompakan beton (banyak keropos).

II - 10

2.1.2.3.1

AGREGAT KASAR Agregat kasar identik dengan kerikil, batu pecah, dan sebagainya. Untuk campuran beton digunakan kerikil yang berasal dari hasil produksi pabrik stone crusher (pabrik pemecah batu alam). Agregat kasar, dalam hal ini kerikil, juga mempunyai syarat-syarat tertentu agar dapat digunakan dalam campuran beton. a. Tidak boleh mengandung zat-zat yang dapat merusak beton. b. Tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1% terhadap berat kering. c. Agregat kasar berasal dari butiran-butiran yang keras dan tajam, dan tidak berpori, serta berbentuk “cubical” (mendekati bentuk kubus).

2.1.2.3.2

AGREGAT HALUS Agregat halus sering disebut dengan istilah “pasir”. Pasir berfungsi sebagai bahan pengisi yang berasal dari pasir alam. Seperti halnya bahan baku yang lain, maka pasir juga harus memenuhi syarat-syarat tertentu, yaitu : a. Kadar lumpur yang terkandung tidak boleh lebih dari 5 % b. Butir pasir yang dipakai dalam campuran beton harus merupakan butiran yang tajam dan keras serta harus bersifat kekal, artinya tidak mudah pecah atau hancur oleh pengaruh-pengaruh alam, seperti terik matahari atau hujan c. Penimbunan pasir harus dipisahkan dari material lainnya, karena pasir yang digunakan harus dalam keadaan bersih d. Tidak boleh mengandung banyak bahan organik e. Secara visual harus bersih dan tidak bercampur kotoran

2.1.3

AIR Air adalah salah satu unsur yang penting dalam campuran beton, karena air berfungsi agar proses hidrasi didalam beton berlangsung. Beberapa macam air yang terdapat di alam, yaitu :

II - 11

a. Air hujan Pada umumnya air hujan mengandung kotoran-kotoran dari udara, CO2, dan juga SO2 sehingga ada kemungkinan bahwa air tersebut tidak jernih dan kotor (Isrealsen OW, 1984). b. Air dari mata air Pada umumnya air dari mata air mengandung larutan garam antara lain garam sulfat, besi, kalsium, dan natrium, dan kadang-kadang mengandung asam karbonat. c. Air laut Pada dasarnya air laut mengandung larutan garam (± 3.5%) dimana prosentase maksimum adalah garam NaCl (75%) (Isrealsen OW, 1984).

2.1.3.1 BEBERAPA PERSYARATAN AIR UNTUK CAMPURAN BETON Telah menjadi kesepakatan bahwa air untuk adukan beton adalah “air yang bersih”. Berikut ini beberapa persyaratan air menurut SKSNI, ACI, dan British Standard. a. Persyaratan air menurut SKSNI S-04-1989-F 1. bersih. 2. tidak mengandung lumpur, minyak, benda terapung lain yang bisa dilihat secara visual. 3. tidak mengandung benda tersuspensi > 2 gram/liter 4. tidak mengandung garam yang mudah larut dan mudah merusak beton (asam, zat organik) > 15 gram/liter. 5. kandungan Cl < 500 ppm 6. senyawa sulfat < 1000 ppm sebagai SO3. 7. bila dibandingkan dengan kekuatan tekan beton yang memakai air suling, maka penurunan kekuatan beton yang memeakai air yang diperiksa tidak lebih dari 10%. 8. semua air yang mutunya meragukan harus dianalisa secara kimia dan dievaluasi mutunya menurut pemakaiannya.

II - 12

9. untuk beton pratekan kecuali persyaratan air diatas tidak boleh mengandung Cl > 50 ppm

b. Persyaratan air menurut ACI 318-83 1. bersih. 2. tidak mengandung minyak, alkali, garam, bahan organik yang berbahaya terhadap beton. 3. untuk beton pratekan, atau beton yang dekat dengan alumunium, maka air tidak boleh mengandung Cl. 4. bukan air minum tidak boleh dipakai untuk campuran beton, kecuali uji adukan standar seperti tersebut dalam ASTM C109. kuat tekan umur 7 dan 28 hari tidak kurang dari 90% dibanding kuat tekan kubus yang dibuat dengan air minum.

c. Persyaratan air menurut British Standard 3148-1959 1. bersih. 2. larutan padat tidak lebih dari 2000 ppm 3. alkali karbonat dan/atau bikarbonat tidak lebih dari 1000 ppm untuk air tersebut jika dibuat kubus percobaan kekuatan tekannya tidak turun lebih dari 20%. 4. kadar SO3 < 1000 ppm 5. kadar Cl < 500 ppm

2.2 RANCANGAN CAMPURAN BRITISH STANDARD Rancangan Campuran menggunakan British Standard ini telah lama dikenal di Eropa. Di Indonesia, cara ini juga dipakai sebagai dasar perencanaan campuran beton di PBI 1971. Metode ini dikembangkan berdasarkan kandungan semen dan agregat yang sesuai dengan British Standard. Namun karena British Standard juga mensyaratkan material yang harus memenuhi spesifikasi, maka metode ini juga dapat digunakan sebagai pijakan untuk memperoleh beton mutu tinggi.

II - 13

Metode ini banyak digunakan sebagai referensi bagi perancangan campuran beton, karena mudah disesuaikan dengan kondisi material yang ada di Indonesia. Metode ini pada mulanya diambil dari Road Note No.4 yang dikeluarkan di Inggris pada tahun 1950 yang sebenarnya adalah pedoman untuk perancangan campuran perkerasan beton semen pada jalan raya. Pada tahun 1975, Road Note No.4 digantikan oleh “Design of Normal Concrete Mixes” yang dikeluarkan oleh British Department Of Environment atau lebih dikenal dengan istilah DOE. Pada tahun 1988, “Design of Normal Concrete Mixes” diperbarui lagi demi melihat perkembangan dan kebutuhan akan rancangan campuran beton. Perhitungan campuran beton menggunakan metode ini juga telah dibuat perangkat lunaknya oleh tim dari logicsphere.com. Software ini dikenal dengan nama Firstmix.

2.2.1

LANGKAH-LANGKAH PERHITUNGAN Perhitungan rancangan campuran beton metode British Standard menggunakan beberapa tabel dan grafik yang menunjang. Berikut ini adalah langkah-langkahnya : 1. Menentukan kuat tekan beton rata-rata Nilai kuat tekan beton rata-rata dapat ditentukan dengan rumus :

 bm   bk  1.64  S r Dimana :  bm  Nilai kuat tekan beton rata - rata  bk  Nilai kuat tekan beton karakteristik S r  Standar Deviasi 2. Menentukan kadar air bebas Kandungan air bebas dapat ditentukan dengan tabel 2.1

II - 14

Tabel 2.1 Kandungan air bebas (“Civil Engineering Handbook” oleh VN Vaziran dan SP chandola) Agregat Ukuran max (mm) 10

20

40

Kandungan air bebas (kg/m3) Slump

Slump

Slump

Slump

0-10 mm

10-30 mm

30-60

60-180

Koral

150

180

205

225

Split

180

205

230

250

Koral

135

160

180

195

Split

170

190

210

225

Koral

115

140

160

175

Split

155

175

190

205

Tipe

3. Menentukan kadar semen Kadar semen dapat ditentukan dengan menggunakan grafik 2.1

Grafik 2.1 Grafik kuat tekan vs faktor air semen (“Civil Engineering Handbook” oleh VN Vaziran dan SP chandola)

II - 15

Garis lengkung dalam grafik mewakili jumlah hari dimana tes kokoh beton akan dilakukan. Garis lengkung tersebut didapat dari tabel 2.2.

Tabel 2.2 Tabel kuat tekan campuran beton dengan FAS 0.5 (“Civil Engineering Handbook” oleh VN Vaziran dan SP chandola) Jenis semen

Tipe I

Tipe III

Nilai kuat tekan (Mpa)

Jenis

Umur (hari)

Agregat 3

7

28

91

Koral

15

27

40

48

Split

23

33

47

55

Koral

25

34

46

53

Split

30

40

53

60

Cara menggunakan grafik 2.1 adalah sebagai berikut : a. Setelah mengetahui nilai kuat tekan rata-rata, maka tarik garis horisontal sampai memotong garis lengkung. b. Dari perpotongan dengan garis lengkung kemudian tarik garis vertikal yang menghasilkan nilai Faktor Air Semen.

Kadar semen ditentukan dengan membagi kandungan air bebas dengan nilai FAS-nya. Kadar Semen 

kadar air bebas FAS

4. Menghitung masing-masing fraksi agregat Berat

masing-masing

agregat

dapat

ditentukan

dengan

menggunakan analisa gradasi saringan. Gradasi agregat gabungan dimulai dengan analisa gradasi pasir (agregat halus) untuk menentukan letak zona pasirnya (grafik 2.2) kemudian menggabungkannya dengan gradasi saringan kerikil (agregat kasar) yang menghasilkan analisa agregat gabungan..

II - 16

CURVE PASIR ZONA 1 100

100

100

95 % TOTAL LOLOS SARINGAN

90

90

80 70

70

60

60

50 40 34

30 20

30

20 15

10

10 5

0 0 0.15

0.3

0.6

1.2

1.4

4.76

9.6

UKURAN AYAKAN

Grafik 2.2 curva pasir zona 1 (“Civil Engineering Handbook” oleh VN Vaziran dan SP chandola)


100

% TOTAL LOLOS SARINGAN

90

90

100

100

90

80 75 70 60

60 55

50 40 35 30

30

20 10

10

0 0 0.15

8 0.3

0.6

1.2

1.4

4.76

9.6

UKURAN AYAKAN

Grafik 2.3 curva pasir zona 2 (diambil dari buku “Civil Engineering Handbook” oleh VN Vaziran dan SP chandola)

II - 17


100

100

90

100

100

90


85 80

80 75

70 60

60

50 40

40

30 20 10

10

0 0 0.15

12

0.3

0.6

1.2

1.4

4.76

9.6

UKURAN AYAKAN



100


90

100

100 95

100 95

100

90

80

80

70 60

60

50 40 30 20

20

10 5 0 0 0.15

0.3

0.6

1.2

1.4

4.76

9.6

UKURAN AYAKAN

Grafik 2.5 Curva pasir zona 4 (“Civil Engineering Handbook” oleh VN Vaziran dan SP chandola)

II - 18

Setelah menentukan zona pasirnya, maka kurva pasirnya digabung dengan kurva agregat kasar sehingga menghasilkan perpaduan antara 2 kurva. CURVE GRADASI CAMPURAN 100

100

% TOTAL LOLOS AYAKAN

90 80 75 70 60 50

48

40 34

30

5 0 0 0.15

30

27 23

20 10

47

42

16

12

8

3 0.3

0.6

1.2

2.36

4.75

9.5

19

UKURAN AYAKAN

Grafik 2.6 Curve Gradasi Campuran (“Civil Engineering Handbook” oleh VN Vaziran dan SP chandola)

Untuk menghitung perbandingan agregat gabungan dapat dihitung dengan rumus : A  yh

x 100  x   yk 100 100

Dimana : A  Ordinat gradasi gabungan untuk ukuran butir tertentu y h  Ordinat agregat butiran halus

y k  Ordinat agregat butiran kasar

x  Prosentase agregat butiran kecil

II - 19

Langkah selanjutnya adalah menghitung Berat Jenis gabungan agregat (pasir + kerikil) dengan menggunakan rumus : BJ Gabungan Agregat 

1 % pasir % kerikil  BJ pasir BJ kerikil

Berikutnya adalah menghitung volume beton dan komposisi campuran untuk 1 m3 yang dapat dihitung menggunakan rumus : volume beton  volume agregat  volume air  volume semen

Dari perhitungan volume beton, maka dapat kita ketahui berat dari masing-masing komponen beton untuk adukan 1 m3. volume total agregat  1000 - volume air -

berat semen BJ semen

berat total agregat  volume total agregat  BJ gabungan agregat berat pasir  (% pasir)  berat total agregat berat kerikil  (% kerikil)  berat total agregat

2.3 RANCANGAN CAMPURAN ACI (AMERICAN CONCRETE INSTITUTE) Metode ACI berasal dari Amerika Serikat. Sampai saat ini metode ACI masih merupakan metode perancangan campuran beton yang paling banyak digunakan di Amerika Serikat, karena metode ini adalah metode yang paling mudah penggunaannya serta telah teruji lama di Amerika Serikat. Metode ACI juga dapat digunakan di Indonesia, namun metode ini banyak sekali menggunakan tabel-tabel penunjang dan minim pemakaian grafik. Pada umumnya, perhitungan rancangan campuran beton menggunakan metode ACI membutuhkan material yang lebih banyak dibandingkan British Standard namun waktu perencanaannya lebih cepat. Software rancangan campuran beton metode ACI juga telah dibuat oleh tim dari Spectraqest, Ltd, Australia dengan nama Spectramix.

II - 20

2.3.1

LANGKAH-LANGKAH PERHITUNGAN Berikut ini adalah langkah perhitungan mix design metode ACI :

1. Menentukan kuat tekan beton rata-rata Nilai kuat tekan beton rata-rata dapat ditentukan dengan rumus :

 bm   bk  1.64  S r Dimana :  bm  Nilai kuat tekan beton rata - rata  bk  Nilai kuat tekan beton karakteristik S r  Standar Deviasi 2. Menentukan jumlah air yang diperlukan Berdasarkan ukuran maksimum agregat kasar, maka dapat ditentukan perkiraan air yang dipergunakan. Tabel 2.3 Jumlah air yang diperlukan dalam adukan (“Beton Bertulang – Suatu Pendekatan Dasar”, oleh Edward G. Nawi) Jumlah air yang diperlukan untuk ukuran agregat maksimal Slump

(tanpa air entraining) (kg/m3)

(mm)

9.5

12.5

19

25

37.5

50

75

150

mm

mm

mm

mm

mm

mm

mm

mm

25-50

207

199

190

179

166

154

130

114

75-50

228

216

205

193

181

169

145

126

150-175

243

228

216

202

190

178

160

-

3. Menentukan jumlah semen yang diperlukan Hubungan antara FAS dan kuat tekan beton dapat dilihat pada tabel 2.5 sehingga jumlah semen dapat diketahui.

II - 21

Tabel 2.4 Hubungan FAS dan kuat tekan beton (“Beton Bertulang – Suatu Pendekatan Dasar”, oleh Edward G. Nawi) Kuat tekan beton (Mpa)

Nilai FAS

Kubus

Silinder

Tanpa air entraining

57.8

48

0.33

49.4

41

0.41

41

34

0.48

33.7

28

0.57

28.9

24

0.68

16.9

14

0.82

4. Menentukan berat agregat kasar per satuan volume beton Untuk menentukan berat agregat kasar diperlukan data modulus kehalusan (fineness modulus) yang dapat dilihat pada tabel 2.6 Tabel 2.5 volume total agregat kasar dalam adukan beton (“Beton Bertulang – Suatu Pendekatan Dasar”, oleh Edward G. Nawi) Ukuran

Volume total agregat kasar per

maksimum

satuan volume beton untuk harga

agregat kasar

fineness modulus pasir

(mm)

2.40

2.60

2.80

3.00

9.5

0.50

0.48

0.46

0.44

12.5

0.59

0.57

0.55

0.83

19

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

Dari tabel 2.6 maka kita dapat menghitung berat agregat kasar dengan rumus : berat agregat kasar (kerikil)  volume total agregat kasar  berat isi agregat kasar

II - 22

5. Menentukan berat pasir dalam adukan Untuk menghitung berat pasir dalam adukan dapat menggunakan rumus : volume pasir  1000 - volume semen - volume air - volume agregat kasar berat pasir  volume pasir  Berat Jenis pasir

6. Interpolasi Metode ACI banyak sekali menggunakan tabel-tabel sehingga untuk kondisi tertentu harus dilakukan dengan cara interpolasi. Interpolasi adalah suatu cara pendekatan perhitungan banyak dipakai di berbagai bidang. Rumus interpolasi adalah sebagai berikut : x

xi 1  xi    y  yi   xi  yi 1  yi 

Dimana : x  absis yang ditentukan y  ordinat yang dicari x i  absis batas bawah x i 1  absis batas atas

y i  ordinat batas bawah y i 1  ordinat batas atas

2.4 RANCANGAN CAMPURAN METODE SHACKLOCK Selain British Standard dan ACI, ada pula metode lain untuk merencanakan rancangan campuran beton mutu tinggi, yaitu dengan Metode Shacklock. Metode ini diperkenalkan oleh Barry Wilson Shacklock dan Erntroy, seorang berkebangsaan Inggris. Shacklock menggunakan beberapa grafik dan tabel yang berbeda dari kedua metode diatas. Konon metode ini sangat cocok untuk perencanaan rancangan campuran beton mutu tinggi.

II - 23

Sebetulnya Metode Shacklock sudah lama diperkenalkan, namun hingga saat ini masih jarang yang menggunakannya untuk keperluan perencanaan rancangan campuran beton.

2.4.1

LANGKAH-LANGKAH PERHITUNGAN

1. Menentukan kuat tekan beton rata-rata Nilai kuat tekan beton rata-rata dapat ditentukan dengan rumus :

 bm   bk  1.64  S r Dimana :  bm  Nilai kuat tekan beton rata - rata  bk  Nilai kuat tekan beton karakteristik S r  Standar Deviasi 2. Menentukan nilai FAS Nilai Faktor Air Semen dapat ditentukan dengan menggunakan grafik-grafik berikut ini :

II - 24

Grafik 2.7 Hubungan antara nilai kuat tekan dengan nomor referensi untuk split, pasir biasa dan semen tipe I (“Concrete for Construction : Facts and Practice” oleh VK Raina)

II - 25

Grafik 2.8 Hubungan antara nilai kuat tekan dengan nomor referensi untuk split biasa, pasir biasa, dan semen tipe III (“Concrete for Construction : Facts and Practice” oleh VK Raina)

II - 26

Grafik 2.9 Hubungan antara nilai kuat tekan dengan nomor referensi untuk split granit, pasir biasa, dan semen tipe III (“Concrete for Construction : Facts and Practice” oleh VK Raina)

II - 27

Grafik 2.10 Hubungan antara nilai kuat tekan dengan nomor referensi untuk split granit, pasir biasa, dan semen tipe I (“Concrete for Construction : Facts and Practice” oleh VK Raina)

II - 28

Grafik 2.11 Hubungan antara nomor referensi dengan nilai FAS untuk agregat kasar dengan ukuran maksimum 20 mm (“Concrete for Construction : Facts and Practice” oleh VK Raina)

Grafik 2.12 Hubungan antara nomor referensi dengan nilai FAS untuk agregat kasar dengan ukuran maksimum 10 mm (“Concrete for Construction : Facts and Practice” oleh VK Raina)

II - 29

3. Menentukan nilai Nilai

Agregat Semen

Agregat ditentukan dengan tabel-tabel berikut ini dan apabila Semen

diperlukan, maka dapat dilakukan interpolasi terhadap nilai-nilainya.

Tabel 2.6 Nilai

Agregat yang dibutuhkan untuk 4 kondisi workability yang Semen

menggunakan semen tipe I Nilai Agregat / Semen Tipe Split biasa

Agregat

Split granit

kasar Ukuran 20 mm

max

10 mm

20 mm

10 mm

agregat Workability FAS

ER

SR

R

S

ER

SR

R

0.30

3.0

0.32

3.8

2.5

0.34

4.5

3.0

2.5

3.9

2.6

0.36

5.2

3.5

3.0

2.5

4.6

3.1

2.6

0.38

4.0

3.4

2.9

5.2

3.5

3.0

0.40

4.4

3.8

3.2

3.9

0.42

4.9

4.1

3.5

4.3

0.44

5.3

S

ER

SR

R

S

2.4

3.3

3.2

4.0

2.6

4.6

3.2

2.6

5.2

3.6

3.1

2.6

2.5

4.1

3.5

2.9

3.3

2.7

4.5

3.8

3.6

3.0

4.9

4.2

5.3

ER

SR

R

S

2.9 3.6

2.3

4.2

2.8

2.3

4.7

3.2

2.7

2.3

5.2

3.6

3.0

2.6

3.2

4.0

3.3

2.9

3.5

4.4

3.6

3.1

4.5

3.8

4.7

3.9

3.3

4.5

3.7

4.8

3.9

3.3

0.46

4.8

4.0

5.1

4.2

3.6

4.8

4.0

5.1

4.2

3.6

0.48

5.2

4.4

5.4

4.5

3.8

5.1

4.2

5.5

4.5

3.8

0.50

5.5

4.7

4.8

4.0

5.4

4.5

4.7

4.0

Dimana : ER = Extreme Rendah SR = Sangat Rendah R = Rendah S = Sedang

II - 30

Tabel 2.7 Nilai

Agregat yang dibutuhkan untuk 4 kondisi workability yang Semen

menggunakan semen tipe III Nilai Agregat / Semen Tipe Split biasa

Agregat

Split granit

kasar Ukuran max

20 mm

10 mm

20 mm

10 mm

agregat Workability FAS

ER

SR

R

S

ER

SR

R

0.32

2.6

0.34

3.4

2.2

0.36

4.1

2.7

2.3

3.5

2.4

0.38

4.8

3.2

2.8

2.3

4.2

2.9

2.4

0.40

5.5

4.9

S

ER

SR

R

S

2.9 2.8

ER

SR

R

S

2.5

3.6

2.4

3.2

4.3

2.9

2.4

3.9

2.5

4.9

3.4

2.9

2.4

4.5

3.0

2.5

5.5

3.7

3.2

2.7

3.3

2.8

2.3

3.9

3.3

2.7

5.0

3.4

2.9

2.4

0.42

4.2

3.6

3.0

3.7

3.0

2.6

4.2

3.6

3.0

5.5

3.8

3.2

2.7

0.44

4.6

4.0

3.4

4.1

3.5

2.9

4.7

4.0

3.3

4.2

3.5

3.0

0.46

5.0

4.3

3.7

4.5

3.8

3.2

5.1

4.3

3.6

4.6

3.8

3.2

0.48

5.5

4.7

4.0

4.9

4.1

3.5

5.5

4.6

3.9

5.0

4.1

3.4

5.0

4.3

5.2

4.4

3.7

4.9

4.1

5.3

4.4

3.7

0.50

Dimana : ER = Extreme Rendah SR = Sangat Rendah R = Rendah S = Sedang

4. Menentukan berat semen, air, dan agregat gabungan untuk 1000 liter beton dapat dipakai persamaan sebagai berikut : Air Semen Agregat    1000 BJ Air BJ Semen BJ Agregat

Contoh : Jika nilai FAS adalah 0.41, maka : Air  0.41 Semen

II - 31

Air  0.41  Semen

Nilai air inilah yang dimasukkan ke persamaan 1000 liter beton. Begitu pula dengan nilai agregat sehingga bisa diketahui kadar semen yang digunakan.

5. Menentukan masing-masing fraksi agregat Berat

masing-masing

agregat

dapat

ditentukan

dengan

menggunakan analisa gradasi saringan. Gradasi agregat gabungan dimulai dengan analisa gradasi pasir (agregat halus) untuk menentukan letak zona pasirnya (grafik 2.2) kemudian menggabungkannya dengan gradasi saringan kerikil (agregat kasar) yang menghasilkan analisa agregat gabungan.. CURVE PASIR ZONA 1 100

100

100

95


90

90

80 70

70

60

60

50 40 34

30 20

30

20 15

10

10 5

0 0 0.15

0.3

0.6

1.2

1.4

4.76

9.6

UKURAN AYAKAN


II - 32


100


90

90

100

100

90

80 75 70 60

60 55

50 40 35 30

30

20 10

10

0 0 0.15

8 0.3

0.6

1.2

1.4

4.76

9.6

UKURAN AYAKAN



100

100

90

100

100

90


85 80

80 75

70 60

60

50 40

40

30 20 10

10

0 0 0.15

12

0.3

0.6

1.2

1.4

4.76

9.6

UKURAN AYAKAN


II - 33


100

100


90

100 95

100 95

100

90

80

80

70 60

60

50 40 30 20

20

10 5 0 0 0.15

0.3

0.6

1.2

1.4

4.76

9.6

UKURAN AYAKAN

Grafik 2.16 Curva pasir zona 4 (“Civil Engineering Handbook” oleh VN Vaziran dan SP chandola)

Setelah menentukan zona pasirnya, maka kurva pasirnya digabung dengan kurva agregat kasar sehingga menghasilkan perpaduan antara 2 kurva. CURVE GRADASI CAMPURAN 100

100

% TOTAL LOLOS AYAKAN

90 80 75 70 60 50

48 34

30

5 0 0 0.15

30

27 23

20 10

47

42

40

16

12 8 3 0.3

0.6

1.2

2.36

4.75

9.5

19

UKURAN AYAKAN

Grafik 2.17 Curve Gradasi Campuran (“Civil Engineering Handbook” oleh VN Vaziran dan SP chandola)

II - 34

Untuk menghitung perbandingan agregat gabungan dapat dihitung dengan rumus :

x 100  x   yk 100 100 Dimana : A  yh

A  Ordinat gradasi gabungan untuk ukuran butir tertentu y h  Ordinat agregat butiran halus

y k  Ordinat agregat butiran kasar

x  Prosentase agregat butiran kecil

Langkah selanjutnya adalah menghitung Berat Jenis gabungan agregat (pasir + kerikil) dengan menggunakan rumus : BJ Gabungan Agregat 

1 % pasir % kerikil  BJ pasir BJ kerikil

Dari perhitungan analisa saringan, maka dapat kita ketahui berat dari pasir dan kerikil untuk adukan beton 1 m3. Berat pasir  % pasir * berat agregat gabungan Berat kerikil  % kerikil * berat agregat gabungan