PRAKTIKUM PEKAN KE-3 BAHAN BANGUNAN LAUT (KL 2105)

Pada hari Jum’at, 19 Oktober 2018, Kami kelas BBL 02 melaksanakan praktikum bahan bangunan laut yang pertama pukul 07.00 pagi di Laboratorium Rekayasa Struktur. pada praktikum ketiga ini, kami melakukan 1 modul yang merupakan modul 8, yaitu Rancangan Campuran Beton. Pada modul ini kami dapat merancang campuran beton dengan baik dan benar serta sesuai dengan tahapan-tahapan yang telah ditentukan agar dapat memenuhi kuat tekan yang diinginkan. Kelompok kami akan merancang campuran beton dengan kuat tekan beton yang disyaratkan adalah K275 atau kuat beton = 275 kg/cm2.

PRAKTIKUM MODUL 8

RANCANGAN CAMPURAN BETON

(Berdasarkan ACI Committee 211)

PENDAHULUAN

Rancangan campuran beton normal pada praktikum kali ini disusun berdasarkan ACI 211. Komposisi / jenis beton yang akan di produksi biasanya bergantung pada berapa hal yaitu:

• Sifat-sifat mekanis beton keras yang diinginkan, yang biasanya ditentukan oleh perencanaan struktur.
• Sifat-sifat segar yang diinginkan, yang biasanya ditentukan oleh jenis kontruksi, teknik penempatan / pengecoran dan pemindahan.
• Tingkat pengendalian (control) di lapangan.

Perancangan campuran beton biasanya dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan komposisi campuran beton yang ekonomis dan memenuhi persyaratan kelecakan, kekuatan, dan durabilitas.

Untuk mendapatkan komposisi campuran beton tersebut perlu dilakukan proses “trial dan error”, yang dimulai dari suatu perancangan campuran dan kemudian diikuti oleh pembuatan campuran awal (trial mix). Sifat-sifat yang dihasilkan dari campuran awal ini kemudian diperiksa terhadap persyaratan yang ada, dan jika perlu, dilakukan penyesuaian / perubahan komposisi sampai didapat hasil yang memuaskan.

FAKTOR-FAKTOR YANG HARUS DIPERHATIKAN

Hal utama yang harus diperhatikan dalam perancangan campuran beton adalah kekuatan beton yang disayarakan. Biasanya kekuatan yang disyaratkan adalah kekuatan beton umur 28 hari. Namun ada pertimbangan lain (misalnya: waktu pelepasan bekisting) yang dapat menjadi alasan untuk memilih kekuatan beton umur selain 28 hari sebagai syarat yang harus dipenuhi. Faktor-faktor lainnya adalah rasio air-semen, tipe kandungan semen,durabilitas, kelecakan, kandungan air, pemilihan agregat dan trial mix. Faktor-faktor ini akan dibahas langsung dalam penjelasan mengenai tahapan mix design yang disampaikan dalam sub-sub berikut ini.

1. Nilai Perbandingan Air Semen

Nilai perbandingan air semen merupakan parameter dalam perancangan campuran beton. Sifat-sifat beton, seperti kuat tekannya, biasanya membaik dengan menurunnya nilai perbandingan air-semen yang digunakan dalam campuran. Nilai perbandingan air-semen yang sering digunakan lapangan berkisar antara 0,4 – 0,45. Untuk nilai perbandingan a/s < 0,4 dibutuhkan adanya perubahan superplastisizer. Mengurangi nilai a/s suatu campuran merupakan cara termurah untuk mendapatkan beton dengan mutu yang lebih baik. Sifat-sifat beton merupakan fungsi dari nilai perbandingan a/s. Jika nilai a/s menurun maka harga fc’ akan naik. Selain itu, porositas beton juga merupakan fungsi dari nilai perbandingan a/s.

Porositas = Air + Kandungan Semen+ Pori-pori Udara

PERANCANGAN PROPORSI CAMPURAN BETON (Berdasarkan ACI Committee 211)

Langkah 1: Pemilihan Angka Slump

Jika nilai slump tidak ditentukan dalam spesifikasi, maka nilai slump dapat dipilih dari Tabel 8.1 untuk berbagai jenis pengerjaan konstruksi.

JenisKonstruksi	Slump (mm)
	Maksimum	Minimum
Dinding Pondasi, footing, dinding basemen	75	25
Dinding dan Balok	100	25
Kolom	100	25
Perkerasan dan lantai	75	25
Beton dalam jumlah yang besar (seperti dam)	50	25

Pada praktikum ini, jenis konstruksi yang dipilih adalah dinding dan balok, namun nilai minimum slump diganti menjadi 75 mm, sehingga nilai slump rancangan campuran beton kali ini adalah75 – 100 mm.

Langkah 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 ronga 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. Pada praktikum kali ini, ukuran maksimum agregat kasar yang akan digunakan sebagai rancangan campuran beton adalah 20 mm.

Langkah 3: 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 sgregat dan juga pada jumlah kebutuhan kandungan udara pada campuran.

Jumlah air yang dibutuhkan tersebut tidak banyak terpengaruh oleh jumlah kandungan semen dalam campuran. Tabel berikut memperlihatkan informasi mengenai kebutuhan air pencampuran untuk berbagai nilai slump dan ukuran maksimum agregat.

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	160	155	150
	150 – 175	215	205	190	180	170	165	160
	Udara yang disarankan (%)	8	7	6	5	4,5	4	3,5

Langkah 4: Pemilihan Nilai Perbandingan Air Semen( Menentukan Water Cement Ratio )

Untuk menentukan Water Cement Ratio diperlukan kuat tekan rata-rata (fm). Persamaan yang digunakan seperti yang terdapat di bawah ini:

fm = fc’ + 1,64 Sd

fm : Kuat tekan rata-rata

fc’ : Kuat tekan beton yang direncanakan

Sd : Standar Deviasi

Nilai standar deviasi ditentukan dari tempat pembuatan dan kondisi pembuatan. Standar deviasi dapat dilihat pada Tabel 8.3 sebagai refrensi. Setelah mendapat nilai kuat tekan rata-rata maka dapat dilihat pada tabel 8.4 sebagai refrensi untuk menentukan Water Cement Ratio.

Kondisi Pengerjaan	Standar Deviasi (MPa)
	Lapangan	Laboratorium
Sempurna	< 3	< 1,5
SangatBaik	3 – 3,5	1,5 – 1,75
Baik	3,5 – 4	1,75 – 2
Cukup	4 – 5	2 – 2,5
KurangBaik	> 5	> 2,5

Kuat tekan beton umur 28 hari (MPa)	Rasio Air Semen (dalam 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

Kondisi laboratorium adalah kurang baik, maka diasumsikan bahwa nilai Standar Deviasinya mendekati 2,5. Nilai kua t tekan beton yang disyaratkan adalah 26,977 kg/cm2, sehingga nilai kuat tekon dalam satuan MPa adalah 26,977 MPa.

Setelah memperoleh kuat tekan rata-rata, maka dapat melihat tabel 4.4 dapat diperoleh FAS. Namun, karena kuat tekan 31,077 MPa tidak adapada tabel, maka perlu dilakukan interpolasi.

Maka nilai FAS yang didapat dengan persamaan diatas yaitu 0,584.

Langkah 5: Perhitungan Kadar Semen

Setelah diperoleh FAS dan kadar air, maka kadar semen dapat diperoleh dengan memasukkan kedalam persamaan berikut

Setelah memasukkan kadar air sebesar 200 dan FAS sebesar 0.584,maka diperoleh kadar semen adalah 342,466 .

Langkah 6: Menentukan Estimasi kandungan agregat kasa

Kadar agregat kasar ditentukan pada ukuran maksimum agregat kasar,modulus kehalusan, dan nilai slump. Standar volume persatuan volumebeton agregat kasar dapat dilihat pada tabel 4.5 sebagai referensi. Untuk nilai slump selain 75-100mm, diperlukan faktor koreksi yangdapat dilihat pada tabel 4.6. Setelah didapatkan data dari kedua tabel
maka kadar agregat kasar adalah:

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

Ukuran Maksimum Agregat Kasar (mm)	Volume Agregat Kasar (Dry Rodded) per satuan volume beton untuk berbagai nilai modulus kehalusan pasir
	2,40	2,60	2,80	3,00
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
40	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

Tabel 8.6 Faktor koreksi untuk nilai slump yang berbeda

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

Volume persatuan volume beton agregat kasar dapat dilihat pada tabel 4.5. Karena nilai slump selain 75-100mm, maka faktor koreksi adalah1. Pada praktikum pekan II modul 3 (Analisis Saringan Agregat Halus dan Agregat Kasar), didapatkan nilai modulus kehalusan pasir adalah 3,34 atau dapat dibulatkan menjadi 3,00, sehingga didapatkan volume agregat kasar (dry rodded) persatuan volume beton adalah 0,60. Selain itu pada praktikum pekan II modul 2 (Pemeriksaan Berat Volume Agregat), didapatkan bahwa berat volume agregat pada keadaan padat adalah 1.460 kg/Liter. Dengan diperoleh volume persatuan volume beton, maka kadar

Langkah 7: Estimasi Kandungan Agregat Halus

Setelah menyelesaikan langkah 6, semua bahan pembentuk beton yang dibutuhkan telah diestimasi kecuali agregat halus. Namun Sebelumnya, estimasilah berat jenis beton segar melalui Tabel 8.7 berikut ini.

Ukuran Maksimum Agregat (mm)	Estimasi Awal Berat Jenis Beton (kg/m3)
	Tanpa Penambahan Udara	Dengan penambahan udara
10	2285	2190
12,5	2315	2235
20	2355	2280
25	2375	2315
40	2420	2355
50	2445	2375
75	2465	2400
150	2502	2435

Pada penentuan kadar agregat halus, pertama-tama menentukan estimasi berat beton per m3 beton yang diperoleh dari tabel 8.7. Untuk ukuran maksimum agregat kasar 20 mm dan tanpa penambahan udara,estimasi berat jenis beton adalah 2355 kg/m3. Kemudian kadar agregat halus dapat ditentukan dengan persamaan

Maka kadar agregat halus diperoleh 817,4 kg/m3.

Berikut ini adalah tabel perhitungan perencanaan campuran beton (concrete mix design)

No	Parameter	Nilai/Satuan
1	Kategori Jenis Struktur	275
2	Slump Rencana	7.5-10 cm
3	Rencana Kuat tekan Beton	316.789
4	Modulus Kehalusan Agregat Halus	3.342
5	Ukuran Maksimum Agregat Kasar	2 cm
6	Berat jenis agregat halus SSD	2.44
7	Berat jenis agregat kasar SSD	2.61
8	Berat Volume/isi Agregat Kasar	1460

No	Parameter	Nilai/Satuan
9	Rencana Air Adukan Beton	200 kg
10	Presentase udaraTerperangkap	2.00%
11	Perbandingan W/C	0.584
12	Perbandingan W/C maksimum	–
13	Berat Semen yang Diperlukan [9]/[11]	342.466 Kg
14	Volume perlu Agregat Kasar bagi 1 m3 beton	60%
15	Berat agregat kasar perlu [14] x [8]	876 Kg/m3 beton
16	Volume semen0,001 x [13] / 3,15	0.109
17	Volume air 0,001 x [9]	0.2
18	Volume Agregat kasar 0,001 x [15]/[7]	0.336
19	Volume udara[10]	0.02
20	Volume perlu agregat halus bagi 1 m3 beton	0.335

No	Parameter	Nilai/Satuan
21	Semen[13]	342.466 kg
22	Air[9]	200 kg
23	Agregat kasar kondisi SSD[15]	876 kg
24	Agregat halus kondisi SSD[20] x [6] x 1000	817.4 kg
25	Faktor semen [21]/50	6.85 zak/in3 beton

No	Parameter	Nilai/Satuan
26	Kadar air agregat kasar (mk)	3.405%
27	Absorbsi air agregat kasar (ak)	4.49%
28	Kadar air agregat halus (mk)	6.41%
29	Absorbsi air agregat halus (ak)	5.38%
30	Tambahan air adukan dari agregat kasar [23] x([ak-mk)/[1+mk])	9.192 kg
31	Tambahan agregat kasar untuk kondisi  lapangan [30]/1000 x [7]x1000	23.991 kg
32	Tambahan air adukan agregat halus [2] x ([ah-mh)]/[1+mh])	-7.950 kg
33	Tambahan agregat halus untuk kondisi lapangan [32]/1000x[6]x1000	-19.588 kg

No	Parameter	Nilai/Satuan
34	Semen : [13]	342.66 kg
35	Air : [22]+[30]+[32]	201.203 kg
36	Agregat kasar kondisi lapangan : [23]+[31]	899.991 kg
37	Agregat halus kondisi lapangan : [24]+[33]	797.812 kg

No	Parameter	Nilai/Satuan
38	Semen	12.533 kg
39	Air	7.383 kg
40	Agregat kasar kondisi lapangan	32.92 kg
41	Agregat halus kondisi lapangan	29.181 kg

No	Parameter	Nilai/Satuan
42	Sisa air campuran (jikaada)	0
43	Penambahan air selama pengadukan (jika ada)	0.1 kg
44	Jumlah air sesungguhnya yang digunakan	7.483 kg
45	Nilai slump hasil pengukuran	10
46	Berat isi beton basah waktu pelaksanaan