Rancangan Campuran Beton (Berdasarkan ACI Committee 211)
Komposisi / jenis beton yang akan diproduksi biasanya bergantung pada beberapa hal, yaitu :
- Sifat-sifat mekanis beton keras yang diinginkan, yang biasanya ditentukan oleh perencanaan struktur
- Sifat-sifat beton segar yang diinginkan, yang biasanya ditentukan oleh jenis konstruksi, 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 kelacakan, kekuatan dan durabilitas. Untuk mendapatkan komposisi campuran beton tersebut perlu dilakukan proses "trial and error" yang dimulai dari suatu perancangan campuran dan kemudian diikuti oleh pembuatan campuran awal (trial mix). Sifat-sifat uang dihasilkan dari campuran awal ini kemudian diperiksa terhadap persyaratan yang ada, dan jika perlu, dilakukan penyesuaiaan/perubahan komposisi sampai didapat hasil yang memuaskan
Perancangan Proporsi Campuran Beton
Step 1 : Pemilihan angka slump
Jika nilai slump tidak ditentukan dalam spesifikasi, maka nilai slump dipilih dari tabel berikut untuk berbagai jenis pengerjaan konstruksi
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.
|
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 pemiilihan ukuran maksimum agregat biasanya dikatikan dengan dimensi struktur, sebagai contoh :
a. 1/5 lebar terkecil di antara 2 tepi bekisting
b. 1/3 tebal pelat pantai
c. 2/3 jarak bersih antara tulangan
d. 3/4 tebal bersih selimut beton
Step 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 agregat dan juga pada jumlah kebutuhan kandungan udara pada campuran. Jumlah air yang dibutuhkan tersebut tidak banyak terpengaruh oleh jumlah kandungan semen dalam campuran. Berikut tabel yang 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 berikut bisa dijadikan pegangan dalam pemilihan nilai perbandingan 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
|
Nilai kuat beton yang digunakan adalah nilai kuat tekan beton rata-rata yang dibutuhkan, yaitu :
fm = fc' + 1.64 sd
dimana,
fm = nilai kuat tekan beton rata-rata
fc = nilai kuat tekan karakteristik
sd = standar deviasi (berdasarkan tabel berikut)
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
|
Harga rasio air semen tersebut biasanya dibatasi oleh harga maksimum yang diperbolehkan untuk kondisi exposure tertentu. Sebagai contoh, untuk struktur yang berbeda di lingkungan laut harga rasio air semen biasanya dibatasi maksimum 0,4 - 0,45
Step 5 : Perhitungan Kandungan Semen
Berat semen yang dibutuhkan adalah sama dengan jumlah berat air pencampur dibagi dengan rasio air semen
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 partikel agregat kasar, semakin banyak volume agregat kasar yang dapat dicampurkan untuk menghasilkan campuran beton dengan kelecakan yang baik.
Tabel dibawah memperlihatkan bahwa pada derjat kelacakan tertentu (slump 75-100 mm) volume agregat kasar yang dibutuhkan persatuan volume beton adalah fungsi daripada ukuran maksimum agregat kasar dan modulus kehalusan agregat halus
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
|
Berdasar tabel diatas volume agregat kasar (dalam satuan meter kubik) per 1 m3 beton adalah sama dengan fraksi volume yang didapat dari tabel sebelumnya. Volume ini kemudian dikonversikan menjadi berat kering agregat kasar dengan mengalikannya dengan berat isi kering dari agregat yang dimaksud
Untuk campuran dengan nilai slump selain 75-100 mm, volume agregat kasar dapat diperoleh dengan mengoreksi nilai yang ada pada tabel diatas dengan angka koreksi dibawah ini
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
|
Step 7 : Estimasi Kandungan Agregat Halus
Setelah menyelesaikan step 6, semua bahan pembentuk 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 (absolute volume method)
Menurut perhitungan volume absolut, bisa menggunakan estimasi awal untuk berat jenis beton segar seperti pada tabel di bawah ini
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
|
Maka agregat halus dapat ditentukan dengan mengurangi beton segar dengan berat semen, air dan agregat kasar
Step 8 : Koreksi kandungan air pada agregat
Pada umumnya, stok agregat di lapang berbeda dalam kondisi basah tetapi tidak dalam kondisi jenuh dan kering permukaan. Tanpa adanya koreksi kadar air, harga rasio air semen yang diperoleh bisa jadi lebih besar atau bahkan lebih kecil dari harga yang telah ditentukan berdasarkan step 4 dan berat SSD agregat menjadi lebih kecil atau lebih besar dari harga estimasi pada step 6 dan 7.
Urutan rancangan beton dari step 1 hingga 7 dilakukan berdasarkan kondisi agregat yang SSD. Oleh karena itum untuk trial mix air pencampur yang dibutuhkan dalam campuran bisa diperbesar atau diperkecil tergantung dengan kandungan air bebas pada agregat. Sebaliknya, untuk mengimbangi perubahn air tersebut, jumlah agregat harus diperkecil atau diperbesar
Step 9 : Trial Mix
Karena banyaknya asumsi yang digunakan dalam mendapatkan proporsi campuran beton di atas, maka perlu dilakukan trial mix skala kecil di laboratorium. Hal-hal yang perlu diuji dalam trial mix ini :
a. Nilai slump
b. Kelacakan (workability)
c. Kandungan udara
d. Kekuatan pada umur-umur tertentu
Tidak ada komentar:
Posting Komentar