Perancangan Beton Mutu Normal

download Perancangan Beton Mutu Normal

of 13

Transcript of Perancangan Beton Mutu Normal

LAPORAN LABORATORIUM UJI BAHANJURUSAN TEKNIK SIPILPOLITEKNIK NEGERI BANDUNGJl. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos 1234, Telepon (022) 2013789.Homepage : www.polban.ac.id Email : [email protected]

Subjek : Perancangan Campuran BetonTopik : Perancangan Campuran Beton Mutu Normal Metode ACINo. Uji : 13

Halaman : 13

I.REFERENSI1. ACI 211. 1-1999, Metode pembuatan rancangan campuran beton normal dengan metode ACI.2. SNI 03-2834-1993, Tata cara pembuatan rencana campuran beton normal.3. ASTM C 31, Practies for making and curing concrete test specimens in the field.

II.TUJUANUntuk menentukan proporsi beton normal dalam 1m3 beton dengan mutu beton fc - 25 dengan menggunakan metode ACI 211. 1-1999 (American Concrete Institute).

III. DASAR TEORI Berdasarkan mutu kinerjanya, maka beton dikelompokkan menjadi dua, yaitu beton ,mutu normal, dan beton mutu tinggi. Berdasarkan Aci Committee 211.4R.93 (Aci Cornmiltee :1996). Beton mutu normal adalah beton yang mempunyai nilai kuat tekan kurang dari 41MPa.Cara menurut ACI dalam merancang campuran beton dikutip dari cara ACI 211. 1 1999 dengan satuan matrik (SI) dan dengan menggunakan benda uji silinder Beton dengan diameter 15 cm dan tinggi (t) 30 cm

IV. PROSEDUR PERANCANGAN

1. Pilih atau tentukan slump beton yang direncanakan.Jenis KonstruksiSlump (mm)

Maks.* Min.

Dinding plat pondasi dan pondasi telapak bertulang12550

Pondasi telapak tidak bertulang, kaosin dan konstruksi di bawah tanah9025

Plat balok kolom dan dinding15075

Pengerasan jalan7550

Pelat-pelat (slabs) dan pelat jalan raya (pavement)7525

Beton massa7525

(ACI-Tabel A1.5.3.1) Nilai Slump Beton yang Disarankan Untuk Berbagai Jenis Konstruksi

Keterangan :*) dapat dipertinggi 25 mm untuk cara pemadatan tanpa getaran.2. Pilih ukuran nominal maksimum agregat yang akan digunakan.(9,5 mm ; 12,5 mm; 19 mm; 25 mm; 37,5 mm; 50 mm; 75 mm; dan 150 mm)3. Perkirakan (estimasi) jumlah air pengaduk dan kadar udara beton. Slump (mm)Jumlah Air, Kg/m3 Beton, Untuk Ukuran Besar Butir maksimum Agregat yang Diketahui

9.5i)12.5i)19i)25i)37.5i)50ii)75iii)150iii

Beton Tanpa Kadar Udara (Tanpa AEA)

25 sampai 50207199190179166154130113

75 sampai 100228216205193181169145124

150 sampai 175243228216202190178160-

Perk. kdr udara (%)32.521.510.50.30.2

Beton Dengan Kadar Udara (menggunakan AEA)

25 sampai 50181175168160150142122107

75 sampai100202193184175165157133119

150 sampai175216205197184174166154-

Rata-rataiv) Jumlah Udara yang Disarankan (%), Untuk tingkat Pengaruh Cuaca

Cuaca Ringan4.54.03.53.02.52.01.5v)1.0v)

Cuaca Sedang6.05.55.04.54.54.03.5vi)3.0vi)

Cuaca berbahaya dan ekstrim7.57.06.06.05.55.04.5vii)4.0vii)

(ACI-Tabel A1.5.3.3) Perkiraan jumlah Air Pengaduk dan Jumlah Kadar Udara yang Disyaratkan Untuk Nilai Slump dan Ukuran Besar Butir Maksimum Agregat yang berbeda-bedaKeterangan :Rekomendasi tambahan untuk kadar udara dan toleransi yang penting mengenai kadar udara untuk pengawasan di lapangan, tercantum dalam beberapa dokumen ACI, termasuk ACI 20, 345, 318, 301 dan 302. ASTM C-94 untuk Ready Mixed Concrete juga memberi batasan mengenai kadar udara.Persyaratan yang terdapat pada dokumen lain, tidak akan selalu cocok, karena itu dalam pembuatan campuran beton pertimbangan-pertimbangan harus diberikan untuk memilih jumlah kadar udara agar memenuhi keperluan di lapangan atau memenuhi persyaratan pemakaian.

4. Hitung besar kuat tekan rata- rata (fcr) di hitung dengan rumus fcr= fc + k Sd 5. Tentukan perbandingan antara berat air pengaduk dengan berat Semen PCC yang akan digunakan (W/C). Gunakan tabel 3.3 atau gambar 3.1 dengan mempertimbangkan fas maks yang diijinkan untuk beton pada konstruksi tertentu (tabel 3.4)Kuat Tekan Rata-rata 28 Hari/fcr (MPa))Perbandingan f.a.s Dalam Berat

Beton Tanpa Udara (Tanpa AEA)Beton Dengan Kadar Udara

400.42-

350.470.39

300.540.45

250.610.52

200.690.60

150.790.70

(ACI-Tabel A1.5.3.4(a))) Hubungan Antara f.a.s dan Kuat Tekan Beton

Keterangan :Nilai ini diperkirakan rata-rata kuat tekan beton yang mengandung udara tidak lebih dari 2% untuk beton tanpa udara dan 6% jumlah udara untuk beton pakai udara (pakai AEA). Untuk f.a.s yang tetap, kekuatan beton akan berkurang bila kadar udaranya naik. Kuat tekan didasarkan pada kuat tekan silinder beton 150 mm, tinggi 300 mm, dirawat basah selama 28 hari, menurut cara yang tercantum dalam ASTM Method C-31 for Making and Curing Concrete Speciment in the Field. Silinder betonnya dirawat basah pada suhu 23 1.7 C. Hubungan yang tercantum dalam tabel tersebut di atas ini diperkirakan bagi penggunaan butir agregat maksimum 25 mm. Untuk sumber aggregat yang tertentu, kuat tekan yang dihasilkan untuk harga f.a.s yang tertentu, akan naik, bila besar butir maksimum agregat ukurannya turun. Apabila angka-angka dalam tabel ini digambar dalam bentuk kurva, hubungan antara kuat tekan banding f.a.s akan terlihat seperti pada gambar 3.1.

Hubungan Antara Fas dengan Kekuatan Tekan Beton(ACI 211. 1 1991)F.a.s Maksimum yang Diijinkan Untuk Beton yang Terjamah Cuaca BerbahayaJenis StrukturStruktur yang Selalu Basah atau Seringkali Basah dan Struktur yang Terpengaruh Oleh Kering dan Beku)Struktur yang Terjamah Air Laut atau Sulfat

Beton penampang tipis (railing, curbam, ambang dan pekerjaan omamen) dan penampang yang penutup betonnya kurang dari 5 mm diatas tulangannya0.450.040)

Struktur beton yang lainnya0.500.45)

Keterangan :Berdasarkan ACI 201 2R Betonnya juga harus mengandung udara (air-entrained) Bila dipakai Semen Portland Type II atau Type V, nilai f.a.s dapat dipertinggi 0.05

5. Hitung kadar semen yang dibutuhkanDengan cara membagi kadar air (hasil pada langkah keempat) dengan rasio air-semen / fas (hasil pada langkah keempat)

6. Perkirakan (estimasi) volume agregat kasarDengan dasar ukuran nominal maksimum agregat kasar dan nilai angka kehalusan agregat halus, Gunakan tabel 3.5 sehingga di dapat volume kering agregat kasar untuk setiap unit beton.

Ukuran Butir Maksimum Aggregat Nominal (mm)Volume Aggregat Kasar yang Dicocok-Padat) Tiap Unit Volume Beton Untuk Sifat Angka Kehalusan yang Berbeda dari Aggregat Halusnya)

2.402.602.803.00

9.50.50.480.460.44

12.40.590.570.550.53

190.660.640.620.60

250.710.690.670.85

37.50.750.730.710.69

500.780.760.740.72

750.820.800.780.76

1500.870.850.830.81

(ACI-Tabel A1.5.3.6) Volume Aggregat Kasar Untuk Tiap Unit Volume Beton)

Keterangan :Lihat ASTM Method 136 untuk menghitung angka kehalusan.Volume berdasarkan aggregat yang dicocok-padat menurut ASTM C-39. Volume ini dipilih dari hubungan empiris, untuk menghasilkan beton workabilitynya cocok untuk digunakan dalam beton bertulang. Untuk beton yang agak kurang workable, misalnya untuk beton hamparan jalan raya, nilai di atas dapat dipertinggi 10%. Untuk beton yang workabilitynya tinggi (lebih cair), misalnya untuk beton pompa, nilainya dikurangi 10%.Disarankan, bila aggregat yang dipakai susunan butirnya masing-masing tidak diperdagangkan atas dasar angka kehalusan atau tidak memenuhi susunan butir menurut ASTM, sebaiknya digabung sedemikian rupa sehingga kurva gabungan butir tetap terjaga atau gunakan pedoman susunan butir aggregat menurut McIntosh.7. Perkirakan (estimasi) kadar agregat halus1) Atas dasar perhitungan beratTerlebih dahulu tentukan berat / volume beton segar dapat menggunakan formula 3.1 atau dapat menggunakan tabel 3.6. Sehingga kadar agregat halus dapat dicari dengan mengurangi berat / volume beton oleh jumlah berat / volume semen, air dan agregat kasar.

Um = 10 Ga (100-A) + Cm (1-(Ga/Gc)) Wm (Ga-1) . 3.1

Um = Berat/volume beton segar (kg/m3) Ga = Rata-rata berat jenis agregat kasar dan agregat halus bulk SSD Gc = Berat jenis Semen Portland (umumnya 3,15) A = Kadar udara ( % ) Wm = Air pencampur/pengaduk (kg/m3) Cm = Kadar Semen Portland (kg/m3)

Besar Butir Maksimum Nominal (mm)Perkiraan Pertama Untuk Beton Segar (kg/m3))

Beton Tanpa UdaraBeton Dengan Kadar Udara

9.522802200

12.523102230

1923452275

2523802290

37.524102320

5024452345

7524902400

15025302435

(ACI-Tabel A1.5.3.7.1) Perkiraan Pertama Untuk Berat Beton Segar

2) Atas dasar perhitungan volume absolute betonTerlebih dahulu tentukan volume masing-masing bahan air, semen Portland, agregat kasar dan udara untuk 1 m3 beton. Kemudian jumlahkan seluruh volume bahan tersebut. Sehingga selisih volumenya untuk 1 m3 beton terhadap jumlah volume bahan tersebut merupakan volume agregat halus.

3) Koreksi kadar air agregat yang sebenarnyaKarena keadaan kadar air yang dikandung agregatnya yang ada di lapangan, belum tentu sesuai dengan perkiraan (kering), maka perbandingan campuran beton (agregat dan air), perlu dikoreksi dengan kondisi / keadaan kadar air agregat yang sebenarnya

V. DATA DAN PERHITUNGAN

5.1 Data

a. Mutu beton (fc) 20 MPab. Slump 75 25 (50 - 75 mm).c. Standar Deviasi (Sd) 6 MPa

d. Sifat dari bahan-bahan campuran adalah :

1. Agregat Kasar :a. Jenis batu pecah,b. Berat/volume padat 1460 kg/m3 c. Nominal Maksimum Butiran 19 mmd. Berat jenis kering 2,53 kg/m3e. Penyerapan air 2,75%f. Kadar air 2 %g. Gradasi dan sifat lainnya memenuhi spesifikasi ASTM C.33-1996

2. Agregat Halusa. Jenis pasir alamb. Berat jenis kering 2,41 kg/m3c. Berat/volume padat 1680 kg/m3d. Penyerapan air 5,67 %e. Fines modulus 3,1f. Nominal Maksimum Butiran 9,5 mmg. Kadar air 6 %

3. Semen Portlanda. PCC, merk Tiga Rodab. Berat jenis 3 kg/m3c. Sifat lainnya memenuhi ASTM C.150-19964. AirMemenuhi syarat sebagai air pencampur beton, ASTM C.94-1997

5. Tidak menggunakan AEA dan additive

5.2 Perhitungan

1. Workability yang diminta sesuai dengan tingkat kesulitan dilapangan untuk jenis konstruksi yang akan dibuat (perkerasan jalan) berdasarkan ACI-Tabel A1.5.3.12. Ukuran nominal maksimum agregat diketahui 19 mm3. Dengan nilai slump 50-75 mm, ukuran nominal maksimum agregat 19 mm, dan beton non AEA, maka berdasarkan tabel 3.2 didapat perkiraan kadar air dan kadar udara masing-masing sebesar 205 kg/m3 dan 2%.4. Kuat tekan rata- ratafcr = fc rata-rata - k . Sdfcr = 20 + (1.64 x 6) = 29,84 30 MPa5. Atas dasar kekuatan tekan rata-rata beton pada umur 28 hari yang akan dicapai sebesar 29,84 MPa tanpa menggunakan AEA (non-AEA), maka dengan bantuan tabel 2.3 atau gambar 2.1, di dapat nilai fas 0.546. Dari langkah 3 dan 4 di atas, maka dapat ditentukan kadar semen portland nya sebagai berikut : = 379,63 kg/m3.7. Kadar agregat kasar yang dibutuhkan dapat diperkirakan,dengan menggunakan tabel 3.5. Untuk nilai Fm agregat halus 3.1 dan ukuran nominal maksimum 19 mm, dari tabel 3.5 diperkirakan volume pada agregat kasar sebesar 0.6 m3.Berat kering agregat kasar= 0.6 m3 x 1460 kg/m3 = 876 kg.

Atas dasar volume absoluta. Dengan memperhitungkan perkiraan volume udara dalam beton sebesar 2 % (hasil dari langkah 3), kadar agragat halus dapat ditentukan sebagai berikut :Volume air = 205/1000 = 0.205 m3Volume semen portland = 379,63/(3x1000) = 0.126 m3Volume agregat kasar = 876/(2.53x1000) = 0.346 m3Volume udara = 2% = 0.02 m3Jumlah volume beton tanpa agregat halus = 0.697 m3Volume agregat halus = 1.000-0.697 = 0.303 m3Berat agregat halus = 0.303x2.41x1000 = 730.23 kg Kebutuhan bahan untuk 1 m3 beton (Agregat kering oven)1. Semen PC= 379,63 kg2. Air = 205 kg 3. Agregat kasar > 4.75 mm= 876 kg4. Agregat halus < 4.75 mm= 730.23 kg 5. Estimasi berat beton total = 379,63 + 205 + 876 + 730,23 = 2190,86 kg

8. Koreksi proporsi campuran (agregat dan air), oleh kadar air agregat yang sebenarnya meliputi :a. Koreksi terhadap berat agregatAkibat kadar air yang sebenarnya dari agregat kasar dan agregat halus masing-masing 2 % dan 6 %, maka komposisi berat dari kedua agregat tersebut menjadi terkoreksi :Berat agregat kasar = 1.02 x 876 = 893,52 kgBerat agregat halus = 1.06 x 730,23 = 774,04 kgb. Koreksi terhadap airKarena penyerapan air agregat tidak diperhitungkan dalam estimasi air pencampur, dan akan menjadi air permukaan, maka komposisi berat air tersebut menjadi terkoreksi :

Sebelum PencampuranPenyerapan Air (%)Kadar Air (%)Selisih (%)

Agregat Kasar2,7520,75

Agregat Halus5,6760,33

Proporsi setelah koreksi kadar air agregat dilapangan.1. PC = 379,63 kg 2. Air = 205 (0,75 % x 876)- (0,33 % x 730.23) = 196,02 kg

Estimasi berat beton setelah koreksi893,52 + 774,04 + 379,63 + 196,02 = 2243,21 kg

kebutuhan untuk 1 kali pengadukan (1 sak semen = 50 kg)semen = 50 kg

air = 196,02/379,63 x berat semen = 196,02/379,63 x 50 = 25,81 kg

agregat halus = 774,04/379,63 x berat semen = 774,04/379,63 x 50 = 101,94 kgagregat kasar = 893,52/379,63 x berat semen = 893,52/379,63 x 50 = 117,68 kg

IV. KESIMPULANSetelah dilakukan perhitungan perancangan campuran beton dengan mutu fc = 20 MPa dengan metoda ACI, didapatkan perkiraan komposisi berat campuran sebagai berikut :

BahanKomposisi Beton 1m Sebelum Dikoreksi Kadar Air Lapangan(Dlm Keadaan SSD)Komposisi Beton 1m Setelah Dikoreksi Kadar Air LapanganProporsi bahan untuk 1 kali pengadukan

Semen portland379,63 Kg379,63 Kg 50 Kg

Air205 Kg196,02 Kg 25,81 Kg

Agregat halus730,23 Kg774,04 Kg 101,94 Kg

Agregat kasar876 Kg893,52 Kg 117,68 Kg

Dosen Pembimbing Penanggung Jawab

Ir. Jul Endawati, MT. Bhakti Jatnika Saefulloh

D4 - Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan