[Praktikum Bahan Bangunan Laut] Pekan ke-2 : Perencanaan Campuran Beton

Topik pada praktikum kali ini yaitu melakukan perhitungan mengenai perencanaan campuran beton yang akan di buat serta mengaplikasikan perhitungan beton tersebut dengan melaksanakan pembuatan beton sesuai perencanaan perhitungan. Beton yang akan dibuat pada praktikum ini adalah beton dengan jenis kontruksi dinding dan balok tipe K-175 dengan pengerjaan tanpa penambahan udara dalam kondisi laboraturium yang kurang baik. Berikut kegiatan- kegiatan yang dilakukan selama  pengerjaan praktikum :

• Prosedur Perencanaan Campuran Beton

• Tahap 1: Pemilihan Angka Slump

Jika nilai slump tidak ditentukan dalam spesifikasi, maka nilai slump dapat dipilih dari tabel 4.1. untuk berbagai jenis pengerjaan konstruksi.

• Tahap 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 pemilihan ukuran maksimum agregat biasanya dikaitkan dengan dimensi struktur. Sebagai contoh, ukuran maksimum agregat harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:

Dimana,

D      = ukuran maksimum agregat

d       = lebar terkecil di antara 2 tepi bekisting

h       = tebal pelat lantai

s        = jarak bersih antara tulangan

c       = tebal bersih selimut beton

• Tahap 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 berpengaruh oleh jumlah kandungan semen dalam campuran. Tabel berikut memperlihatkan informasi mengenai kebutuhan air pencampur untuk berbagai nilai slump dan ukuran maksimum agregat.

• Tahap 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 di atas, tabel berikut bisa dijadikan pegangan dalam pemilihan nilai perbandingan air semen.

Nilai kuat tekan beton yang digunakan pada tabel diatas 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 (yang disyaratkan)

Sd     : standar deviasi (dapat diambil berdasarkan tabel di bawah ini)

Harga rasio air semen tersebut biasanya dibatasi oleh harga maksimum yang diperbolehkan untuk kondisi exposure (lingkungan) tertentu. Sebagai contoh, untuk struktur yang berada di lingkungan laut harga rasio air semen biasanya dibatasi maksimum 0,40 – 0,45.

• Tahap 5: Perhitungan kandungan semen

Berat semen yang dibutuhkan adalah sama dengan jumlah berat air pencampur (tahap 3) dibagi dengan rasio air semen (tahap 4).

• Tahap 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) per satuan 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 4.5 memperlihatkan bahwa pada derajat kelecakan tertentu (slump = 75 – 100 mm), volume agregat kasar yang dibutuhkan per satuan volume beton adalah fungsi daripada ukuran maksimum agregat kasar dan modulus kehalusan agregat halus.

Berdasarkan tabel 4.5, volume agregat kasar (dalam satuan m3) per 1 m3 beton adalah sama dengan fraksi volume yang di dapat dari tabel 4.4. Volume ini kemudian dikonversikan menjadi berat kering agregat kasar dengan mengalikannya dengan berat isi kering dari agregat yang dimaksud (dry rodded unit weight).

Untuk campuran dengan nilai slump selain 75 – 100 mm, volume agregat kasar dapat diperoleh dengan mengoreksi nilai yang ada pada tabel 4.5 dengan angka koreksi yang ada pada tabel 4.6.

• Tahap 7: Estimasi kandungan agregat halus

Setelah menyelesaikan tahap 6, semua bahan pembentuk beton yang dibutuhkan telah diestimasi kecuali agregat halus. Jumlah pasir yang dibutuhkan dapat dihitung dengan dua cara, yaitu:

1. Cara perhitungan berat (weight method)
2. Cara perhitungan volume absolut (absolut volume method)

Volume agg. halus = 1- vol. udara – vol. air – vol. agg. kasar – vol. semen

Massa aggregat halus = volume agregat halus x specific gravity kondisi SSD 

• Tahap 8: Koreksi kandungan air pada agregat

Pada umumnya, stok agregat di lapangan berada dalam kondisi basah (kondisi lapangan) tetapi tidak dalam kondisi jenuh dan kering permukaan (SSD).

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 tahap 4 dan berat SSD agregat (kondisi jenuh dan kering permukaan) menjadi lebih kecil atau lebih besar dari harga estimasi pada tahap 6 dan 7.

Urutan rancangan beton dari tahap 1 sampai tahap 7 dilakukan berdasarkan kondisi agregat yang SSD. Oleh karena itu, untuk trial mix air pencampur yang dibutuhkan dalam campuran bisa diperbesar atau diperkecil tergantung dengan kandungan air bebas pada agregat. Sebaliknya, untuk mengimbangi perubahan air tersebut, jumlah agregat harus diperkecil atau diperbesar.

• Tahap 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:

Nilai Slump

Kelecakan (workability)

Kandungan udara

Kekuatan pada umur – umur tertentu

• Data Perhitungan Perencanaan Campuran Beton

Setelah selesai melakukan prosedur pengerjaan perencaan campuran beton diatas, diperoleh data-data masing-masing material campuran beton berikut ini :

Penetapan Variabel Perencanaan
1	Kategori Jenis Struktur	K-175
2	Slump Rencana	7,5-10 cm
3	Rencana Kuat tekan beton	22,082 Mpa
4	Modulus kehalusan agregat	3,52
5	Ukuran maksimum agregat kasar	2 cm
6	Berat jenis agregat halus	2,463
7	Berat jenis agregat kasar	2,4999
8	Berat volume/isi agregat kasar	1,451 kg/m3

Perhitungan komposisi unsur beton
9	Rencana air adukan beton W	200 kg
10	Prosentasi udara tertangkap	2%
11	Perbandingan W/C	0,65
12	Perbandingan W/C maksimum	-
13	Berat semen yang diperlukan	307,69 kg
14	Volume agregat kasar perlu bagi 1m beton	54,80%
15	Berat agregat kasar [kerikil] perlu	0,795
16	Volume semen	0,0977
17	Volume air	0,2
18	Volume agregat kasar	3,228x10-4
19	Volume udara	0,02
20	Volume perlu agregat halus	0,68

Komposisi berat unsur adukan/m3 beton
21	Semen	307,69 kg
22	Air	200 kg
23	Agregat kasar kondisi SSD	0,795 kg
24	Agregat halus kondisi SSD	1699,932 kg
25	Faktor semen	6154

Komposisi jumlah air dan berat unsur untuk perencanaan lapangan
26	Kadar air agregat kasar	5,21%
27	Absorpsi agregat kasar	5,35%
28	Kadar air agregat halus	4,88%
29	Absorpsi agregat haus	9,97%
30	Tambahan air adukan dari agrega kasar	0,01798 kg
31	Tambahan agregat kasar untuk kondisi lapangan	0,04428 kg
32	Tambahan air adukan dari agregat halus	31,225 kg
33	Tambahan agregat halus untuk kondisi lapangan	79,0617 lg

Komposisi campuran beton kondisi lapangan
34	Semen	307,69 kg
35	Air	231,22606 kg
36	Agregat kasar kondisi lapangan	0,7976107 kg
37	Agregat halus kondisi lapangan	1783,3727 kg

Komposisi unsur campuran beton/kapasitas mesin molen = 0,03M
38	Semen	11,2525 kg
39	Air	8,455937 kg
40	Agregat kasar kondisi lapangan	0,7976107 kg
41	Agregat halus kondisi lapangan	1783,3727 kg

Itulah kegiatan yang kami lakukan di pekan ke-2.