laporan praktikum properti material perhitungan campuran beton

LAPORAN PRAKTIKUM PROPERTI MATERIAL

MODUL 4.1

PERHITUNGAN CAMPURAN BETON

KELOMPOK 5

ALEXANDER KEVIN UTOMO 1206237284

ANDREANUS KATILI 1206260583

MARCO MATIUS 1206244384

SHABRINA NADILA 1206239440

TANGGAL PRAKTIKUM : 5 OKTOBER 2013

ASISTEN PRAKTIKUM : RADEN PRASETYO

RIANDA MULYO

TANGGAL DISETUJUI :

NILAI :

PARAF ASISTEN :

LABORATORIUM STRUKTUR DAN MATERIAL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK

2013

A. TUJUAN

Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui komposisi bahan-bahan yang diperlukan

mencakup air, semen, agregat kasar, dan agregat halus yang nantinya digunakan untuk

merancang campur beton dengan slump sebesar 30-50 mm dan kekuatan sebesar 30 Mpa.

B. PERALATAN

1. Timbangan dengan ketelitian hingga 0,5 kg

2. Karung plastik

3. Gelas ukur

4. Ember

5. Talam

C. BAHAN

Bahan percobaan terdiri atas air, agregat kasar, agregat halus dan semen, dimana

bobot yang digunakan didapat dari perhitungan dibawah ini dengan metode ACI 211.1-

91:

Desain beton yang diinginkan:

1 Slump : 30-50 mm

2 Kekuatan : 30 MPa

Agregat halus :

1. FM : 3,25

2. Specific gravity SSD : 2,47

3. Absorpsi : 1,62 %

Agregat Kasar

1. Maximum size agregat (MSA) : 25 mm (1 inch)

2. Specific gravity SSD : 2,41

3. Absorpsi : 11 %

4. Berat isi : 1510 kg/m3

D. PROSEDUR PERCOBAAN

Perhitungan

Step 1 : Menentukan Nilai Slump

Penentuan nilai slump disesuaikan dengan jenis konstruksi yang

diinginkan. Karena pada praktikum ini ingin dihasilkan beton untuk kolom

bangunan, maka berdasarkan tabel 1, praktikan menentukan nilai slump untuk

campuran beton ini sebesar (100 ± 2) mm.

Tabel 1. Nilai Slump yang direkomendasikan untuk variasi jenis konstruksi

berdasarkan ACI 211.1-91

Step 2 : Menentukan Maximum Size Agregat (MSA)

Pada praktikum kali ini ditentukan bahwa besarnya Maximum Size Agregat

(MSA) sebesar 25 mm.

Step 3 : Menentukan jumlah air yang dibutuhkan dan kandungan udara

yang terperangkap

Jumlah air yang dibutuhkan dan kandungan udara yang terperangkap

dalam beton mengacu pada tabel 2 dan besaran slump serta MSA yang telah

ditentukan sebelumnya. Berdasarkan tabel 2, maka jumlah air yang dibutuhkan

(water content) dalam campuran beton tersebut dengan kondisi non-air entrained

concrete sebesar 180 kg/m3 dan perkiraan kandungan udara yang terperangkap

sebesar 1,5 %.

Tabel 2. Perkiraan jumlah air pencampur yang dibutuhkan dan kandungan udara

untuk workabilitas yang berbeda dan ukuran agregat maksimum berdasarkan ACI

211.1-91.

Step 4 : Menentukan W/C ratio dan jumlah semen yang dibutuhkan

Ratio air dengan semen disesuaikan oleh kekuatan serta ketahanan yang

ingin dihasilkan. Berdasarkan tabel 3, dengan kekuatan 30 MPa dan kondisi Non

air entrained concrete, maka W/C ratio sebesar 0,55.

Tabel 3. Hubungan antara rasio air-semen dan kuat tekan beton rata-rata,

berdasarkan ACI 211.1-91

Jumlah semen yang dibutuhkan = WaterW /C =

1800,55

= 327,27 kg/m3

Step 5 : Menentukan jumlah agregat kasar yang diperlukan

Jumlah agregat kasar yang diperlukan di peroleh dengan mengalikan bulk

volume kering agrerat kasar dengan berat isi agregat. Bulk volume kering agregat

kasar didapat berdasarkan tabel 4 dan berat isi agregat berdasarkan data yang telah

diketahui.

MSA : 25mm

FM : 3,25

Berat isi : 1510 kg/m3

Tabel 4. Volume agregat kasar per unit volume beton berdasarkan ACI 211.1-91.

Pada tabel 4 hanya tersedia besaran bulk volume kering untuk agregat

dengan nilai FM 2,40 sampai 3,00. Sedangkan berdasarkan data yang diketahui,

FM agregat kasar sebesar 3,25 sehingga praktikan menggunakan pola interpolasi

untuk menentukan besarnya bulk volume kering dan didapat sebesar 0,625.

Jumlah agregat kasar yang dibutuhkan =0,625 x1510=¿ 943.75 kg/m3

Step 6 : Menentukan jumlah agregat halus yang diperlukan

Untuk menentukan jumlah agregat halus yang diperlukan dapat

menggunakan dua metode; metode massa dan metode volume. Pada praktikum ini,

praktikan menggunakan metode volume untuk menentukan jumlah dari agregat

halus yang diperlukan seperti yang tertera dibawah ini:

S=γ s[1000−(W + Cγ

+CAγ CA

+10 A)]

Keterangan :

S = Jumlah agregat halus (kg/m3)

γ s = berat SSD agregat halus

W = Jumlah air yang dibutuhkan (kg/m3)

C = Jumlah semen yang dibutuhkan (kg/m3)

γ = SG semen (3,15)

CA = Jumlah agregat kasar yang dibutuhkan (kg/m3)

γ CA= berat SSD agregat kasar

A = % udara yang terperangkap

S=γ s[1000−(W + Cγ

+CAγ CA

+10 A)]S=2,47[1000−(180+ 327,27

3,15+ 943,75

2,41+10 (1,5))]

S=764,48 kg/m3

Step 7 : Jumlah material yang dibutuhkan per 1 m3

Berdasarkan perhitungan sebelumnya, maka diperoleh data sebagai berikut:

1. Air : 180 kg

2. Semen : 327,27 kg

3. Agregat kasar (kerikil) : 943,75 kg

4. Agregat halus (pasir) : 764,48 kg

Sehingga, untuk menghasilkan 3 buah silinder beton dengan diameter 15

cm dan tinggi 30 cm serta 3 buah kubus beton berukuran 15x15x15 dibutuhkan

bahan dengan perhitungan sebagai berikut:

Volume beton segar = (3 x Volume silinder) + (3 x volume kubus)

Volume beton segar = (3 x 0,3 x x (0,075)2) + (3 x (0,15)3)

Volume beton segar = 0,026 m3

Untuk berjaga – jaga, maka volume beton segar yang akan dipakai

ditambahkan komposisinya sebanyak 20% dari yang telah diperhitungkan.

Sehingga dianggap volume beton segar adalah 0,03 m3 . Selain itu, massa bahan-

bahan yang akan digunakan juga ditambah komposisinya sebanyak 20% sehingga

terdapat faktor pengali yaitu 120 % atau 1,2. Maka, bahan – bahan yang harus

dipersiapkan yaitu sebanyak:

1. Air : 180 kg/m3 x 0,03 m3 x 1,2 = 6,48 kg

2. Semen : 327,27 kg/m3 x 0,03 m3 x 1,2 =

11,78 kg

3. Agregat kasar (kerikil) : 943,75 kg/m3 x 0,03 m3 x 1,2 = 33,975 kg

4. Agregat halus (pasir) : 764,48 kg/m3 x 0,03 m3 x 1,2 = 27,52 kg

Untuk memudahkan perhitungan saat menimbang, maka massa bahan-bahan yang

diperlukan dibulatkan terlebih dahulu menjadi :

1. Air = 6,5 kg

2. Semen = 12 kg

3. Agregat kasar (kerikil) = 34 kg

4. Agregat halus (pasir) = 28 kg

E. ANALISA

i. Analisa Percobaan

Pada percobaan mengenai perhitungan campuran beton ini, langkah awal

yang dilakukan menentukan nilai slump. Praktikan menentukan nilai slump sesuai

dengan jenis konstruksi yang diinginkan. Karena pada praktikum ini ingin

dihasilkan beton untuk kolom bangunan, maka berdasarkan tabel 1, praktikan

menentukan nilai slump untuk campuran beton ini yaitu sebesar (100 ± 2) mm.

Pada praktikum kali ini juga ditentukan bahwa besarnya Maximum Size Agregat

(MSA) adalah sebesar 25 mm.

Langkah selanjutnya adalah menentukan jumlah air yang dibutuhkan serta

perkiraan kandungan udara yang terperangkap. Jumlah air yang dibutuhkan dan

kandungan udara yang terperangkap dalam beton mengacu pada tabel 2 dan

besaran slump serta MSA yang telah ditentukan sebelumnya. Berdasarkan tabel 2,

jumlah air yang dibutuhkan (water content) dalam campuran beton tersebut dengan

kondisi non-air entrained concrete sebesar 180 kg/m3 dan perkiraan kandungan

udara yang terperangkap sebesar 1,5 %.

Kemudian, praktikan menentukan nilai rasio W/C dan jumlah semen yang

dibutuhkan. Rasio air dengan semen disesuaikan oleh kekuatan serta ketahanan

yang ingin dihasilkan. Berdasarkan tabel 3, jika kekuatan tekan beton yang

diinginkan praktikan pada hari ke-28 adalah 30 MPa dengan kondisi non air

entrained concrete, maka nilai rasio W/C-nya adalah sebesar 0,55. Pada langkah

sebelumnya, telah didapatkan jumlah air yang dibutuhkan dalam campuran beton

(W) yaitu sebesar 180 kg/m3 . Maka, jika nilai rasio W/C adalah sebesar 0,55 ; nilai

C (jumlah semen) yang didapatkan setelah perhitungan adalah sebesar 327,27

kg/m3 .

Setelah itu, praktikan menentukan jumlah agregat kasar yang diperlukan.

Jumlah agregat kasar yang diperlukan diperoleh dengan mengalikan bulk volume

kering agrerat kasar dengan berat isi agregat. Bulk volume kering agregat kasar

didapat berdasarkan tabel 4 dan berat isi agregat berdasarkan data yang telah

diketahui. Data-data yang telah diketahui adalah nilai MSA sebesar 25mm, nilai

FM (Fineness Modulus) sebesar 3,25, dan berat isi agregat kasar 1510 kg/m3 .Pada

tabel 4 hanya tersedia besaran bulk volume kering untuk agregat dengan nilai FM

2,40 sampai 3,00. Sedangkan berdasarkan data yang diketahui, FM agregat kasar

sebesar 3,25 sehingga praktikan menggunakan pola interpolasi untuk menentukan

besarnya bulk volume kering dan didapat sebesar 0,625.

Lalu, langkah selanjutnya adalah menentukan jumlah agregat halus yang

diperlukan. Untuk menentukan jumlah agregat halus yang diperlukan dapat

menggunakan dua metode yaitu metode massa dan metode volume. Pada

praktikum ini, praktikan menggunakan metode volume untuk menentukan jumlah

dari agregat halus yang diperlukan seperti yang tertera dibawah ini:

S=γ s[1000−(W + Cγ

+CAγ CA

+10 A)]Setelah memasukkan data-data yang dibutuhkan ke dalam persamaan dan

menghitungnya, praktikan mendapatkan nilai S sebesar 764,48 kg/m3

Dari langkah-langkah di atas, dapat disimpulkan bahwa jumlah masing-

masing material yang dibutuhkan per 1 m3 adalah air sebanyak 180 kg, semen

sebanyak 327,27 kg, agregat kasar atau kerikil sebanyak 943,75 kg dan agregat

halus atau pasir sebanyak 764,48 kg. Sedangkan, untuk menghasilkan 3 buah

silinder beton dengan diameter 15 cm dan tinggi 30 cm serta 3 buah kubus beton

berukuran 15x15x15 cm3 , rata-rata volume yang digunakan adalah sebesar 0,026

m3.

Untuk berjaga – jaga, maka volume beton segar yang akan dipakai

ditambahkan komposisinya sebanyak 20% dari yang telah diperhitungkan.

Sehingga dianggap volume beton segar adalah 0,03 m3 . Selain itu, massa bahan-

bahan yang akan digunakan juga ditambah komposisinya sebanyak 20% sehingga

terdapat faktor pengali yaitu 120 % atau 1,2. Maka, bahan – bahan yang harus

dipersiapkan yaitu air sebanyak 6,5 kg , semen sebanyak 12 kg, agregat kasar atau

kerikil sebanyak 34 kg, dan agregat halus atau pasir sebanyak 28 kg.

ii. Analisa Hasil

Dengan metode volume, didapatkan estimasi massa agregat halus per unit beton

sesuai dengan persamaan : S=γ s[1000−(W + Cγ

+CAγ CA

+10 A)]

Keterangan :


γ s = berat SSD agregat halus





γ CA= berat SSD agregat kasar


Hasil perhitungan estimasi massa agregat halus per unit beton dengan metode

volume :

S=2,47[1000−(180+ 327,273,15

+ 943,752,41

+10 (1,5))]S=764,48 kg/m3

Maka, bahan – bahan yang harus dipersiapkan jika menggunakan metode volume

yaitu sebanyak:

1. Air : 180 kg/m3 x 0,03 m3 x 1,2 = 6,48 kg

2. Semen : 327,27 kg/m3 x 0,03 m3 x 1,2 = 11,78 kg





1. Air = 6,5 kg

2. Semen = 12 kg



Sedangkan, dengan menggunakan metode massa, didapatkan estimasi massa

agregat halus per unit beton melalui persamaan :

ρ(dalamkgm3 )=10 γa (100−A )+C (1− γ a

γ )−W (γ a−1)

dan

S = ρ−(W +C+CA)

Keterangan :


γ a = berat SSD agregat halus






Hasil perhitungan estimasi massa agregat halus per unit beton dengan metode

massa :

ρ=10 .2,47 (100−1,5 )+327,27(1−2,473,15 )−180(2,47−1)

ρ=2239 kg/m3

S = 2239−(180+327,27+943,75 )

S = 787,98 kg /m3

Maka, bahan – bahan yang harus dipersiapkan jika menggunakan metode massa

yaitu sebanyak:

1. Air : 180 kg/m3 x 0,03 m3 x 1,2 = 6,48 kg

2. Semen : 327,27 kg/m3 x 0,03 m3 x 1,2 = 11,78 kg





1. Air = 6,5 kg

2. Semen = 12 kg



Ternyata setelah dilakukan perhitungan dengan kedua metode yaitu metode

massa dan metode volume, estimasi massa agregat halus per unit volume beton

yang didapatkan nilainya berbeda. Namun, karena mengalami pembulatan, maka

massa bahan-bahan yang dibutuhkan untuk membuat beton nilainya relatif sama.

iii. Analisa Kesalahan

1. Kesalahan alat

Ember yang digunakan sebagai wadah untuk menampung semen dan

gelas ukur yang digunakan sebagai wadah untuk menampung air kurang bersih

dan masih mengandung partikel-partikel yang tidak diinginkan. Selain itu,

karung yang digunakan untuk menampung pasir juga kurang bersih dan

terdapat sedikit celah berupa bolongan sehingga memungkinkan ada partikel-

partikel pasir yang jatuh. Hal-hal ini berpengaruh pada hasil pengukuran

massa bahan yang akan digunakan untuk membuat beton.

2. Kesalahan paralaks

3. Kesalahan praktikan

Praktikan melakukan pembulatan pada hasil perhitungan massa bahan-

bahan yang akan digunakan untuk membuat beton yang bertujuan untuk

memudahkan praktikan dalam melakukan penimbangan massa bahan. Namun,

hal ini akan mengurangi keakuratan hasil perhitungan serta hasil akhir

pembuatan beton.

Praktikan menggunakan data berat isi agregat kasar dari kelompok lain

yaitu sebesar 1510 kg/m3 karena data berat isi agregat kasar dari kelompok

praktikan dianggap kurang tepat yaitu sebesar 759 kg/m3. Ketika praktikan

memakai data berat isi agregat kasar dari kelompok praktikan, hasil

perhitungan massa agregat kasar menjadi berbeda cukup jauh dengan massa

agregat halus. Padahal, seharusnya dalam membuat beton, massa agregat kasar

dan massa agregat halus yang diperlukan tidak jauh perbedaannya yaitu

sekitar 4 hingga 5 kg.

F. KESIMPULAN

Dengan perhitungan ACI, bahan dasar yang diperlukan untuk membuat beton

dengan volume total 0,026 m3 berkekuatan 30 Mpa serta slump 30-50 mm adalah sebagai

berikut:

1. Massa air : 180 kg/m3 x 0,03 m3 x 1,2 = 6,48 kg

2. Massa semen : 327,27 kg/m3 x 0,03 m3 x 1,2 = 11,78 kg

3. Massa agregat kasar (kerikil) : 943,75 kg/m3 x 0,03 m3 x 1,2 = 33,975 kg

4. Massa agregat halus (pasir) : 764,48 kg/m3 x 0,03 m3 x 1,2 = 27,52 kg

Setelah dibulatkan, total bahan dasar yang diperlukan untuk membuat beton

dengan volume total 0,026 m3 berkekuatan 30 Mpa serta slump 30-50 mm menjadi :

1. Massa air = 6,5 kg

2. Massa semen = 12 kg

3. Massa agregat kasar (kerikil) = 34 kg

4. Massa agregat halus (pasir) = 28 kg

G. REFERENSI

American Concrete Institute Committee 211.1-91, Standard Practice for Selecting

proportions for normal, heavyweight, and mass concrete, Part 1, ACI Manual of Concrete

Practice

American Concrete Institute Committee 318-89, Building Code Requirement for

Reinforced Concrete, part 1, ACI Manual of Concrete Practice, 1994

Neville, A.M. and J.J. Brooks, Concrete Technology. Longman Singapore Publishers

(Pte) Ltd

H. LAMPIRAN

Bahan-bahan yang digunakan untuk membuat beton

laporan praktikum properti material perhitungan campuran beton

Documents