IV.PERANCANGAN CAMPURAN BETON DENGAN METODEMODIFIKASI ACI Sepertitelahdiuraikan,betonmerupakancampuranantarasemen,pasir(agregathalus), kerikil(agregatkasar)danair.Proporsidariunsurpembentukiniharusditentukan sedemikian rupa, sehingga terpenuhi syarat-syarat : 1. Kekenyalan tertentu yang memudahkan adukan beton ditempatkan pada cetakan/bekisting (workability) dan kehalusan muka (Iinishability) beton basah, yang ditentukan dari :O 'olume pasta adukanO Keenceran pasta adukanO Perbandingan campuran agregat halus dan kasar. 2.Kekuatan rencana dan ketahanan (durability) pada kondisi beton setelah mengeras. 3.Ekonomis dan optimum dalam pemakaian semen. Untuktujuanmenentukanproporsibahan-bahanpembentukbeton,dikembangkan berbagaimetodesecaraempirisberdasarkanhasil-hasilpercobaanadukanbetonyang pernah dibuat. OlehkarenasiIatrumusandantabelbagipenentuanproporsiunsur-unsurbetonadalah empiris,makadidalampembuatanbetonbagitingkatkekuatantekantertentu,selalu harus dibuat adukan rencana yang disebut adukan ujicoba atau tria/ mix. Berdasarkanhasil-hasiltrialmixinilahkemudianpembuatanbetondilakukan,setelah daripemeriksaanbendaujiterpenuhinyaketentuankekenyalan,kekuatandansiIat ekonomis adukan. Sebelumdigunakannyatabel-tabelataugraIikuntukmenentukanpembuatantrialmix beton,beberapasyaratyangharusdipenuhidalamperancangancampuranbetondengan metode ModiIikasi ACI adalah : 1.Gradasi/distribusi ukuran agregat harus berada di dalam batas-batas yang ditetapkan pada Gambar 3, yaitu : a.Gradasiagregathalusyangdigunakanmemilikigradasibutiranyangberada dalamduakurvapembatas.Jikapadakondisilapanganternyatagradasi butirannyatidakmemenuhisyaratsepertiyangditetapkan,makaperlu dilakukankoreksidenganmelakukananalisiskombinasiagregatdaribeberapa kelompok agregat. Gbr. 3 Kurva pembatasan gradasi agregat halus dan kasar b.Untukagregatkasar,berdasarkanbesarnyadiameteragregatmaksimumyang digunakan, terdapat empat kelompok kurva pembatas. Ukuran agregat kasar No. 2merupakankelompokagregatdenganukuranmaksimumbutir75,0mm(3 inchi); ukuran No. 467 dengan butiran maksimum 50,0 mm (2 inchi);ukuran No.67denganbutiranmaksimum25,0mm(linchi)yangumumdigunakan dalambangunan;danukuranNo.8denganbutiranmaksimum10,0mm(1/2 inchi)yangseringdisebutsebagaibetongradasijagungbagipekerjaan perbaikan atau grouting. 2.Untukmenghitungkomposisicampuranbetondenganmetodeiniterlebihdahulu harus diketahui data sebagai berikut:a. Ukuran terbesar kerikil (agregat kasar) yang akan digunakan.b. SpeciIic gravity agregat halus.c.SpeciIic gravity agregat kasar. d. BeratIsi Agregat Kasar/ry-ro//0/ unit w0ight)e. Modulus kehalusan 1in0n0ss mo/ulus) agregat halus. Perencanaancampuranbetonyangdilakukanberdasarkanrumusan,tabelataugraIik menurut ketentuan yang ada pada metode ini adalah : a. /C(Iaktorairsemen)merupakanperbandinganberatairdengansemen. Penentuannilai/Cratiogunamenentukanjumlahsemenyangdiperlukandalam setiapkubikasibetondapatmengacupadaTabel8berikutiniyangmerupakannilai /CratiomaksimumyangdiijinkanuntukberbagaijenisstrukturdansiIat lingkungannya. Tabel8 W/C Ratio berdasarkan jenis konstruksi dan kondisi lingkungan 1enis konstruksi Kondisi lingkungan Kondisi normal Basah-keringberganti-ganti Mendapatpengaruh sulIat dan air laut Konstruksilangsingatau yangmempunyaipenutup tulangan kurang dari 25 mm 0,530,490,40 Strukturdindingpenahan tanah, pelat, balok, abutmen. *0,530,44 Betonyangtertanamdalam air, pilar, balok. -0,440,44 Strukturlantaibetondiatas tanah.*-- Betonyangterlindungdari perubahanudara(konstruksi interior bangunan) *-- * /C ratio ditcntukan berdasarkan persyaratan kekuatan tekan rencana beton Tabel 9 atau Gambar 4 DisampingIaktorairsemenberdasarkanTabel8,unsurlainpenentuIaktorairsemen ditetapkan atas kekuatan rencana tekan beton, yang dinyatakan sebagai berikut: Tabel 9Hubungan Antara W/C dengan kekuatan tekan beton Kekuatan tekan beton umur 28 hari MPa]Nilai rata-rata W/C 410,44 330,53 260,62 190,73 150,80 Selain menggunakan nilai-nilai yang tercantum pada tabel 9, gambar 4 di bawah ini dapat juga digunakan um'uk menentukan nilai /C untuk kekuatan tekan rencana tertentu. * Kurva pada gambar 4 diatas didasarkan pada benda uji kubus 150 mm x 150 mm x 150 mm Gambar 4Hubungan antara kekuatan tekan rata-rata denganW/C b. Slump sebagai ukuran kekenyalan adukan beton. Slumpmerupakanperbedaantinggidariadukandalamsuatucetakanberbentuk kerucutterpancungdengantinggiadukansetelahcetakandiambil.Hubungansatu samalainantaraparameterbahanpenentuankomposisibahanbetonbasah, dinyatakan dalam tabel-tabel sebagai berikut : Tabel 10Ukuran slump yang dianjurkan untuk berbagai jenis konstruksi Uraian Slump mm] MaksimumMinimum Dinding,pelatpondasidan pondasi telapak bertulang 8025 Pondasitelapaktidak bertulang,kaisondan konstruksi di bawah tanah 8025 Pelat, balok, kolom dan Dinding 10025 Perkerasan jalan8025 Pembetonan missal 5025 Catatan :Nilai pada tab0l 10 di atas berlaku untuk pemadatan menggunakan alat penggetar. Untuk cara pemadatan yang lain, nilai slump dapat dinaikkan 25 mm lebih besar. c. Ukuranmaksimumdiameteragregatkasaryangdigunakansesuaidenganketentuan dalam kemudahan pelaksanaan pengecoran dan syarat monolit beton adalah : Tabel 11 Ukuran maksimum agregat Ukuran agregat maksimun yang digunakan harus memenuhi ketentuan 1/5 lebih kecil atau.sama dari dimensi terkecil struktur 1/3 lebih kecil atau sama dari tebal pelat lantai. / lebih kecil atau sama dari jarak bersih tulangan, berkas tulangan /kabel pratekan. Untuk hal-hal khusus sesuai dengan jenis konstruksi beton tertentu, rincian ketentuan ukuranmaksimumagregatdapatdiperolehdariketentuanyangberlaku.Pemilihan jaraktulangandaribeberapakemungkinanyangditetapkandalamperaturan, umumnyadidasarkanpadatinjauankemudahansaatdilaksanakanpengecorandan integritas beton dengan tulangan. d. Dalam perencanaan adukan, berat air rencana dan persentase udara yang terperangkap, ditetapkan berdasarkan besarnya slump rencana dan ukuran maksimum agregat kasar yang digunakan menurut Tabel 12. Tabel121umlahairperluuntuksetiapm3betondanudaraterperangkap untuk berbagai slump dan ukuran maksimum agregat Slump mm] Berat air Kg/m3] beton untuk ukuran agregat berbeda 10 mm12,5 mm20 mm25 mm38 mm50 mm75 mm150 mm 25 - 50208199187179163154142125 75-100228217202193179169157136 150- 170243228214202187178169- Persentase udara ] yang ada dalam unit beton 3,02,52,01,51,00,50,30,2 e.Untukmendapatkanvolumerencanaagregalkasaruntuksetiapunitvolumebeton, digunakannilai-nilai-yangtercantumpadaTabel13denganmenetapkanterlebih dahuluukuranagregatkasardannilaimoduluskehalusan1in0n0ssmo/ulus} agregat halus. Tabel 13Persentase volume agregat kasar/satuan volume beton Ukuran maksimum agregat Persentasevolumeagregatkasardibandingkandengansatuan volume beton untuk modulus kehalusan agregat halus tertentu 2,402,602,803,00 kasar mm] 10,050484644 12,559575553 20,066646260 25,071696765 37,575737169 50,078767472 75.082807876 150,087858381 Catatan : 'olume pada tabel di atas berdasarkan kondisi agregat kering atau /ry-ro//0/. Nilai dalam tabel tersebut dipilih dari hubungan empiris untuk memperoleh beton dengan tingkat kekenyalan umum. Untuk beton yang kurang kenyal bagi pekerjaan jalan, nilai di dalam tabel dapat ditingkatkan hingga 10. Untuk beton yang lebih kenyal, seperti beton yang ditempatkan melalui sistem pompa, nilai pada tabel dikurangi sampai 10. Prosedur Perencanaan Prosedur perencanaan adukan dengan metode ini terdiri atas beberapa tahap pekerjaan : 1. Menetapkan konsistensi beton dengan slump rencana berdasarkan Tabel 10. 2.Menetapkanukuranmaksimumagregatkasaryangdigunakansesuaidenganjenis konstruksi dari Tabel 11. 3.Berdasarkannilaislumpdanukuranagregatrencana,penentuanjumlahairyang diperlukan untuk setiap m3 beton dan persentase udara yang terperangkap mengacu pada Tabel 12. 4. Dariduapenentuannilai/Cratio;yangmasing-masingdiperolehatasbatasan siIatketahananbetonterhadaplingkungan(Tabel8)danataskekuatanrencana beton (Tabel 9), gunakan nilai /C ralio yang bernilai lebih kecil bagi perencanaan. 5.Jumlahsemendihitungdenganmembagibesaranjumlahairyangdiperolehpada langkah 3 dengan nilai /C ratio : 1umlah semen 1umlah Air/ (W/C) ratio 6.Denganbesarandiametermaksimumagregatkasardannilaimoduluskehalusan agregat halus rencana,berdasarkan Tabel 13 ditetapkan persentasevolume agregatkasar/m3 beton. Berattotalagregatkasaryangdigunakandiperolehdariperkalianpersentase volume dengan satuan berat agregat. 7. 'olumeagregathalusdihitungdariselisihvolumetotalbetondengan(volume semenvolumeagregatkasarvolumeairvolumeudarayangterperangkap). Dengan diketahuinya nilai speciIic gravity agregat halus , berat agregat halus dapat dihilung. 8.Jumlahunsuradukanuntukjumlahkubikasibetontertentudihitungatasdasar jumlah yang diperlukan pada saat pengecoran. 9.Untuk kondisi lapangan, modiIikasi bagi konsistensi /C ratio disesuaikan dengan siIat bahan. JikaGmerupakanberatbahanrencanayangdiperolehdaritabel-tabel,madalah persentasekadarkelembabanbahandilapangandanaadalahpersen-tase kemampuan absorpsi di lapangan, maka : a.Tambahan air yang diperlukan G (a-m) / (l-m) b. Tambahan agregat yang diperlukan G (m-a) / (l-m) Contoh Perhitungan Sebagaicontohperencanaanproporsiunsurbeton(semen,pasir,agregatkasardan jumlahairadukan)bagielemenstrukturbalok/kolomyangterlindung,ditetapkan kekuatan tekan rencana pada umur 28 hari, I'cr 20 MPa.Untuk perencanaan, ditetapkan : 1.Berdasarkankondisilingkunganpengecoran,ditetapkanbesarnyaslumprencana antara 75 mm -100 mm. 2.Jaraktulangandanukuranpenampangbalokhanyamemungkinkanpenggunaan ukuranagregatmaksimum40mm;dandarihasilpemeriksaandilaboratorium, pada kondisi kering muka (Saturated SurIace Dry, SSD) diperoleh : SiIat agregat kasar : - speciIic gravity 2,68 - berat volume padat 1600 kg/m SiIat agregat halus (pasir): - speciIic gravity 2,64 - modulus kehalusan 2,80 3.Dari%ab0l12denganketentuandiatasdiperolehberataircampuranbetondan persentase udara yang terperangkap sebagai berikut:Jumlah air 179 kg/m3,Persentase udara yang terperangkap 1,0 4.Mengingat konstruksibeton terlindung, tidakdiperlukan %ab0l 8 sehingga/C ratio rencanadiperolehberdasarkanpadakekuatantekanrencana.Kurvapadagambar4 didasarkan pada benda uji kubusbersisi 150mm,makaI'cr (kubus) 1,20 (20 MPa) 24 MPa, sehingga dari gambar 4 didapat /C 0,65. 5. Dari hasil langkah 3 dan 4, dihitung berat semen perlu untuk 1 m3 beton :Berat semen 179/0,65 275 kg/m3 beton. 6. Dari tabel 13 dengan ketentuan : ukuran maksimum agregat kasar 40 mm. angka modulus kehalusan agregat halus (pasir) 2,80 diperoleh nilai volume agregat kasar sebesar 0,72. Dengan demikian, berat agregat kasar perlu yang memiliki berat volume 1600 kg/m3 adalah: 0,72 x 1600 1152 kg/m3 beton. 7.Penentuan proporsi unsur beton bagi adukan beton untuk setiap m3 beton dari tahapan perhitungan yang telah dilakukan (speciIic gravity semen 3,15):volume semen 2757(3,15 x 1000) 0,087 m3volume air 179/1000 0,179 m3volume agregat kasar 11527(2,68 x 1000) 0,430 m3vol. udara terperangkap 1,0 0,010 m3 total volume di luar unsur agregat halus 0,706 m3 Dari perhitungan di atas, volume agregat halus dalam setiap m beton :volume agregat halus (1,0 - 0,706) m3 0,294 m3 Dengan nilai speciIic gravity 2,64 kondisi SSD, berat rencana agregat halus adalah: ( 0,294 x 2,64 x 1000 ) kg 776 kg. 8. Perhitungan berat bagi setiap m3 beton adalah : Semen 275 kg 6,88 zak semen 40 kgAir 179 kgAgregat halus 776 kg (kondisi SSD)Agregat kasar 1152 kg (kondisi SSD)Dalamistilahumum,campuraninidikatakanmemilikiIaktorsemen6,88zak semen/m3beton 9.Proporsiunsurbetonpadakondisilapangandapatditentukandengan memperhitungkankadar kelembaban dan penyerapaa (absorpsi) agregat. Bila kadar kelembaban agregatdankemampuanabsorpsiagregatkasarmasing-masingadalah0,60dan1,50 sertakadar kelembaban dan absorpsi agregat halus adalah 5,50 dan 3,75 , maka perlupenambahan air sebanyak : (1152)(0,015-0,006)/(1-0,006) 10,43 kg/ m3 , dan (776)(0,0375-0,055)/(1-0,055) -14,37 kg/m3 sehingga jumlah air yang diperlukan pada kondisi lapangan 17910,43 - 14.37175,06 kg/m3 dan penggunaanagregat kasardan halus masing-masing menjadi :G G(m-a)/(l-m) 1152 1152(0,006-0,015)/(1-0,006) 1141,57 kg/m3,G G(m-a)/(l-m) 776 776(0,055-0,0375)/(1-0,055) 790,37 kg/m3. P0rlu/icatat,bahwanilaimm0l0bihinilaia,hasilp0nambahanairb0rnilai n0gativ0 /0nganp0ng0rtianbahwaa/anyap0nggunaanairyangkurang/iban/ingkan /0ngan kon/isi k0ring muka /an a/anya p0nambahan b0rat agr0gat. 10.Dalampembuatandilapanganatautrialmix,kubikasiadukanbergantungpada kapasitas pengaduk atau molen. Umumnya kapasitasmolen ukuran sedang 0,03m3 sehinggaberat unsure adukan beton adalah: Semen 825 kg Air 5,25 kg Agregat halus 23,71 kg Agregat kasar 34,25 kg Bagi setiap 0,03 m3 beton