BAB III

PERENCANAAN CAMPURAN BAHAN (MIX DESIGN)

Perencanaan adukan beton cara inggris (“The Britist Mix Design Method“) ini

tercantum dalam “Design of Normal Concrete Mixes” telah menggantikan cara

“Road Note No.4” sejak tahun 1975. Di Indonesia cara ini dikenal dengan cara DOE

(‘Department of Environment’). Perencanaan dengan cara DOE ini dipakai sebagai

standart perencanaan oleh Depertemen Pekerjaan Umum di Indonesia,dan dimuat

standart SK.SNI.T-15-1990-03 dengan judul bukunya : “Tata cara Pembuatan

Rencana Campuran Beton Normal”.dalam perencanaan cara ini digunakan tabel-tabel

dan grafik-grafik.

Langkah-langkah pokok cara ini adalah :

1. Penetapan kuat tekan beton yang disyaratkan (fc’) pada umur tertentu

kuat tekan beton yang disyaratkan ditetapkan sesuai dengan persyaratan

perencanaan strukturnya dan kondisi setempat. Di Indonesia, yang dimaksud

dengan kuat tekan beton yang disyaratkan ialah kuat tekan beton dengan

kemungkinan lebih rendah dari nilai itu hanya sebesar 5% saja.

2. Penetapan nilai deviasi standart (s)

Deviasi standart ditetapkan berdasarkan singkat mutu pengendalian pelaksanaan

pencampuran betonnya. Makin baik mutu pelaksanaan makin kecil nilai deviasi

standartnya. Penetapan deviasi standart (s) ini berdasarkan pada hasil pengalaman

praktek pelaksana pada waktu yang lalu, untuk pembuatan beton mutu yang sama

dan menggunakan bahan dasar yang sama pula.

a) Jika pelaksana mempunyai catatan data hasil pembuatan beton serupa pada

masa yang lalu maka persyaratannya (selain yang tersebut diatas) jumlah data

hasil uji minimum 30 buah. (satu data hasil uji kuat tekan adalah hasil uji rata-

rata dari uji tekan dua silinder yang dibuat dari contoh beton yang sama dan

diuji pada umur 28 hari atau umur pengujian lain yang ditetapkan).

Jika jumlah data hasil uji kurang dari 30 buah maka dilakukan koreksi

terhadap nilai deviasi standart dengan suatu faktor pengali, seperti tampak

pada tabel berikut :

Tabel 3.1. Faktor Pengali Deviasi Standart

Jumlah Data 30 25 20 15 <15

Faktor Pengali 1,0 1,03 1,08 1,16 Tidak boleh

*) untuk nilai antara dipakai interpolasi

b) Jika pelaksana tidak mempunyai catatan/ pengalaman hasil pengujian beton

pada masa lalu yang memenuhi persyaratan tersebut (temasuk data hasil uji

kurang dari 15 buah), maka nilai margin, langsung diambil sebesar 12 Mpa.

(lihat langkah 3)

Untuk memberikan gambaran bagaimana cara menilai tingkat pengendalian

mutu pekerjaan beton, disini diberikan pedoman dengan melihat tabel berikut :

Tabel 3.2. Nilai deviasi standart untuk berbagai tingkat pengendalian mutu

pekerjaan

Tingkat pengendalian mutu pengerjaan SD (Mpa)

Memuaskan 2,8

Sangat baik 3,5

Baik 4,2

Cukup 5,6

Jelek 7,0

Tanpa kendali 8,4

3. Perhitungan nilai tambah “Margin (M)”.

Jika nilai tambah ini sudah ditetapkan sebesar 12 Mpa maka langsung ke

langkah 4. jika nilai tambah dihitung berdasarkan nilai deviasi standart sd maka

dilakyukan dengan rumus berikut :

M = k. Sd

Dengan : M = nilai tambah (Mpa)

K = 1,64

Sd = deviasi standart (Mpa)

4. Menetapkan kuat tekan rata-rata yang direncanakan

Kuat tekan beton rata-rata yang direncanakan diperoleh dengan rumus :

f’cr = f’c + M

Dimana : f’cr = kuat tekan rata-rata, Mpa

f’c = kuat tekan yang disyaratkan,Mpa

M = nilai tambah, Mpa

5. Penetapan jenis semen portland

Menurut PUBI 1982 di Indonesia Semen Portland dibedakan menjadi 5

jenis, yaitu jenis I, II, III, IV, dan V. Jenis I merupakan jenis semen biasa, adapun

jenis III merupakan jenis semen yang di[pakai untuk struktur yang menuntut

persyaratan kekuatan awal yang tinggi, atau dengan kata lain sering disebut

semen cepat mengeras. Pada langkah ini ditetapkan apakah dipakai semen biasa

ataukah semen yang cepat mengeras.

6. Penetapan jenis agregat

Jenis kerikil dan pasir ditetapkan, apakah berupa agregat alami (tak

dipecahkan) ataukah agregat jenis batu pecah (crushed aggregate).

7. Tetapkan faktor air semen dengan salah satu dari dua cara berikut :

a) Cara pertama : Berdasarkan jenis semen yang dipakai dan kuat tekan rata-

rata silinder/ kubus beton yang direncanakan pada umur tertentu, ditetapkan

faktor air semen dengan melihat Gb.4 (untuk silinder) dan Gb.5 (untuk

kubus).

b) Cara kedua : Berdasarkan jenis semen yang dipakai, jenis agregat kasar, dan

kuat tekan rata-rata yang direncanakan pada umur tertentu, ditetapkan nilai

faktor air semen dengan tabel 3.3 dan

Langkah penetapannya dilakukan dengan cara sbb :

1) Lihat tabel 3.3 dengan data jenis semen, jenis agregat kasar, bentuk benda

uji dan umur beton yang dikehendaki, dibaca perkiraan kuat tekan silinder

beton yang akan diperoleh jika dipakai faktor air semen 0,50. jenis maupun

umur beton yang direncanakan, maka dapat diperoleh kuat tekan beton

seandainya dipakai f.a.s 0,50.

2) Lihat lukislah titik A pada Gb dengan nilai f.a.s 0,50 (sebagai absis) dan

kuat tekan beton yang diperoleh dari tabel 3.3 (sebagai ordinat). Pada titik

A tersebut kemudian dibuat grafik baru yang bentuknya sama dengan dua

grafik yang sudah ada didekatnya. Selanjutnya ditarik garis mendatar dari

sumbu tegak dikiri pada kuat tekan rata-rata yang dikehendaki sampai

memotong grafik baru tersebut. Dari titik potong itu kemudian ditarik garis

kebawah sampai memotong sunbu mendatar dan dapatlah dibaca nilai f.a.s

yang dicari.

8. Penetapan faktor air semen maksimum

Agar beton yang diperoleh tidak cepat rusak misalnya, maka perlu

ditetapkan nilai f.a.s maksimum dilakukan dengan tabel 3.4.

Jika nilai f.a.s maksimum ini lebih rendah dari nilai f.a.s dari langkah 7,

maka nilai f.a.s maksimum ini yang dipakai untuk perhitungan selanjutnya.

Tabel 3.3 Perkiraan Kuat Tekan Beton (Mpa) dengan Faktor Air Semen 0,50

Jenis

semenJenis agregat

Kekuatan Tekan (Mpa)

Umur (hari)Bentuk

benda uji3 7 28 91

I,II,IV

Alami 17 23 33 40Silinder

Batu pecah 19 27 37 45

Alami 20 28 40 48Kubus

Batu pecah 23 32 45 54

III,IV

Alami 21 28 38 44Silinder

Batu pecah 25 33 44 48

Alami 25 31 46 53kubus

Batu pecah 30 40 53 60

Tabel 3.4 Persyaratan faktor Air Semen Maksimum untuk berbagai penbetonan

dan lingkungan khusus

Jenis pembetonan f.a.s maks

Beton didalam ruang bangunan

a. keadaan keliling non korosif

b. keadaan keliling non korosif, disebabkan oleh kondensasi

atau uap korosi

0,60

0,52

Beton diluar ruang bangunan

a. tidak terlindung dari hujan dan terik matahari langsung

b. terlindung dari hujan dan terik matahari langsung

0,55

0,60

Beton yangmasuk kedalam tanah

a. mengalami keadaan kering dan basah berganti-ganti

b. mendapat pengaruh sulfat dan alkali dari tanah

0,55

0,52

Beton selalu berhubungan dengan air tawar atau payau atau laut

0,52 – 0,75

Tabel 3.5 faktor air semen maksimum untuk beton yangberhubungan dengan

air tanah yang mengandung sulfat

Konsentrasi sulfat (SO3) Jenis semen Fas

maksDalam tanah SO3 dalam

air tanah

(gr/ltr)

Total SO3

%

SO3 dalam

campuran

air : tanah = 2

: 1 (gr/ltr)

< 0,2

0,2 – 0,5

0,5 – 1,0

1,0 – 2,0

> 2,0

< 1,0

1,0 – 1,9

1,9 – 3,1

3,1 – 5,6

> 5,6

0,3

0,3 – 1,2

1,2 – 2,5

2,5 – 5,0

> 5,0

Tipe I dengan atau tanpa

pozolan (15 – 40%)

Tipe I tanpa pozolan

Tipe I dengan pozolan (15 –

40%) atau semen portland

pozolan

Tipe II atau IV

Tipe II atau V

Tipe II atau V dan lapisan

pelindung

0,50

0,55

0,55

0,55

0,45

0,45

Tabel 3.6 Faktor Air Semen untuk beton bertulang dalam air

Berhubungan dengan Tipe semen

Air tawar Semua tipe I – V

Air payau

Tipe I + pozolan (15 – 40%)

S.P pozolan

Tipe II atau V

Air laut Tipe II atau V

9. Penetapan nilai slump

Penetapan nilai slump dilakukan dengan memperhatikan pelaksanaan

pembuatan, pengangkutan, penuangan, pemadatan maupun jenis strukturnya. Cara

pengangkutan adukan beton dengan aliran dalam pipa yang dipompa dengan

tekanan membutuhkan nilai slump yang besar, adapun pemadatan adukan dengan

alat getar (triller) dapat dilakukan dengan nilai slump yang agak kecil. Nilai

slump yang diinginkan dapat diperoleh dari tabel 3.7.

Tabel 3.7 Penetapan nilai slump (cm)

Pemakaian beton Max Min

Dinding, plat fondasi dan fondasi telapak bertulang 12,5 5,0

Fondasi telapak tidak bertulang, kaison, dan struktur dibawah

tanah9,0 2,5

Pelat, balok, dan dinding 15,0 7,5

Pengerasan dalam 7,5 15,0

Pembetonan masal 7,5 2,5

10. Penetapan besar butir agregat maksimum

Penetapan besar butir agragat maksimum dilakukan berdasarkan nilai

terkecil dari ketentuan-ketentuan berikut :

a. Tiga per empat kali jarak bersih minimum antar baja tulangan, atau berkas

baja tulangan atau tendon prategang atau selongsong.

b. Sepertiga kali tebal plat

c. Seperlima jarak terkecil antara bidang samping dari cetakan.

11.Tetapkan jumlah air yang diperlukan per meter kubik beton, berdasarkan

ukuran maksimum agregat, jenis agregat, dan slump yang diinginkan. Lihat

tabel 3.8.

Tabel 3.8 Perkiraan Kebutuhan Air Per Meter Kubik Beton (liter)

Besar ukuran maksimum

kerikil (mm)Jenis batuan

Slam

0 - 10 10 - 30 30 - 60 60 - 180

10 Alami

Batu pecah

150

180

180

205

205

230

225

250

20

40

Alami

Batu pecah

Alami

Batu pecah

135

170

115

155

160

190

140

175

180

210

160

190

195

225

175

205

Dalam tabel 3.8 apabila agregat halus dan agregat kasar yang dipakai dari

jenis yang berbeda (alami dan pecahan), maka jumlah air yang diperkirakan

diperbaiki dengan rumus :

A = 0,67 Ah + 0,33 Ak

Dengan :

A = jumlah air yang dibutuhkan, liter/m3

Ah = jumlah air yang dibutuhkan menurut jenis agregat halusnya

Ak = jumlah air yang dibutuhkan menurut jenis agregat kasarnya

12. Hitung berat semen yang diperlukan

Berat semen per meter kubik beton dihitung dengan membagi jumlah air

(dari langkah 11) dengan faktor air semen yang diperoleh pada langkah 7 dan 8.

13. Kebutuhan semen minimum

Kebutuhan semen minimum ditetapkan dengan tabel 3.9.

Kebutuhan semen minimum ini ditetapkan untuk menghindari beton dari

kerusakan akibat lingkungan khusus, misalnya lingkungan korosif, air payau, air

laut

Tabel 3.9 Kebutuhan Semen Minimum untuk berbagai Pembetonan dan

Lingkungan Khusus

Jenis pembetonanSemen minimum (kg/m3

beton)

Beton didalam ruang bangunan :

a. Keadaan keliling non-korosif

b. Keadaan keliling korosif, disebabkan oleh kondensasi atau

uap korosif

275

325

Beton diluar ruang bangunan :

a. Tidak terlindung dari hujan dan terik matahari langsung

b. Terlindung dari hujan dan terik matahari langsung

Beton yang masuk kedalam tanah :

a. Mengalami keadaan basah dan kering berganti-ganti

b. Mendapat pengaruh sulfat dan alkali dari tanah

Beton yang selalu berhubungan dengan air tawar/payau/laut

325

275

325

Lihat tabel 7.15.a

Lihat tabel 7.15.b

Tabel 3.10 Kandungan semen minimum untuk beton yang berhubungan dengan

air tanah yang mengandung sulfat

Konsentrasi sulfat

Jenis semen

Kandungan semen

minimum (kg/m3)

ukuran maksimum

agregat (mm)

40 20

Dalam tanah

SO3 dalam air

tanah (gr/ltr)Total SO3

%

SO3 dalam

campuran air :

tanah = 2 : 1

(gr/ltr)

< 0,2

0,2 – 0,5

< 1,0

1,0 – 1,9

< 0,3

0,3 – 1,2

Tipe I dengan

atau pozolan

(15 – 40%)

Tipe I tanpa

pozolan

Tipe I dengan

280 300

290 330

250 290

1,0 – 2,0

> 2,0

3,1 – 5,6

> 5,6

2,5 – 5,0

> 5,0

pozolan (15 –

40%) atau

semen portland

pozolan

Tipe II atau V

Tipe II atau V

Tipe II atau V

dan lapisan

pelindung

330 370

330 370

Tabel 3.11 Kandungan semen minimum untuk beton bertulang dalam air

Berhubungan

denganTipe semen

Kandungan semen minimum ukuran

maksimum agregat (mm)

40 20

Air tawar

Air payau

Air laut

Semua tipe I – V

Tipe I + pozolan (15 – 40%) atau

S.P. pozolan

Tipe II atau V

Tipe II atau V

280 300

340 380

290 330

330 370

14. Penyesuaian kebutuhan semen

Apabila kebutuhan semen yang diperoleh dari (12) ternyata lebih sedikit

dari pada kebutuhan semen minimum (13) maka kebutuhan semen harus dipakai

yang minimum (yang nilainya lebih besar).

15.Penyesuaian jumlah air atau faktor air semen

Jika jumlah semen ada perubahan akibat langkah (14) maka nilai faktor air

semen berubah.

Dalam hai ini, dapat dilakukan dua cara berikut :

a. cara pertama, faktor air semen dihitung kembali dengan cara membagi jumlah

air dengan jumlah semen minimum.

b. Cara kedua, jumlah air disesuaikan dengan mengalikan jumlah semen

minimum dengan faktor air semen.

Catatan : cara pertama akan menurunkan faktor air semen, sedangkan cara kedua

akan menaikkan jumlah air yang diperlukan.

16. Penentuan daerah gradasi agregat halus

Berdasarkan gradasinya (hasil analisis ayakan) agregat halus yang akan

dipakai dapat diklasifikasikan menjadi 4 daerah. Penentuan daerah gradasi itu

didasarkan atas grafik gradasi yang diberikan dalam tabel 3.12. dengan tabel 3.12

tersebut agregat halus dapat dimasukkan menjadi salah satu dari empat daerah,

yaitu 1, 2, 3, dan 4.

Tabel 3.12 Batas Gradasi Pasir

Lubang ayakan

(mm)

Persen berat yang lewat ayakan

1 2 3 4

10

4,8

2,4

1,2

0,6

0,3

0,15

100

90 – 100

60 – 95

30 – 70

15 – 34

5 – 20

0 - 10

100

90 – 100

75 – 100

55 – 90

34 – 59

8 – 30

0 – 10

100

90 – 100

85 – 100

75 – 100

60 – 79

12 – 40

0 - 10

100

95 – 100

95 – 100

90 – 100

80 – 100

15 – 50

0 - 15

17. Perbandingan agregat halus dan agregat kasar

Nilai banding antara agregat halus dan agregat kasar diperlukan untuk

memperoleh gradasi aregat campuran yang baik. Pada langkah ini dicari nilai

banding antara berat agregat halus dan berat agregat campuran. Penetapan

dilakukan dengan memperhatikan besar butir maksimum agregat kasar, nilai slam,

faktor air semen, dan daerah gradasi agregat halus. Berdasarkan data tersebut dan

grafik pada Gb. 7.10.a atau Gb. 7.10.b atau Gb. 7.10.c. dapat diperoleh persentase

berat agregat halus terhadap berat agregat campuran.

18. Berat jenis agregat campuran

Berat jenis agregat campuran dihitung dengan rumus :

Bj camp =

P100 x bj agg. hls +

K100 x bj agg. ksr

Dengan :

Bj camp = berat jenis agregat campuran

Bj agg. hls = berat jenis agregat halus

Bj agg. ksr = berat jenis agregat kasar

P = persentase agregat halus terhadap agregat campuran

K = persentase agregat kasar terhadap agregat campuran

Berat jenis agregat halus dan agregat kasar diperoleh dari hasil

pemeriksaan laboraturium, namun jika tidak ada dapat diambil sebesar 2,60 untuk

agregat tak pecah/alami dan 2,70 untuk agregat pecahan.

19. Penentuan berat jenis beton

Dengan data berat jenis agregat campuran dari langkah (18) dan kebutuhan

air tiap meter kubik betonnya maka dengan grafik pada Gb. 7. dapat diperkirakan

berat jenis betonnya.

Caranya adalah sbb :

a. Dari berat jenis agregat campuran pada langkah 17 dibuat garis kurva berat

jenis gabungan yang sesuai dengan garis kurva yang paling dekat dengan garis

kurva pada gambar 7. kebutuhan air yang diperoleh pada langkah (11)

dimasukkan dalam gambar 7. kemudian dari nilai ini ditarik garis vertikal ke

atas sampai garis kurva yang dibuat pada a. Diatas.

b. Dari titik potong ini kemudian ditarik garis horizontal kekiri sehingga

diperoleh nilai berat jenis beton.

20. Kebutuhan agregat campuran dihitung dengan cara mengurangi berat beton

per-meter kubik dikurangi kebutuhan air dan semen.

21. Hitung berat agregat halus yang diperlukan, berdasarkan hasil langkah (17)

dan (20)

Kebutuhan agregat halus dihitung dengan cara mengalikan kebutuhan

agregat campuran dengan persentase berat agregat campuran dengan persentase

berat agregat halusnya.

22. Hitung berat agregat kasar yang diperlukan, berdasarkan hasil langkah (20)

dan (21)

Kebutuhan agregat kasar dihitung dengan cara mengurangi kebutuhan

agregat campuran dengan kebutuhan agregat halus.

Untuk mempermudah pelaksanaan, maka pada halaman berikut ini

diberikan formulir isian.

Dalam perhitungan diatas, agregat halus dan agregat kasar dianggap dalam

keadaan jenuh kering-muka maka harus dilakukan koreksi terhadap kebutuhan

bahannya. Koreksi harus selalu minimum per satu kali per hari.

Hitung koreksi dilakukan dengan rumus sebagai berikut :

1) Air = A - [( Ah−A 1 )/100 ] x B - [( Ak−A 2 )/100 ] x C

2) Agregat halus = B + [( Ah−A 1 )/100 ] x B

3) Agregat kasar = C + [( Ak−A 2 )/100 ] x C

Dengan :

A = jumlah kebutuhan air (liter/m3)

B = jumlah kebutuhan agregat halus (kg/m3)

C = jumlah kebutuhan agregat kasar (kg/m3)

Ah = kadar air sesungguhnya dalam agregat halus (%)

Ak = kadar air sesungguhnya dalam agregat kasar (%)

A1 = kadar air pada agregat halus jenuh kering-muka (%)

A2 = kadar air pada agregat kasar jenuh kering-muka (%)

FORMULIR PERANCANGAN ADUKAN BETON

( MENURUT STANDAR PEKERJAAN UMUM )

NO URAIAN HASIL

1 Kuat tekan yang disyaratkan pada umur 28 hari 208 MPa

2 Deviasi standar ( s ) 45 MPa

3 nilai tambah (m) 1,64 x s 60.3 MPa

4 Kuat tekan rata-rata yang direncanakan 1+ 2b 268.3 MPa

5 Jenis Semen Tiga roda (Tipe 1)

6 Jenis agregat kasar Batu pecah

Jenis agregat halus

Pasir lumajang

(alami)

7 Factor air semen ( tabel 3.3 dan gbr.4/5 atau gbr 6 ) 0,62

8 Factor air semen maksimum ( tabel 3.4 ) 0,6

→ dipakai factor air semen yang terendah

9 Nilai slam ( tabel 3.7 ) 100 – 120 mm

10 Ukuran maksimum agregat kasar 40 mm

11 kebutuhan air ( tabel 3.8 ) 185 ltr

2/3. 175 + 1/3. 205

12 kebutuhan semen portland (dari butir 8 & 11) 308 kg

13 kebutuhan semen portland minimum (tabel 3.9) 275 kg

14 → dipakai kebutuhan semen portland

15 penyesuaian jumlah air atau f.a.s -

16 daerah gradasi agregat halus (tabel 3.12) Zona 3

17 persen berat agregat halus terhadap campuran 34%

(gbr 1,2,3)

18 berat jenis agregat campuran (dihitung) 2.7

34/100. 2,8 + 66/100. 2.7 = 2.73 2.7

19 berat jenis beton (gbr.7) 2430 kg/ m³

20 kebutuhan agregat kasar ( langkah 19 - 11 - 14 ) 1937 kg/m³

21 kebutuhan agregat halus ( langkah 17 x 20 ) 658.58 kg/m³

22 kebutuhan agregat kasar ( langkah 20 - 21 ) 1278.42 kg/m³

BahanBerat

Jenis

Berat Volume

(kg/m3)

Kelembaban

( %)

Resapan

(%)

Semen - 1399 - -

Air - 1000 - -

Pasir 2.6 2270 1.83 0.67

Kerikil 2.7 1380 0.31 1.33

BahanJumlah

BahanKoreksi

Banyaknya Bahan Aktual Proporsi

Berat Volume Berat Volume

Semen 308 0 308 0.22 1 1

Air 185 5.36 190.36 0.19 0.62 0.86

Pasir 658.58 7.46 666.22 0.48 2.16 2.18

Kerikil 1278.42 -13 1265.42 0.56 4.11 2.54

Kesimpulan

VolumeBerat

Air Semen Agregat Halus Agregat Kasar

1 m3 190.36 308 666.22 1265.42

1

adukan 5.78 9.36 20.24 38.44