SNI
SNI 03-2834-2000
Standar Nasional Indonesia
Tata cara pembuatan rencana campuran beton normal
ICS 91.100.30
Badan Standardisasi Nasional
BSN
DAFTAR ISI
Halaman
Daftar isi .................................................................................................................. 1 1. Ruang Lingkup..................................................................................................... 1 2. Acuan ................................................................................................................... 1 3. Pengertian ............................................................................................................ 1 4. Persyaratan-persyaratan ....................................................................................... 2 5. Cara Pengerjaan ................................................................................................... 11 LAMPIRAN A : Daftar Istilah................................................................................. 13 LAMPIRAN B : Notasi dan Grafik ......................................................................... 13 LAMPIRAN C : Daftar Nama dan Lembaga........................................................... 34
Tata cara pembuatan rencana campuran beton normal 1.
Ruang lingkup Tata cara ini meliputi persyaratan umum dan persyaratan teknis perencanaan proporsi campuran beton untuk digunakan sebagai salah satu acuan bagi para perencana dan pelaksana dalam merencanakan proporsi campuran beton tanpa menggunakan bahan tambah untuk menghasilkan mutu beton sesuai dengan rencana
2.
Acuan SNI-03-1750-1990, Mutu dan Cara Uji Agregat Beton SNI-15-2049-1994, Semen Portland SK SNI S-04-1989-F, Spesifikasi Bahan Bangunan Bagian A (Bahan Bangunan Bukan Logam), SNI-03-2914-1992, Spesifikasi Beton Tahan Sulfat. SNI-03-2915-1992, Spesifikasi Beton Bertulang Kedap Air American Concrete Institute (ACI) – 1995, Design of Normal Concrete Mixes, Building Code Requirements for Reinforced Concrete British Standard Institution (BSI) – 1973, Spesification for Aggregates from Natural Sources for Concrete, (Including Granolithic), Part 2 Metric Units. Development of the Environment (DOE) 1975, Design of Normal Concrete Mixes, Building Research Establisment.
-
3.
Pengertian Dalam standar ini yang dimaksud dengan: 1) beton adalah campuran antara semen Portland atau semen hidraulik yang lain, agregat halus, agregat kasar dan air dengan atau tampa bahan tambah membentuk massa padat; 2) beton normal adalah beton yang mempunyai berat isi (2200 – 2500) kg/m3 menggunakan agregat alam yang dipecah; 3) agregat halus adalah pasir alam sebagai hasil desintegrasi secara alami dari batu atau pasir yang dihasilkan oleh industri pemecah batu dan mempunyai ukuran butir terbesar 5,0 mm 4) agregat kasar adalah kerikil sebagai hasil desintegrasi alami dari batu atau berupa batu pecah yang diperoleh dari industri pemecah batu dan mempunyai ukuran butir antara 5 mm – 40 mm 5) kuat tekan beton yang disyaratkan f ,c adalah kuat tekan yang ditetapkan oleh perencana struktur (berdasarkan benda uji berbentuk silinder diameter 150 mm, tinggi 300 mm); 6) kuat tekan beton yang ditargetkan fcr adalah kuat tekan rata rata yang diharapkan dapat dicapai yang lebih besar dari f,c; 7) kadar air bebas adalah jumlah air yang dicampur ke dalam beton untuk mencapai konsistensi tertentu, tidak termasuk air yang diserap oleh agregat; 8) factor air semen adalah angka perbandingan antara berat air bebas dan berat semen dalam beton; 9) slump adalah salah satu ukuran kekentalan adukan beton dinyatakan dalam mm ditentukan dengan alat kerucut abram (SNI 03-1972-1990 tentang Metode Pengujian Slump Beton Semen Portland);
10)
11)
12) 13) 14) 15) 16)
4.
pozolan adalah bahan yang mengandung silica amorf, apabila dicampur dengan kapur dan air akan membentuk benda padat yang keras dan bahan yang tergolongkan pozolan adalah tras, semen merah, abu terbang, dan bubukan terak tanur tinggi semen Portland-pozolan adalah campuran semen Porland dengan pozolan antara 15%-40% berat total camnpuran dan kandungan SiO2 + Al2O3+Fe2O3 dalam pozolan minimum 70%; semen Portland tipe I adalah semen Portland untuk penggunaan umum tanpa persyaratan khusus; semen Portland tipe II adalah semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahan terhadap sulfat dan kalor hidrasi sedang; semen Portland tipe III adalah semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan kekuatan tinggi pada tahap permulaan setelah pengikatan terjadi; semen Portland tipe V adalah semen Portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahan yang tinggi terhadap sulfat; bahan tambah adalah bahan yang ditambahkan pada campuran bahan pembuatan beton untuk tujuan tertentu.
Persyaratan- persyaratan 4.1 umum persyaratan umum yang harus dipenuhi sebagai berikut: 1) proposi campuran beton harus menghasilkan beton yang memenuhi persyaratan berikut: (i) kekentalan yang memungkinkan pengerjaan beton (penuangan, pemadatan, dan perataan) dengan mudah dapat mengisi acuan dan menutup permukaan secara serba sama (homogen); (ii) keawetan; (iii) kuat tekan; (iv) ekonomis; 2) beton yang dibuat harus menggunakan bahan agregat normal tanpa bahan tambah 4.1.1 bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam perencanaan harus mengikuti persyaratan berikut: 1) bila pada bagian pekerjaan konstruksi yang berbeda akan digunakan bahan yang berbeda, maka setiap proporsi campuran yang akan digunakan harus direncanakan secara terpisah; 2) bahan untuk campuran coba harus mewakili bahan yang akan digunakan dalam pekerjaan yang diusulkan. 4.1.2 perencanaan campuran Dalam perencanaan campuran beton harus dipenuhi persyaratan sebagai berikut: 1) perhitungan perencanaan campuran beton harus didasarkan pada data sifat-sifat bahan yang akan dipergunakan dalam produksi beton; 2) susunan campuran beton yang diperoleh dari perencanaan ini harus dibuktikan melalui campuran coba yang menunjukan bahwa proporsi tersebut dapat memenuhi kekuatan beton yang disyaratkan.
4.1.3 petugas dan penanggung jawab pembuatan rencana campuran beton normal Nama nama petugas pembuat, pengawas dan penanggung jawab hasil pembuatan rencana campuran beton normal harus tertulis dengan jelas, dan dibubuhi paraf atau tanda tangan. Beserta tanggalnya. 4.2 teknis 4.3 pemilihan proporsi campuran belton pemilihan proporsi campuran beton harus dilaksanakan sebagai berikut: 1) rencana campuran beton ditentukan berdasarkan hubungan antara kuat tekan dan factor air semen; 2) untuk beton dengan nilai f ,c lebih dari 20 MPa proporsi campuran coba serta pelaksanaan produksinya harus didasarkan pada perbandingan berat bahan; 3) untuk beton dengan nilai f ,c hingga 20 MPa pelaksanaan produksinya boleh menggunakan perbandingan volume. Perbandingan volume bahan ini harus didasarkan pada perencanaan proporsi campuran dalam berat yang dikonversikan ke dalam volume melalui berat isi rata-rata antara gembur dan padat dari masingmasing bahan. 4.2.2 bahan 4.2.2.1 air Air harus memenuhi ketentuan yang berlaku. 4.2.2.2 semen Semen harus memenuhi SNI-15-2049-1994 tentang semen Portland 4.2.2.3 agregat Agregat harus memenuhi SNI-03-1750_1990 tentang Mutu dan Cara Uji Agregat Beton 4.2.3 perhitungan proporsi campuran 4.2.3.1 kuat tekan rata-rata yang ditargetkan dihitung dari: kuat tekan rata-rata yang ditargetkan dihitung dari: 1) deviasi standar yang didapat dari pengalaman di lapangan selama produksi beton menurut rumus:
Dengan: n adalah jumlah nilai hasil uji, yang harus diambil minimum 30 buah (satu hasil uji adalah nilai uji rata-rata dari 2 buah benda uji.) dua hasil uji yang akan digunakan untuk menghitung standar deviasi harus sebagai berikut: (1) mewakili bahan - bahan prosedur pengawasan mutu, dan kondisi produksi yang serupa dengan pekerjaan yang diusulkan; (2) mewakili kuat tekan beton yang disyaratkan f ,c yang nilainya dalam batas 7 MPa dari nilai fcr yang ditentukan; (3) paling sedikit terdiri dari 30 hasil uji yang berurutan atau dua kelompok hasil uji diambil dalam produksi selama jangka waktu tidak kurang dari 45 hari; (4) bila suatu produksi beton tidak mempunyai dua hasil uji yang memenuhi pasal 4.2.3.1 butir 1), tetapi hanya ada sebanyak 15 sampai 29 hasil uji yang berurutan, maka nilai deviasi standar adalah perkalian deviasi standar yang dihitung dari data hasil uji tersebut dengan factor pengali dari Tabel 1. Tabel 1 Faktor pengali untuk deviasi standar bila data hasil uji yang tersedia kurang dari 30 Jumlah Pengujian Kurang dari 15 15 20 25 30 atau lebih
Faktor Pengali Deviasi Standar Lihat butir 4.2.3.1 1) (5) 1,16 1,08 1,03 1,00
(5) bila data uji lapangan untuk menghitung deviasi standar yang memenuhi persyaratan butir 4.2.3.1 1) di atas tidak tersedia, maka kuat tekan rata-rata yang ditargetkan f cr harus diambil tidak kurang dari (f ,c+12 MPa); 2) nilai tambah dihitung menurut rumus: M = 1,64 x sr ; Dengan M adalah nilai tambah 1,64 adalah tetapan statistic yang nilainya tergantung pada persentase kegagalan hasil uji sebesar maksimum 5 % Sr adalah deviasi standar rencana 3) kuat tekan rata-rata yang ditargetkan dihitung menurut rumus berikut: fcr = f ,c + M fcr = f ,c + 1,64 sr
4.2.3.2 pemilihan factor air semen Factor air semen yang diperlukan untuk mencapai kuat tekan rata-rata yang ditargetkan didasarkan: 1) hubungan kuat tekan dan factor air semen yang diperoleh dari penelitian lapangan sesuai dengan bahan dan kondisi pekerjaan yang diusulkan. Bila tidak tersedia data hasil penelitian sebagai pedoman dapat dipergunakan Tabel 2 dan Grafik 1 atau 2; 2) untuk lingkungan khusus, faktor air semen maksimum harus memenuhi SNI 03-1915-1992 tentang spesifikasi beton tahan sulfat dan SNI 03-2914-1994 tentang spesifikasi beton bertulang kedap air, (Tabel 4,5,6) 4.2.3 slump Slump ditetapkan sesuai dengan kondisipelaksanaan pekerjaan agar diperoleh beton yang mudah dituangkan, didapatkan dan diratakan. 4.2.3.4 besar butir agregat maksimum Besar butir agregat maksimum tidak boleh melebihi: 1) seperlima jarak terkecil antara bidang-bidang samping dari cetakan; 2) sepertiga dari tebal pelat; 3) tiga perempat dari jarak bersih minimum di antara batang-batang atau berkas-berkas tulangan. 4.2.3.5 kadar air bebas Kadar air bebas ditentukan sebagai berikut: 1) agregat tak dipecah dan agregat dipecah digunakan nilai-nilai pada table 2 dan grafik 1 atau 2; 2) agregat campuran (tak dipecah dan dipecah), dihitung menurut rumus berikut: 2
1 Wh +
3
Wk 3
Dengan: Wh adalah perkiraan jumlah air untuk agregat halus Wk adalah perkiraan jumlah air untuk agregat kasar pada Tabel 3 Tabel 2 Perkiraan kekuatan tekan (MPa) beton dengan Factor air semen, dan agregat kasar yang biasa dipakai di Indonesia Jenis semen … … Semen Portland Tipe 1 Semen tahan sulfat Tipe II, V Semen Portland tipe III
Jenis agregat Kasar Batu tak dipecahkan Batu pecah Batu tak dipecahkan Batu pecah Batu tak dipecahkan Batu pecah Batu tak dipecahkan Batu pecah
Kekuatan tekan (MPa) Pada umur (hari) Bentuk 3 7 28 29 Bentuk uji 17 23 33 40 Silinder 19 27 37 45 20 28 40 48 Kubus 25 32 45 54 21 28 38 44 Silinder 25 33 44 48 25 31 46 53 Kubus 30 40 53 60
FAKTOR AIR SEMEN Grafik 1 Hubungan antara kuat tekan dan daktor air semen (benda uji berbentuk silinder diameter 150 mm, tinggi 300 mm)
FAKTOR AIR SEMEN Grafik 2 Hubungan antara kuat tekan dan factor air semen (benda uji berbentuk kubus 150 x 150 x 150 mm)
Tabel 3 Perkiraan kadar air bebas (Kg/m3) yang dibutuhkan untuk beberapa tingkat kemudahan pengerjaan adukan beton Slump (mm) 0-10 10-30 30-60 60-180 Ukuran besar butir agregat Jenis agregat --------maksimum 10 Batu tak dipecahkan 150 180 205 225 Batu pecah 180 205 230 250 20 Batu tak dipecahkan 135 160 180 195 Batu pecah 170 190 210 225 40 Batu tak dipecahkan 115 140 160 175 Batu pecah 155 175 190 205 Catatan : Koreksi suhu udara : Untuk suhu di atas 25 oC, setiap kenaikan 5 oC harus ditambah air 5 liter per m2 adukan beton. Tabel 4 Persyaratan jumlah semen minimum dan factor air semen maksimum untuk berbagi Macam pembetonan dalam lingkungan khusus Lokasi --Beton di dalam ruang bangunan: a. keadaan keliling non-korosif b. keadaan keliling korosif disebabkan oleh kondensasi atau uap korosif Beton di luar ruangan bangunan: a. tidak terlindung dari hujan dan terik matahari langsung b. terlindung dari hujan dan terik matahari langsung Beton masuk ke dalam tanah: a. mengalami keadaan basah dan kering berganti-ganti b. mendapat pengaruh sulfat dan alkali dari tanah Beton yang kontinu berhubungan: a. air tawar b. air laut
Jumlah Semen minimum Per m3 beton (kg)
Nilai Faktor AirSemen Maksimum
275
0,60
325
0,52
325
0,60
275
0,60
325
0,55 Lihat Tabel 5
Lihat Tabel 6
Tabel 5 Ketentuan untuk beton yang berhubungan dengan air tanah yang mengandung sulfat Kadar ganguan sulfat
1
2
3
4
5
Konsentrasi Sulfat Sebagai SO3
Dalam tanah Total SO3 SO3 dalam (%) campuran Air : Tanah = 2: l g/l Kurang Kurang dari 0,2 dari 1,0
0,2-0,5
0,5-1
1,0-2,0
Lebih dari 2,0
1,0-1,9
1,9-3,1
3,1-5,6
Lebih dari 5,6
Sulfat (SO3) Dalam air Tanah g/l Kurang dari 0,3
0,3-1,2
1,2-2,5
2,5-5,0
Lebih dari 5,0
Kandungan semen minimum ukuran nominal agregat maksimum (Kg/M3)
Factor air semen
Tipe semen
Tipe l dengan atau tanpa Pozolan (15-40%) Tipe l dengan atau tanpa Pozolan (15-40%) Tipe l Pozolan (15-40%) atau Semen Portland Pozolan Tip ell atau Tipe V Tipe l Pozolan (15-40%) atau Semen Portland Pozolan Tip ell atau Tipe V Tip ell atau Tipe V Tip ell atau Tipe V Lapisan pelindung
40 mm
20 mm
10 mm
80
300
350
0,50
290
330
350
0,50
270
310
360
0,55
250
290
340
0,55
340
380
430
0,45
290
330
380
0,50
330
370
420
0,45
330
370
420
0,45
Tabel 6 Ketentuan minimum untuk beton bertulang kedap air Jenis beton
Kandungan semen minimum (kg/m3) Ukuran nominal Maksimum agregat 40 mm 20 mm
Kondisi lingkungan yang berhubungan dengan
Factor air semen maksimum
Tipe semen
Air tawar
0,50
Tipe – V
280
300
Air payau
0,45
Tipe l + Pozolan (1540%) atau Semen Portland Pozalen
340
380
Bertulang atau Pra tegang
Air laut 0,50 0,45
Tip ell atau Tipe V Tipe ll atau Tipe V
Tabel 7 Persyaratan batas-batas susunan besar butir agregat kasar (Kerikil Atau Koral) Ukuran mata ayakan (mm)
38,1 19,0 9,52 4,76
Persentase berat bagian yang lewat ayakan
38-4,76 95-100 37-70 10-40 0-5
Ukuran nominal agregat (mm) 19,0-4,76 100 95-100 30-60 0-10
9,6-4,76 100 50-85 0-10
4.2.3.6 Berat Jenis Relatif Agregat Berat jenis relative agregat ditentukan sebagai berikut: 1) diperoleh dari data hasil uji atau bila tidak tersedia dapat dipakai nilai dibawah ini: (1) agregat tak dipecah : 2,5 (2) agregat dipecah : 2,6 atau 2,7 2) berat jenis agregat gabungan dihitung sebagai berikut: berat jenis agregat gabungan = persentase agregat halus x berat jenis agregat halus + persentase agregat kasar x berat jenis agregat kasar 4.2.3.7 Proporsi Campuran Beton Proporsi campuran beton (semen, air, agregat halus dan agregat kasar) harus dihitung dalam kg per m3 adukan. 4.2.3.8 Koreksi Proporsi Campuran Apabila agregat tidak dalam keadaan jenuh kering permukaan proporsi campuran halus dikoreksi terhadap kandungan air dalam agregat. Koreksi proporsi campuran harus dilakukan terhadap kadar air dalam agregat paling sedikit satu kali dalam sehari dan dihitung menurut rumus sebagai berikut:
1) air 2) agregat halus 3) agregat kasar
= B – (Ck-Ca) x C/100 – (Dk –Da) x D/100; = C + (Ck-Ca) x C/100; = D + (Dk-Da) x D/100
Dengan: B adalah jumlah air C adalah jumlah agregat halus D adalah jumlah agregat kasar Ca adalah absorpsi air pada agregat halus (%) Da adalah absorpsi agregat kasar (%) Ck adalah kandungan air dalam agregat halus (%) Dk adalah kandungan air dalam agregat kasar (%)
5. Cara Pengerjaan Langkah-langkah pembuatan rencana campuran beton normal dilakukan sebagai berikut: 1) ambil kuat tekan beton yang disyaratkan f Xc pada umur tertentu; 2) hitung deviasi standar menurut ketentuan butir 4.2.3.1; 3) hitung nilai tambah menurut butir 4.2.3.1 2); 4) hitung kuat tekan beton rata-rata yang ditargetkan f Xcr menurut butir 4.2.3.1 3); 5) tetapkan jenis semen; 6) tentukan jenis agregat kasar dan agregat halus, agregat ini dapat dalam bentuk tak dipecahkan (pasir atau koral) atau dipecahkan; 7) tentukan factor air semen menurut butir 4.2.3.2 Bila dipergunakan grafik 1 atau 2 ikuti langkah-langkah berikut : (1) tentukan nilai kuat tekan pada umur 28 hari dengan menggunakan Tabel 2, sesuai dengan semen dan agregat yang akan dipakai; (2) lihat Grafik 1 untuk benda uji berbentuk silinder atau grafik 2 untuk benda uji berbentuk kubus; (3) tarik garis tegak lurus ke atas melalui factor air semen 0,5 sampai memotong kurva kuat tekan yang ditentukan pada sub butir 1 di atas; (4) tarik garis lengkung melalui titik pada sub. Butir 3 secara proporsional; (5) tarik garis mendatar melalui nilai kuat tekan yang ditargetkan sampai memotong kurva baru yang ditentukan pada sub butir 4 di atas; (6) tarik garis tegak lurus kebawah melalui titik potong tersebut untuk mendapatkan factor air semen yang diperlukan; 8) tetapkan factor air semen maksimum menurut butir 4.2.3.2 3) (dapat ditetapkan sebelumnya atau tidak). Jika nilai factor air semen yang diperoleh dari butir 7 di atas lebih kecil dari yang dikehendaki, maka yang dipakai yang terendah; 9) tetapkan slump; 10) tetapkan ukuran agregat maksimum jika tidak ditetapkan lihat butir 4.2.3.4; 11) tentukan nilai kadar air bebas menurut butir 4.2.3.5 dari Tabel 3 12) hitung jumlah semen yang besarnya adalah kadar semen adalah kadar air bebas dibagi factor air semen; 13) jumlah semen maksimum jika tidak ditetapkan, dapat diabaikan;
14) tentukan jumlah semen seminimum mungkin. Jika tidak lihat table 4.5.6 jumlah semen yang diperoleh dari perhitungan jika perlu disesuaikan; 15) tentukan factor air semen yang disesuaikan jika jumlah semen berubah karena lebih kecil dari jumlah semen minimum yang ditetapkan (atau lebih besar dari jumlah semen maksimum yang disyaratkan), maka factor air semen harus diperhitungkan kembali; 16) tentukan susunan butir agregat halus (pasir kalau agregat halus sudah dikenal dan sudah dilakukan analisa ayak menurut standar yang berlaku, maka kurva dari pasir ini dapat dibandingkan dengan kurva-kurva yang tertera dalam grafik 3 sampai dengan 6 atau gabungkan pasir pasir tersebut seperti pada table 8; 17) tentukan susunan agregat kasar menurut grafik 7,8, atau 9 bila lebih dari satu macam agregat kasarm gabungkan seperti table 9. 18) Tentukan persentase pasir dengan perhitungan atau menggunakan grafik 13 sampai dengan 15; dengan diketahui ukuran butir agregat maksimum menurut butir 10. slumps menurut butir 9, factor air semen menurut butir 15 dan daerah susunan butir 16, maka jumlah persentase pasir yang diperlukan dapat dibaca pada grafik. Jumlah ini adalah jumlah seluruhnya dari pasir atau fraksi agregat yang lebih halus dari 5 mm. dalam agregat kasar yang biasa dipakai di Indonesia seringkali dijumpai bagian yang lebih halus dari 5 mm dalam jumlah yang lebih dari 5 persen. Dalam hal ini maka jumlah agregat halus yang diperlukan harus dikurangi; 19) Hitung berat jenis relative agregat menurut butir 4.2.3.6; 20) Tentukan berat isi beton menurut Grafik 16 sesuai dengan kadar air bebas yang sudah ditemukan dari Tabel 3 dan berat jenis relative dari agregat gabungan menurut butir 18; 21) Hitung kadar agregat gabungan yang besarnya adalah berat jenis beton dikurangi jumlah kadar semen dan kadar air bebas; 22) Hitung kadar agregat halus yang besarnya adalah hasil kali persen pasir butir 18 dengan agregat gabungan butir 21; 23) Hitung kadar agregat kasar yang besarnya adalah kadar agregat gabungan butir 21 dikurangi kadar agregat halus butir 22; dari langkah-langkah tersebut di atas butir 1 sampai dengan 23 sudah dapat diketahui susunan campuran bahan-bahan untuk 1m3 beton; 24) Proporsi campuran, kondisi agregat dalam keadaan jenuh kering permukaan; 25) Koreksi proporsi campuran menurut perhitungan pada butir 4.2.3.8; 26) Buatlah campuran uji, ukur dan catatlah besarnya slump serta kekuatan tekan yang sesungguhnya, perhatikan hal berikut: (1) jika harga yang didapat sesuai dengan harga yang diharapkan, maka susunan campuran beton tersebut dikatakan baik. Jika tidak, maka campuran perlu dibetulkan; (2) kalau slumpnya ternyata terlalu tinggi atau rendah, maka kadar air perlu dikurangi atau ditambah (demikian juga kadar semennya, karena factor air semen harus dijaga agar tetap tak berubah); (3) jika kekuatan beton dari campuran ini terlalu tinggi atau rendah, maka factor air semen dapat atau harus ditambah atau dikurangi sesuai dengan Grafik 1 atau 2.
Lampiran A Daftar Istilah Pembanding factor air – semen Pembuat rencana campuran Campuran coba Nilai tambah Kuat tekan yang disyaratkan Bahan tambah
: water cement ratio : mix design process : trial mix : margin : the specified characteristic strength : additive
Lampiran B Notasi dan Grafik 1) Notasi f, fcr s M K S
: Kuat tekan beton yang disyaratkan, MPa : Kuat tekan beton rata-rata yang ditargetkan : deviasi standar, MPa : margin : tetapan statistic yang tergantung pada banyaknya bagian yang cacat. : kondisi jenuh permukaan kering
2) Grafik Daerah Grudasi No 1
Ukuran mata ayakan (mm) Grafik 3 Batas gradasi pasir (Kasar) No. 1
Ukuran mata ayakan (mm) Grafik 4 Batas Gradasi Pasir (Sedang) No. 2
Ukuran mata ayakan (mm) Grafik 5 Batas gradasi pasir (Agak Halus) No. 3
Ukuran mata ayakan (mm) Grafik 6 Batas gradasi pasir dalam daerah No.4
Ukuran mata ayakan (mm) Grafik 7 Batas gradisi kerikil atau koral ukuran maksimum 10 mm
Ukuran mata ayakan (mm) Grafik 8 Batas gradasi kerikil atau koral ukuran maksimum 20 Mm
Ukuran mata ayakan (mm) Grafik 9 Batas gradasi kerikil atau koral ukuran maksimum 40 Mm
Ukuran lubang ayakan (mm) Grafik 10 Batas gradasi agregat gabungan untuk besar butir Maksimum (10mm)
Ukuran lubang ayakan (mm) Grafik 11 Batas gradasi agregat untuk besar butir maksimum 20 mm
Ukuran lubang ayakan (mm) Grafik 12 Batas gradasi agregat gabungan untuk besar butir maksimum 20 mm Ukuran agregat maksimum : 10 mm
Faktor Air Semen Grafik 13 Persen pasir terhadap kadar toal agregat yang dianjurkan Untuk ukuran butir maksimum 10 mm
Ukuran agregat maksimum 20 mm
Grafik 14 Persen pasir perhadap kadar total agregat yang dianjurkan untuk ukuran butir maksimum 20 mm
Grafik 15 Persen pasir terhadap kadar total agregat yang dianjurkan untuk ukuran butir maksimum 40 mm
Grafik 16 Perkiraan berat isi beton basah yang telah selesai didapatkan
Formulir Perencanaan Campuran Beton No. --1
2
Uraian --Kuat tekan yang disayaratkan (benda uji silinder/kubus) Deviasi Standar
7
Nilai tambah (margin) Kekuatan rata-ata yang ditargetkan Jenis semen Jenis agregat : - kasar - halus Faktor air semen bebas
8 9
Faktor air semen maksimum Slump
10
Ukuran agregat maksimum
11
Kadar air bebas
12 13 14
Julah semen Jumlah semen maksimum Jumlah semen minimum
15
Faktor air semen yang disesuaikan Susunan besar butir agregat halus Susunan agregat kasar atau gabungan
3 4 5 6
16 17
18
Persen agregat halus
19
Berat jenis relative, agregat (kering permukaan) Berat isi beton Kadar agregat gabungan Kadar agregat halus Kadar agregat kasar Proporsi campuran:
20 21 22 23 24
25
- tiap m3 - tiap campuran uji m3 Koreksi proporsi campuran
Tabel/Grafik/ Perhitungan Ditetapkan
Nilai --… MPa pada 28 hari Bagian cacat 5 persen, k=1,64
Butir 4.3.2.1.1).(2 tabel 1) Butir 4.2.3.1.2) Butir 4.2.3.1.3)
… MPa atau tanpa data … Mpa 1,64 x … = … MPa
Ditetapkan
Tabel 2 Grafik 1 atu 2 Butir 4.2.3.2. 2) Ditetapkan Butir 4.2.3.3 Ditetapkan Butir 4.2.3.4 Tabel 3 Butir 4.2.3.4 11 : 8 atau 7 Ditetapkan Ditetapkan Butir 4.2.3.2 Tabel 4,5,6 Grafik 3 s/d 6 Grafik 7, 8, 9 atau Tabel 7 Grafik 10, 11, 12 Grafik 13 s/d 15 atau perhitungan Diketahui/dianggap
… + … = MPa … … … Ambil nilai yang terendah … … mm … mm … kg/m3 … kg/m3 … kg/m3 … kg/m3 (pakai bila lebih besar dari 12, lalu hitung 15) … Daerah gradasi susunan butir 2
… persen …
Grafik 16
… kg/m3
20-(12+11) 18x21 21-22 Semen Air (kg/lt) (kg)
… - … = … kg/m3 … x … = … kg/m3 … - … = … kg/m3 Agregat kondisi jenuh kering permukaan Halus Kasar (kg) (kg)
Contoh Merencanakan Campuran Beton Buatlah campuran beton dengan ketentuan sebagai berikut: -
kuat tekan yang disyaratkan = 22,5 N/mm2 untukumur 28 hari. Benda uji berbentuk kubus dan jumlah yang mungki tidak memenuhi syarat = 5 % Semen yang dipakai = semen Portland tipe I Tinggi Slump disyaratkan = 3-6 cm. Ukran besar butir agregat maksimum = 40 mm. Nilai factor air semen maksimum = 0.60 Kadar semen minimum = 275 kg/m3 Susunan besar butir agregat halus ditetapkan harus termasuk dalam daerah susunan butir no. 2 Agregat yang tersedia adalah pasir IV dan V kerikil VII yang analisa ayaknya seperti dalam Tabel 7 (untuk pasir) dan dalam table 8 (untuk kerikil VII). Sedangkan berat jenis, penyerapan air, dan kadar air bebas masing-masing agregat adalah seperti dalam table di bawah ini. Tabel 8. Data sifat fisik agregat Agregat Sifat
- Berat jenis (kering permukaan) - Penyerapan air % - Kadar air %
Pasir (Halus Tak Di Pecah) IV 2,50
Pasir (Kasar Tak Di Pecah) V 2,44
Kerikil (Batu Pecah) VII 2,66
3,10 6,50
4,20 8,80
1,63 1,06
Untuk mencari susunan uji pergunakanlah daftar isian (Formulir) yang tersedia dan ikutilah langkah-langkah berikut ini:
Contoh Isian Perencanaan Campuran Beton No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
Uraian --Kuat tekan yang disyaratkan (benda uji kubus) Deviasi Standar Nilai tambah (margin) Kekuatan rata-rata yang ditargetkan Jenis semen Jenis agregat: - kasar - halus Faktor air semen bebas Faktor air semen maksimum Slump Ukuran agregat maksimum Kadar air bebas Kadar semen Kadar semen maksimum Kadar semen minimum Faktor air semen yang disesuaikan Susunan besar butir agregat halus Susunan agrega kasar atau gabungan Persen agregat halus Berat jenis relatif, agregat (kering permukaan) Berat isi beton Kadar agregat gabungan Kadar agregat halus Kadar agregat kasar Proporsi campuran
Tabel/Grafik/ Perhitungan Ditetapkan Diketahui 1+3 Ditetapkan Ditetapkan Ditetapkan Tabel 2, grafik 1 Ditetapkan Ditetapkan Ditetapkan Tabel 3 11:8 Ditetapkan Ditetapkan
Semen Portland Tipe I Batu Pecah Alami 0,60 (ambil nilai yang terkecil) 0,60 Slump 30 – 60 mm 40 Mm 170 kg/m3 170 :0,60 = 293 kg/m3 170 :0,60 = 293 kg/m3 275 kg/m3 (pakai bila lebih besar dari 12 lalu hitung 15)
Grafik 3 s/d 6
Daerah gradasi susua butir 2
Tabel 7, Grafik 7, 8, 9 Grafik 10, 11, 12 Grafik 13 s/d 15
25
Banyaknya bahan (teoritis) tiap m3 dengan ketelitian 5 kg tiap campuran uji 0,05 m3 Koreksi campuran Tiap m3 Tiap 0,05 m3 -
283
35 Persen 2,59 Diketahui 2.380 kg/m3 2.380 – 283 – 170 = 1.927 kg/m3 1.927 x 0,35 = 674 kg/m3 1.927 x 674 = 1.253 kg/m3
Grafik 16 20 - 12 - 11 18 x 21 21 - 22 Semen (kg)
- tiap m3 - tiap campuran uji m3
Nilai --22,5 Mpa pada 28 hari Bagian tak memenuhi syarat 5 % (k=1,64) 7 Mpa 1,64 x 7 = 11,5 Mpa 22,5 + 11,5 = 34,0 Mpa
Air (kg/lt)
Agregat kondisi jenuh kering permukaan (kg) halus kasar 702 1.245 35,10 62.25
14,25 Semen (kg) 283 14,15
15 0 7,5 Air (kg atau liter) 170 8,5
Agregat halus (kg) 674 33,17
Agregat kasar (kg) 10253 62,65
283
150
702
1.245
14,15
7,5
35,10
62,25
Penjelasan Penisian Dafatar Isian (Formulir) 1. 2.
Kuat tekan disyaratkan sudah ditetapkan 22,5 % unuk umur 28 hari Deviasi standar diketahui dari besarnya jumlah (volume) pembebasan yang akan dibuat dalam hal ini di anggap untuk pembuatan (1.000-3.000) m3 beton sehingga nilai S= 7 Mpa 3. Cukup jelas. 4. Cukup jelas. 5. Jenis semen ditetapkan tipe I 6. jenis agregat diketahui: - agregat halus (pasir) alami (=pasir kali) - agregat kasar berupa satu pecah (=kerikil) 7. faktor air semen bebas dari tabel 2 diketahui untuk agregat kasar batu pecah (kerikil) dan semen S-550, kekuatan tekan umur 28 hari yang diharapkan dengan faktor air semen 0,50 adalah 45 kg/cm2 (=4,5 Mpa). Harga ini dipakai untuk membuat kurva yang harus diikuti menurut Grafik 1 dalam usaha mencari faktor air semen untuk beton yang direncanakan dengan cara berikut: Dari titik kekuatan tekan 4,5 Mpa tarik garis datar hingga memotong garis tengah yang menunjukan faktor air semen 0,50. Melalui titik potong ini lalu gambarkan kurva yang berbentuk kira-kira sama dengan kurva disebelah atas dan di sebelah bawahnya (garis puus-putus). Kemudian dari titik kekuatan tekan beton yang dirancang (dalam hal ini 34,0 kg/cm2) tarik garis datar hingga memotong kurva garis putus-putus tadi. Dari titik potong ini tarik garis tegak ke bawah hingga memotong sumbu X (absiska) dan baca faktor air semen yang diperoleh. (dalam hal ini didapatkan 0,60). 8. Faktor air semen maksimum dalam hal ini ditetapkan 0,60. Dalam hal faktor air semen yang diperoleh dari Grafik 1 tidak sama dengan yang ditetapkan, untuk perhitungan selanjutnya pakailah harga faktor air semen yang lebih kecil. 9. Slump: ditetapkan setinggi 30 – 60 mm 10. ukuran agregat maksimum : ditetapkan 40 mm 11. Kadar air bebas : untuk mendapatkan kadar air bebas, periksalah tabel 3 yang dibuat untul agregat gabungan alami atau yang berupa batu pecah. Umutk agregat gabungan yang berupa campuran antara pasir alami dan kerikil (batu pecah) maka kadar air bebas harus diperhitungkan antara 160 – 190 kg/m3 (kalau nilai slump 30 – 60 mm dan baris ukuran agregat maksimum 30 mm; baris ini yang dipakai sebagai pendekatan, kaena dalam Tabel belum ada baris ukuran agregat maksimum 40 mm), memakai rumus: 2 1 ---- Wh + ---- Wk 3 3 Dengan : Wh adalah perkiraan jumlah air untuk agregat halus dan Wk adalah perkiraan jumlah air untuk agregat kasar. Dengan
Dalam contoh ini dipakai agregat berupa pasir alami dan agregat kasar brupa batu pecah (kerkil), maka jumlah kadar air yang diperlukan. 2 1 --- x 160 + --- x 190 = 170 kg/m3 3 3 12. kadar semen : cukup jelas, yaitu: 170 : 0,60 = 183 kg/m3 13. kadar semen maksimum : tidak ditentukan, jadi dapat diabaikan. 14. kadar semen maksimum : tidak ditetapkan 275 kg/m3 seandainya kadar semen yang diperoleh dari perhitungan 12 belum mencapai syarat minimum yang ditetapkan, maka harga minimum ini harus dipakai dan faktor air semen yang baru perlu disesuaikan. 15. Faktor air semen yang disesuaikan : dalam hal ini dapat diabaikan oleh karena syarat minimum kadar semen sudah dipenuhi. 16. susunan butir agregat butir halus : ditetapkan masuk Daerah Susunan Butir No. 2. Daerah susunan ini diperoleh dengan mencampurkan pasir IV dan pasir V dalam perbandinan 36 % pasir IV terhadap 64 % pasir V dan ini didapat dengan cara coba coba dengan bantuan kurva derah susunan butir no. 2 (Grafik 4) berdasarkan hasil analisa ayak masing-masing pasir (Tabel 8, 9, 10) 17. cukup jelas 18. Persen bahan yang lebih halus dari 4,8 mm: Ini dicari dalam Grafik 15 untuk kelompok ukuran butir agregat maksimum 40 mm pada nilai slump 30 – 60 mm dan nilai faktor air semen 0,60. Bagi agregat halus (pasir) yang termasuk daerah susunan butir no. 3 diperoleh harga antara 30 – 37,5%. 19. Berat jenis relatif agregat : ini adalah berat jenis agregat gabungan, artinya gabungan agregat halus dan agregat kasar. Oleh karena agregat halus dalam hal ini merupakan gabungan pula dari dua macam agregat halus lainnya, maka berat jenis sebelum menghitung berat jenis agegat gabungan antara pasir dan kerikil. Dengan demikian perhitungan berat jenis relatif menjadi sebagai berikut: - DJ agregat halus gabungan = (0,36 x 2,5) + (0,64 x 2,66) = 2,46 - DJ agregat halus - DJ agregat gabungan Halus dan kasar = (0,36 x 2,46) + (0,65 x 2,66) = 2,59 20. Berat jenis beton : diperoleh dari Grafik 16 dengan jalan membuat grafik baru yang sesuai dengan nilai berat jenis agregat gabungan, yaitu 2,59. Titik potong grafik baru tadi dengan tegak yang menunjukan kadar air bebas (dalam hal ini 170 kg/m3, menunjukan nilai berat jenis beton yang direncanakan. Dalam hal ini diperoleh angka 2,380 kg/m3. 21. Kadar agregat gabungan = berat jenis beton dikurangi jumlah kadar semen dan kadar air; 1,380 – 283 – 170 = 1.927 kg/m3 22. Kadar agregat halus = cukup jelas 23. Kadar agregat kasar = cukup jelas
24 Proporsi campuran Dari langkah no.1 hingga no.23 kita dapatkan susunan campuran beton teoritis untuk tiap m3 sebagai berikut: - semen portland = 283 kg - semen seluruhnya = 170 kg - agregat halus - pasir IV = 0,36 x 674 = 242,6 kg - pasir V = 0,64 x 674 = 431,4 kg - Agregat kasar = 1253 kg 25 Koreksi proporsi campuran Untuk mendapatkan susunan campuran yang sebenarnya yaitu yang akan kita pakai sebagai campuran uji, angka-angka teoritis tersebut perlu dibetulkan dengan memperhitungkan jumlah air bebas yang terdapat dalam atau yang masih dibutuhkan oleh masing-masing agregat yang akan dipakai. Dalam contoh ini, jumlah air yang terdapat dalam: 248 - pasir IV = (6,50 – 3,10) x ------ = 8,24 100 431,4 - pasir V = (8,80 – 4,20) x --------= 19,8 100 Sedangkan kerikil masih membutuhkan sejumlah air untuk memenuhi kapasitas penyerapannya, yaitu: (1,63 – 1,08)1253/100 = 7,14 kg Dengan mengurangkan atau menambahkan hasil-hasil perhitungan ini, akan kita peroleh susunan campuran yaitu yang seharusnya kita timbang, untuk tiap m3 beton (ketelitian 5 kg) : - semen portland normal - pasir IV = 242,6 + 8,25 - pasir V = 431,4 + 19,8 - kerikil = 1,253 – 7,14 - air = 170 – 28 + 7,14
= 283 kg = 251 kg = 451 kg = 1,245 kg = 159 kg
Tabel. 9 Contoh perhitungan cara penyesuaian susuan besar butir pasir utuk memperoleh susunan besar butir yang memenuhi syarat dengan jalan menggabungkan 2 macam pasir dalam 2 macam campuran masing-masing 47% (IV) + 53% (V) dan 36% (Iv) + 64% (V) Uruta Lubang Mata Ayakan Mm
Pasir IV Bagian Yang Lolos Ayakan (%) Yv
Pasir V Bagian Yang Lolos Ayakan (%) Yv
96
100
100
47
53
100
36
64
100
48
100
100
47
53
100
36
64
100
24
100
62
47
53
80
36
40
76
12
100
50
47
16
63
36
19
55
06
85
10
40
5
45
31
0
37
03
60
0
27
0
27
22
0
22
0.15
30
0
14
0
14
11
0
11
0.075
0
0
0
0
0
0
0
0
Gabungan pasir IV dan V 47% IV + 53% V Bagian Bagian Bagian Lolos Lolos Lolos Ayakan Ayakan Ayakan (%) (%) (%) 47 53 Yvi --- Yiv --- Yv Gabungan 100 100
Gabungan Pasir IV dan V 36% + 64% Bagian Bagian Bagian Lolos Lolos Lolos Ayakan Ayakan Ayakan (%) (%) (%) 36 47 Yvi --- Yiv --- Yiv Gabungan 100 100
Tabel. 9 Contoh perhitungan cara penyesuaian susuan besar butir kerikil utuk memperoleh kurva susunan besar butir yang memenuhi syarat dengan jalan menggabungkan 3 macam kerikil yang susunan butirnya berlainan dalam perbandingan 57% (I); 29% (II) dan 14% (III)
Ukuan Mata Ayakan
Kerikil (I) 19 – 39 mm
Kerikil (I) 9,6 – 39 mm
Kerikil (I) 4,8 – 9,6
Kerikil gabungan (VII) 57% (I) + 29% (II) + 14%()
76
100
100
100
57
29
14
100
38
95
95
100
54
29
14
97
19
5
5
100
3
20
14
45
9.6
0
0
95
0
1
13
24
4.8
0
0
5
0
0
1
1
2.4
0
0
0
0
0
0
0
Tabel. 11. Contoh perhitungan mencari susunan agregat gabungan yang memenuhi Syarat dengan jalan menggabungkan pasir VI dan kerikil VII dalam perbandingan 35 % pasir dan 65 % kerikil VII Ukuran Mata Ayakan
Pasir Gabungan (VI)
Kerikil Gabungan (VII)
Bagian Lolos Ayakan (%)
Bagian Lewat Ayakan (%)
Lolos Ayakan (%) 35 --- x Pasir – 100 gabungan V
76
100
100
35
65 % Kerikil VII Lolos Ayakan (%) 35 --- x Kerikil – 100 gabungan VII 65
38
100
97
35
63
98
19
100
45
35
29
64
9.6
1000
14
35
9
44
4.8
100
1
35
1
36
2.4
16
0
27
0
27
1.2
55
0
19
0
19
0.6
37
0
13
0
13
0.3
22
0
8
0
8
0.15
11
0
4
0
4
Gabungan Pasir dan Kerikil 35 % Pasir VI
Lolos Ayakan (%) Agregat gabungan VIII
100
Grafik 17 Batas Gradasi Agregat Untuk Ukuran Butir Maksimum 40 Mm Ii. Contoh Cara Penggabungan Agregat 1) Contoh Perhitungan secara analitis penyesuaian susunan besar butir pasir untuk memperoleh susunan besar butir yang memenuhi syarat dengan jalan menggabungkan 2 macam pasir masing-masing P1 = 35 % dan P2 = 65 %
Ukuran lubang ayakan (mm)
Pasir 1 bagian yang lolos ayakan % Y1
Pasir 2 bagian yang lolos ayakan % Y2
9,6 4,8 2,4 1,2 0,6 0,3 0,15
100 100 100 100 85 60 30
100 100 62 50 10 0 0
Gabungan pasir 1 & 2 (35 % + 65 %) Bagian lolos Bagian lolos ayakan ayakan 65/100 xY2 35/100 xY1 35 35 35 35 30 21 10
65 65 40 33 7 0 0
Gabungan pasir 1 & 2
100 100 75 68 37 21 10
2) Contoh Perhitungan secara analitis penyesuaian susunan besar butir kerikil untuk memperoleh susunan besar butir yang memenuhi syarat dengan jalan menggabungkan 2 macam kerikil masing-masing KI = 60% dan k2 = 40 %
Ukuran lubang ayakan (mm)
Kerikil 1 bagian yang lolos ayakan %Y1
Kerikil 2 bagian yang lolos ayakan %Y2
46 38 19 9,5 4,8 2,4 1,2
100 95 5 0 0 0 0
100 100 100 95 5 0 0
Gabungan kerikil & (2,60 % 40 %) Bagian lolos Bagian lolos ayakan ayakan 60/100 X Y1 40/100 X Y2 60 40 57 40 3 40 0 38 0 2 0 0 0 0
Gabungan kerikil 1 & 2
100 97 43 38 2 0 0
*) Contoh perhitungan secara analitis gabungan pasir (P1 & P2 Tinjauan pada saringan 0,60 mm). Gradasi gabungan diharapkan pada saringan tersebut bagian yang lolos 36 % y1 x + y2 (100 - X) 36 = ---------------------100 85 x + 10 (100 - X) 36 = ---------------------100 2600 = 75 x _______ x = 34,67 % 35 % 100 – x = 100 – 35 = 65 %
(P1) (P2)
Ukuran lubang ayakan (mm) Grafik 18 Batas Gradasi Pasir Dalam Daerah Gradasi No. 2
**) Contoh perhitungan secara analitis gabungan kerikil (K1 & K2) Tinjauan pada saringan 19 mm. Gradasi gabungan diharapkan pada saringan tersebut bagian yang lolos 62%
y1 x + y2 (100 - X) 62 = ---------------------100
100 x + 5 (100 - X) 62 = ---------------------100 5700 = 95 x _______ x = 60 % 100 – x = 5 %
(P1) (P2)
Grafik 19 Batas Gradasi atau Koral Ukuran Maksimum 40 Mm
Contoh perhitungan secara grafis pernyesuaian besar butir agregat kasar dan pasir untuk memperoleh besar butir yang memenuhi syarat dengan jalan menggunakan grafik 15. Ukuran lubang ayakan
Gabungan pasir dan 2 Bagian yang lolos ayakan (%)
76 38 19 9,6 4,8 2,4 2,4 1,2 0,60 0,30 0,15
Gabungan kerikil 1 dan 2 Bagian yang lolos ayakan (%)
100 97 43 38 2 0
100 75 68 37 21 10
Agregat Gabungan pasir dan kerikil (33% + 67%) halus
Kasar
33 33 33 33 22 25 22 12 47 3
67 65 29 26 1 0
Gabungan kerikil 1 & 2
100 98 62 59 34 25 22 12 47 3
Koreksi
Pasir I Pasir II
Kadar air (%) 2,1 3,8
Penyerapan air (%) 3,9 4,0
Kekurangan air 1,8 -
Kelebihan air 0,2
Pasir I Pasir II
2,0 1,8
2,2 2,0
0,2
0,2 -
Banyaknya bahan tiap m3 beton setelah dikoreksi Pasir I = 0,35 x 640 - (0,018 x 640) Pasir II = 0,65 x 640 - (0,002 x 640) Kerikil I = 0,60 x 1298 - (0,002 x 1298) Kerikil II = 0,40 x 1298 – (0,002 x 1298) Air = 170 + 11,52 + 1,28 – 2,596 + 2,596 PC = 327 kg Bahan Pasir I Pasir II Kerikil I Kerikil II Air PC
Banyaknya (kg) 212 417 782 517 180 327
= 212 kg = 417 kg = 782 kg = 517 kg = 180 kg
LAMPIRAN A Daftar Nama dan Lembaga 1.
Pemrakarsa Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Permukaan, Badan Penelitian dan Pengembangan Permukiman dan Pengembangan Wilayah.
2.
Penyusun No 1
Nama Ir. Nadhiroh Masruri
Instansi Puslitbang Teknologi Permukiman
