Our social:

Rabu, 09 Desember 2015

[Praktikum Beton Pekan ke-2] Kelompok 4 - Rancangan Campuran Beton - Bella Listya Prasadini


Hari, tanggal praktikum : Kamis, 5 November 2015
Waktu Praktikum           : Pkl. 10.00-12.00 WIB
Tempat Praktikum          : Lab Struktur Mekanika Tanah ITB


Foto 1. Kelompok 4 Praktikum Bahan Banguna Laut

Setelah melaksanakan praktikum pertama, praktikan diberi arahan oleh asisten untuk membuat rancangan campuran beton. Yaitu melakukan perhitungan untuk menetapkan massa penyusun beton. dengan landasan perancangan sebagai berikut. 


Rancangan Campuran Beton

Beton merupakan salah satu material penting dalam dunia konstruksi karena sering digunakan, ekonomis dan memiliki kekuatan tekan yang tinggi.Pada dasarnya beton terbentuk dari dua bagian utama yaitu pasta semen dan agregat.Pasta semen terdiri dari semen Portland, air dan bahan campur tambahan (admixture).Sedangkan agregat terdiri dari agregat kasar (batu pecah) dan agregat halus (pasir).Komposisi dari campuran beton sangat menentukan kekuatan dari beton itu sendiri.Oleh karena itu dibutuhkan komposisi campuran yang sesuai untuk memproduksi beton.
                 Perancangan komposisi campuran beton dilakukan agar menghasilkan kualitas dan jenis beton yang sesuai dengan spesifikasi yang diminta. Dengan campuran beton yang sesuai maka akan membuat penggunaan material pembentuk beton lebih efisien dan efektif penggunaannya.

Tujuan
untuk merancang mix design  (air, semen, agregat, pasir) dengan berbagai perhitungan untuk mendapatkan beton dengan mutu dan kekuatan sesuai kebutuhan.

      Alat yang digunakan dalam praktikum beton pekan 2

1.   Bekisting
2.   Mesin pengaduk
3.   Vibrator
4.   Sekop
5.   Satu set alat uji slump
6.   Sendok perata
7.   Timbangan

      Bahan

1.  Air                          
2.  Semen
3.  Agregat kasar
4.  Agregat halus

        Metodologi Percobaan

     1.    Pemilihan angka slump

                 Slump adalah suatu derajat kelecakan.Kelecakan adalah kemudahan untuk pembuatan beton. Sehingga beton yang memiliki slump lebih tinggi maka akan memiliki workability(kelecakan) yang tinggi juga. Nilai dari slump di tentukan dari jenis konstruksi yang akan dibangun. Dalam percobaan digunakan slump 50 mm. berikut merupakan tabel nilai slump untuk berbagai jenis konstruksi.

Tabel 1. Gradasi Saringan Ideal Agregat Halus
Jenis Konstruksi
Slump (mm)
Maksimum
Minimum
Dinding fondasi, footing, dinding basement
75
25
Dinding dan balok
100
25
Kolom
100
25
Perkerasan dan lantai
75
25
Beton dalam jumlah yang besar ( seperti dam)
50
25

  

 2.    Pemilihan Ukuran Maksimum Agregat

                        Pemilihan ukuran maksimum agregat digunakan agar menghasilkan gradasi yang baik pada beton.Gradasi yang baik dapat menghasilkan beton dengan workability yang cukup dan segregasi yang minimum. Oleh karena itu, memperlebar rentang gradasi agregat dengan menggunakan ukuran maksimum yang lebih besar akan memperkecil kebutuhan air campuran. Sehingga untuk tingkat workability tertentu rasio air-semen dapat dikurangi dan konsekuensinya kekuatan meningkat.Tetapi tetap ada batas ukuran maksimum agregat dimana peningkatan kekuatan akibat berkurangnya kebutuhan air masih dapat mengimbangi efek negatif yang muncul.Berikut contoh persyaratan ukuran maksimum agregat kasar.
a.      D ≤ d/5
b.      D ≤ h/3
c.       D ≤ 2s/3
d.      D ≤ 3c/4
Keterangan :      D = ukuran maksimum agregat
                           d  = lebar terkecil di antara dua tepi bekisting
                           h  = tebal pelat lantai
                           s  = jarak bersih antara dua tulangan
                           c = tebal bersih selimut beton

   3.    Menghitung rencana kuat tekan beton

                        Rencana kuat tekan beton harus lebih besar daripada kuat tekan beton yang ditentukan untuk konstruksi yang akan dibangun. Hal ini bertujuan utuk mengantisipasi jika kuat tekan beton yang dihasilkan tidak mencapai kuat tekan beton yang diinginkan. Oleh karena itu dibutuhkan sejumlah nilai penambahan  kuat tekan beton dalam perancangan campuran beton.
            Berikut rumus nilai kuat tekan beton rata-rata yang dibutuhkan.
fm = fc + 1.64Sd
            Keterangan :   fm = nilai kuat tekan beton rata-rata
                     fc = nilai kuat tekan yang disyaratkan
                     Sd = standar deviasi
            fc untuk percobaan ini diperoleh dengan cara mengonversi kuat tekan beton 250K menjadi MPa. Standar deviasi diklasifikasikan sesuai dengan kondisi pengerjaan.Berikut tabel standar deviasi untuk berbagai kondisi pengerjaan.

Tabel 2.  Standar deviasi untuk berbagai Kondisi Pengerjaan
Kondisi Pengerjaan
Standar Deviasi (MPa)
Lapangan
Laboratorium
Sempurna
<3
<1.5
Sangat baik
3-3.5
1.5-1.75
Baik
3,5-4
1.75-2
Cukup
4-5
2-2.5
Kurang baik
>5
>2.5





Berdasarkan tabel di atas dapat disimpulkan bahwa standar deviasi untuk pengerjaan di lapangan lebih besar daripada standar deviasi untuk pengerjaan di laboratorium. Hal ini disebabkan karena pengerjaan di kondisi lapangan jauh lebih berisiko daripada di laboratorium.Untuk percobaan ini digunakan standar deviasi pengerjaan di laboratorium dengan nilai 2.

4.    Estimasi kebutuhan air pencampur dan kandungan udara

Jumlah air pencampur persatuan volume beton yang dibutuhkan untuk menghasilkan suatu nilai slump tertentu bergantung pada ukuran maksimum agregat .Untuk percobaan ini campuran beton dibuat tanpa penambahan udara. Berikut tabel kebutuhan air pencampuran dan udara untuk berbagai nilai slump dan ukuran maksimum agregat.


Tabel 3. Berat air untuk berbagai nilai slump, dan kondisi dengan atau tanpa penambahan udara
Jenis Beton
Slump (mm)
Air (kg/m3)
Ukuran Maksimum Agregat Kasar (mm)
10
12.5
20
25
40
50
75
Tanpa Penambahan Udara
25-50
205
200
185
180
160
155
140
75-100
225
215
200
190
175
170
155
150-175
240
230
210
200
185
175
170
Udara yang Tersekap (%)
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0.3
Dengan Penambahan Udara
25-50
180
175
165
160
150
140
135
75-100
200
190
180
175
160
155
150
150-175
215
205
190
180
170
165
160
Kandungan udara yang disarankan (%)
8
7
6
5
4.5
4
3.5


Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa jumlah air pencampur yang dibutuhkan untuk campuran tanpa penambahan udara lebih banyak daripada jumlah air yang dibutuhkan dengan penambahan udara.Hal ini disebabkan karena penambahan volume udara menggantikan sebagian kecil dari volume air. Untuk mendapatkan data jumlah air yang dibutuhkan untuk campuran beton dengan ukuran maksimum agregat sebesar 25 mm makan dilakukan interpolasi.


5.    Pemilihan Nilai Perbandingan Air semen

                        Untuk menentukan nilai rasio air semen bergantung pada kuat tekan beton yang akan diproduksi. Semakin rendah rasio dari air semen maka semakin tinggi kekuatan dari beton tersebut. Berikut tabel hubungan antara rasio air semen dengan kuat tekan  beton.

Tabel 4. Nilai w/c untuk berbagai Kuat tekan beton umur 28 hari
Kuat Tekan Beton Umur 28 Hari (MPa)
Rasio Air Semen dalam Perbandingan Berat)
Tanpa Penambahan Udara
Dengan Penambahan Udara
48
0.33
-
40
0.41
0.32
35
0.48
0.40
28
0.57
0.48
20
0.68
0.59
14
0.82
0.74

Untuk  mencari data air semen dengan nilai kuat tekan beton yang terdapat antara dua nilai dilakukan metode interpolasi.

6.    Perhitungan kandungan semen

       Perhitungan kandungan semen yang dapat diperoleh dari berat air pencampur dibagi rasio air semen yang telah diperoleh.

7.    Estimasi kandungan agregat kasar

       Rancangan campuran beton yang ekonomis bisa didapat dengan menggunakan semaksimal mungkin volume agregat kasar dalam keadaan dry rodded unit weight persatuan volume beton.
       Data menunjukan bahwa semakin halus pasir dan semakin besar ukuran maksimum ukuran agregat kasar, semakin banyak volume agregat kasar yang dapat dicampurkan untuk menghasilkan campuran beton dengan kelecakan yang baik.
       Volume agregat kasar yang dibutuhkan persatuan volume beton adalah fungsi daripada ukuran maksimum agregat kasar dan modulus kehalusan agregat halus.Berikut merupakan tabel volume agregat kasar per satuan volume beton dengan slump 75-100 mm.

Tabel 5. Volume agregat kasar persatuan volume beton dengan slump 75-100mm
Ukuran Maksimum Agregat Kasar (mm)
Volume Agregat Kasar SSD Persatuan Volume Beton untuk Berbagai Nilai Modulus Kehalusan Pasir
2.4
2.6
2.8
3
10
0.5
0.48
0.46
0.44
12.5
0.59
0.57
0.55
0.53
20
0.66
0.64
0.62
0.6
25
0.71
0.69
0.67
0.65
40
0.75
0.73
0.71
0.69
50
0.778
0.76
0.74
0.72
75
0.82
0.8
0.78
0.76
150
0.87
0.85
0.83
0.81

                        Jika campuran beton mempunyai nilai slump selain 75-100 mm, maka volume agregat kasar dapat diperoleh dengan cara mengalikan faktor koreksi dengan nilai volume agregat kasar yang diperoleh . 

Tabel 6 . Faktor koreksi untuk berbagai ukuran maksimum agregat dan dengan nilai slump tertentu
Slump (mm)
Faktor Koreksi untuk Berbagai Ukuran Maksimum Agregat
Ukuran Maksimum Agregat (mm)
10
12.5
20
25
40
25-50
1.08
1.06
1.04
1.06
1.09
75-100
1
1
1
1
1
150-175
0.98
0.98
1
1
1

            Berat agregat kasar diperoleh dengan berat isi agregat kasar dikali dengan volume agregat kasar.

8.    Estimasi kandungan agregat halus

Volume agregat halus yang diperlukan = massa jenis beton segar - (massa agregat kasar + massa air + massa semen )

Menentukan berat agregat halus
Berat agregat halus yang dibutuhkan adalah specific gravity agregat halus SSD dikali volume agregat halus dikali massa jenis air.

9.   Koreksi kandungan air pada agregat

Saat pembuatan campuran di lapangan, terkadang jumlah air, agregat halus dan agregat kasar yang diperlukan untuk mencapai nilai slump tidak sama persis dengan perhitungan, sehingga perlu ditambahkan sejumlah air atau agregat kasar atau agregat halus ke dalam campuran beton agar mendapat nilai slump sesuai dengan perhitungan.  Perhitungan untuk tambahan-tambahan air, agregat kasar, dan agregat halus antara lain:
·         Tambahan air adukan dari kondisi agregat kasar = berat agregat kasar kondisi SSD x (akhir-mula) / (1+akhir)
·         Tambahan agregat kasar = tambahan air adukan / 1000 x Specific Gravity Agregat Kasar kondisi SSD x 1000
·         Tambahan air adukan dari kondisi agregat halus = Agregat halus kondisi SSD x (akhir-mula) / (1+akhir)
·         Tambahan agregat halus = Tambahan air adukan dari kondisi agregat halus / 1000 x Specific Gravity Agregat Halus kondisi SSD x 1000.

Perhitungan dilakukan dengan saling berbagi data antara kelompok 1,2 dan 3,4.

a.             Perhitungan

Penetapan Variabel Perencanaan
1.         Kategori Jenis Struktur (Tabel 1)                    = Kolom K-200
2.         Rencana Slump                                                = 100 mm
3.         Kekuatan Tekan Beton Rencana                     = 27,31 MPa
4.         Ukuran Maksimum Agregat Kasar                 = 25 mm
5.         Modulus Kehalusan Agregat Halus                = 4,183
6.         Specific Gravity Agregat Halus kondisi SSD = 2.5773
7.         Specific Gravity Agregat Kasar kondisi SSD = 2.7182
8.         Berat volume / isi agregat kasar                      = 1,3011 kg/L

Perhitungan Komposisi Unsur Beton
9.         Air yang Diperlukan (Tabel 4.2)                    
= 190kg/m3 beton
10.     Persentase Udara yang Terperangkap (Tabel 4.2)      
= 1.5%
11.     W/C Ratio (x) kekuatan tekan beton rencana (fm = 27.31 Mpa) berada di antara kekuatan tekan beton sebesar 20 Mpa dengan 28 Mpa. Akan dicari W/C Ratio (x) dalam perbandingan berat tanpa penambahan udara. Dengan interpolasi dan data
y  = 27.31
y1 = 28 Mpa
y2 = 20 Mpa
x1 = 0,57
x2 = 0,68
Maka,
X          = 0.5795
12.     Berat Semen                          
=327,868 kg
13.     Volume agregat kasar yang diperlukan per m3 beton (tabel 4.5)
= 0.531 L
14.     Berat agregat kasar perlu
= Vol. agregat kasar x isi agregat kasar x 1000          
= 691.79 kg
15.     Volume Semen           
                        = 0.104 m3 Beton
16.     Volume Air                
= 0.19 m3
17.     Volume Agregat Kasar         
= 0.2545 m3
18.     Volume Udara
= Persentase udara yang terperangkap x 1
= 0.015 m3
19.     Total Volume
= Vol. Semen + Vol. air+ Vol. agregat kasar + Vol. udara
= 0.5636 m3
20. Volume Agregat Halus per m3
= 1 - Total Volume
= 0.4364 m3

Komposisi Berat Unsur adukan per m3 Beton
21. Semen                                                                           = 327.87    kg
22.  Air                                                                               = 190         kg
23.  Agregat Kasar Kondisi SSD                                       = 691.79    kg
24.  Agregat Halus Kondisi SSD                                       = 1124.73  kg
25.  Faktor semen                                                               = 8.19        zak

Komposisi Jumlah Air dan Berat unsur untuk Perencanaan Lapangan
26.  Kadar air asli atau Kelembaban Agregat Kasar (mk)  = 0.062
27.  Penyerapan Air Kondisi SSD Agg Kasar                   = 0.022
28.  Kadar air asli/ Kelembaban Agg Halus                       = 0.017
29.  Penyerapan Air Kondisi SSD Agg halus                    = 0.010
30.  Tambahan air adukan dari kondisi agregat kasar        = -27.2912 kg
31.  Tambahan agregat kasar untuk kondisi lapangan        = 29.755 kg
32.  Tambahan air adukan dari kondisi agregat halus        = -8.23kg
33.  Tambahan agregat halus untuk kondisi lapangan        = 8.527 kg


Komposisi Akhir Unsur untuk Perencanaan Lapangan per m3 Beton
34. Berat Agregat Kasar
=  Berat awal agregat kasar + Tambahan Agregat Kasar untuk kondisi lapangan
721.549 kg
35.  Berat Agregat halus
= Berat awal agregat halus + Tambahan agregat halus untuk kondisi lapangan
= 1133.26 kg
36.  Berat Air
=  Berat awal air + Tambahan air adukan dari kondisi agregat kasar + Tambahan air adukan dari kondisi Agregat halus = 154.47 kg
37.  Berat semen
= 327.868 kg

b.             Penetapan Variabel Perencanaan

Tabel 4.2 Penetapan Variabel Perencanaan
1
Kategori Jenis Struktur
kolom k-250
SATUAN
2
Rencana Slump
100
mm
3
Rencana Kuat Tekan Beton
27.31
Mpa
4
Modulus Kehalusan Agregat Halus
4.183
-
5
Ukuran maksimum Agregat Kasar
25
mm
6
Specific Gravity Agregat Kasar Kondisi SSD
2.7182
-
7
Specific Gravity Agregat Halus Kondisi SSD
2.5773
-
8
Berat volume atau isi agregat kasar
1.3011
kg /Ltr

 


c.              Perhitungan Komposisi Unsur Beton

Tabel 4.3 Perhitungan Komposisi Unsur Beton
9
Rencana air adukan untuk 1m3 beton
190
Kg
10
Persentase udara yang terperangkap
1.5
%
11
W/C ratio berdasarkan grafik 2 atau tabel II
0.5795
-
12
W/C Ratio maksimum berdasarkan tabel I


13
Berat semen yang diperlukan
327.868
Kg
14
Volume agregat kasar perlu/m3 beton
(tabel B)
0.5317
Ltr
15
Berat agregat kasar perlu
691.79
Kg
16
Volume semen
0.104
m3
17
Volume Air
0.19
m3
18
Volume agregat kasar
0.2545
m3
19
Volume udara                                               
0.015
m3
20
Volume agregat halus / m3 beton
0.4364
m3

 

d.                  Komposisi Berat Unsur Adukan per m3 Beton

Tabel 4.4 Komposisi Berat Unsur Adukan per m3 Beton
21
Semen
327.868
Kg
22
Air
190
Kg
23
Agregat kasar kondisi SSD
691.79
Kg
24
Agregat halus kondisi SSD
1124.73
Kg
25
Faktor semen
8.1967
Zak

 

e.              Komposisi Jumlah Air dan Berat Unsur untuk Perencanaan Lapangan

Tabel 4.5 Komposisi Jumlah Air dan Berat Unsur untuk Perencanaan Lapangan
26
Kadar air asli/kelembapan agregat kasar
0.0624
-
27
Penyerapan air kondisi SSD agregat kasar
0.0221
-
28
Kadar air asli/kelembapan agregat halus
0.01755
-
29
Penyerapan air kondisi SSD agregat halus
0.01010
-
30
Tambahan air adukan dari kondisi agregat kasar
-27.29
Kg
31
Tambahan agregat kasar untuk kondisi lapangan
29.755
Kg
32
Tambahan air adukan dari kondisi agregat halus
-8.233
Kg
33
Tambahan agregat halus untuk kondisi lapangan
8.527
Kg

 

f.              Komposisi Akhir Unsur untuk Perencanaan Lapangan/m3 Beton

Tabel 4.6 Komposisi Akhir Unsur untuk Perencanaan Lapangan/m3 Beton

34
Semen
327.868
Kg
35
Air
154.475
Kg
36
Agregat kasar kondisi lapangan
721.549
Kg
37
Agregat halus kondisi lapangan
1133.26
Kg

 

g.                  Komposisi Unsur Campuran Beton/ Kapasitas Mesin Molen

Tabel  4.7 Komposisi Unsur Campuran Beton/ Kapasitas Mesin Molen

38
Semen
10.42
Kg
39
Air
4.91
Kg
40
Agregat kasar kondisi lapangan
22.94
Kg
41
Agregat halus kondisi lapangan
36.03
Kg

 

h.             Data-Data Setelah Pengadukan / Pelaksanaan

Tabel 4.8 Data-Data Setelah Pengadukan/ Pelaksanaan
42
Sisa air campuran (jika ada)
 0
Kg
43
Tambahan air selama pengadukan (jika ada)
 2.38
Kg
44
Jumlah air sesungguhnya yang digunakan
7.29
Kg
45
Nilai slump hasil pengukuran
112
mm

 Tabel Trial Mix
a. Tabel Referensi
Tabel 4.9 Kebutuhan Air Pencampuran dan Udara untuk Berbagai Nilai Slump dan Ukuran Maksimum Agregat


Jenis Beton
Slump
(mm)
Air (kg/m3)
Ukuran Maksimum Agregat Kasar (mm)
10
12.5
20
25
40
50
75
Tanpa Penambahan Udara
25-50
205
200
185
180
160
155
140
75-100
225
215
200
190
175
170
155
150-175
240
230
210
200
185
175
170
Udara yang Tersekap (%)
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0.3


Dengan Penambahan Udara
25-50
180
175
165
160
150
140
135
75-100
200
190
180
175
160
155
150
150-175
215
205
190
180
170
165
160
Kandungan udara yang disarankan (%)
8
7
6
5
4.5
4
3.5

Tabel 4.10 Hubungan Rasio Air-Semen dan Kuat Tekan Beton

Kuat Tekan Beton Umur 28 Hari (MPa)
Rasio Air-Semen dalam Perbandingan Berat)
Tanpa Penambahan Udara
Dengan Penambahan Udara
48
0.33
-
40
0.41
0.32
35
0.48
0.40
28
0.57
0.48
20
0.68
0.59
14
0.82
0.74


Tabel 4.11 Klasifikasi Standar Deviasi untuk Berbagai Kondisi Pengerjaan
Kondisi Pengerjaan
Standar Deviasi (MPa)
Lapangan
Laboratorium
Sempurna
<3
<1.5
Sangat baik
3-3.5
1.5-1.75
Baik
3,5-4
1.75-2
Cukup
4-5
2-2.5
Kurang baik
>5
>2.5

 
 










Tabel 4.12 Volume Agregat Kasar persatuan Volume Beton dengan Slump 75-100 mm
Ukuran Maksimum Agregat Kasar (mm)
Volume Agregat Kasar SSD Persatuan Volume Beton untuk Berbagai Nilai Modulus Kehalusan Pasir
2.4
2.6
2.8
3
10
0.5
0.48
0.46
0.44
12.5
0.59
0.57
0.55
0.53
20
0.66
0.64
0.62
0.6
25
0.71
0.69
0.67
0.65
40
0.75
0.73
0.71
0.69
50
0.778
0.76
0.74
0.72
75
0.82
0.8
0.78
0.76
150
0.87
0.85
0.83
0.81

Tabel 4.13 Faktor Koreksi untuk Berbagai Nilai Slump yang Berbeda
Slump (mm)
Faktor Koreksi untuk Berbagai Ukuran Maksimum Agregat
Ukuran Maksimum Agregat (mm)
10
12.5
20
25
40
25-50
1.08
1.06
1.04
1.06
1.09
75-100
1
1
1
1
1
150-175
0.98
0.98
1
1
1


Tabel 4.14 Estimasi Awal untuk Berat Jenis Beton Segar
Ukuran Maksimum Agregat (mm)
Estimasi Awal Berat Jenis Beton ()
Tanpa Penambahan Udara
Dengan Penambahan Udara
10
2285
2190
12,5
1315
2235
20
2355
2280
25
2375
2315
40
2420
2355
50
2445
2375
75
2465
2400
150
2502
2435





 








b. Tabel Hasil Akhir Mix Design
Setelah menentukan parameter material pembentuk beton, dan dilakukan perhitungan untuk campuran beton, maka didapat hasil akhir Mix Design berikut.

Tabel 4.15 Hasil Akhir Mix Design
No
Bahan
Perhitungan
Sebenarnya

1
Semen
327.868
327.868
Kg
2
Air
154.475
233.308
Kg
3
Agregat kasar kondisi lapangan
721.549
721.549
Kg
4
Agregat halus kondisi lapangan
1133.26
1133.26
Kg



Setelah melakukan perhitungan rancangan campuran beton, hasil perhitungan dikumpulkan ke asisten sebagai dasar untuk melihat pemahaman praktikan dalam penentuan perancangan beton. 

Berikutnya, praktikan melaksanakan praktikum MIX DESIGN di tanggal 5 November 2015. 
Perancangan dilakukan oleh petugas lab. Praktikan sebagai pengamat mix design dari rancangan yang telah dihitung. Berikut dilampirkan hasil dokumentasi praktikum. 

Foto 2. Pengambilan air untuk mix design


Foto 3. Penimbangan berat wadah untuk pengukuran parameter yang ditimbang

Foto 4. Pengujian Slump

Foto 5. Pelepasan bekisting


Foto 6. Hasil beton uji setelah dilepaskan dari bekisting



Foto 7. Hasil beton uji lebih dekat


Foto 8. Penamaan kepemilikian beton uji sebelum dicuring

Foto 9. Perendaman beton uji (Curing)

Setelah dilakukan pembuatan beton, dilakukan praktikum beton pekan ke-3 yaitu pengujian Kuat Tekan Beton



0 komentar:

Posting Komentar