SNI 03-6815-2002
Standar Nasional Indonesia
Tata cara mengevaluasi hasil uji kekuatan beton
ICS 91.100.30
Badan Standardisasi Nasional
SNI 03-6815-2002
Daftar isi
1.
Pendahuluan ..................................................................................................................... 1
2.
Variasi-Variasi Dalam Kekuatan Beton........................................................................... 3
2.1
Umum .............................................................................................................................. 3
2.2
Perilaku Beton.................................................................................................................. 3
2.3
Metode Pengujian ............................................................................................................ 4
3.
Analisis Data kekuatan..................................................................................................... 6
3.1
Notasi ............................................................................................................................... 6
3.2
Umum .............................................................................................................................. 6
3.3
Fungsi Statistik................................................................................................................. 7
3.4
Variasi Kekuatan.............................................................................................................. 8
4.
Kriteria ............................................................................................................................ 15
Lampiran A ............................................................................................................................... 30
i
SNI 03-6815-2002
TATA CARA MENGEVALUASI HASIL UJI KEKUATAN BETON ( ACI 214-1977, Reapproved 1989 )
1
PENDAHULUAN
Maksud pengujian kekuatan beton adlah untuk menentukan terpenuhinya spesifikasi kekuatan dan mengukur variabilitas beton. Beton adalah suatu massa yang keras terdiri dan bahan-bahan yang heterogen. Variabilitas karakteristik dan setiap bahan penyusun dalam beton dapat menyebabkan variasi kekuatan dalam beton. Variasi kekuatan ini dapat juga disebabkan oleh pelaksanaan dalam penentuan proporsi campuran, pelaksanaan pencampuran, pengangkutan, penuanangan dan pemeliharaan beton, selain variasi-variasi yang terjadi dalam beton sendiri. Variasi kekuatan dapat juga sisebabkan oleh fabrikasi, pengujian, dan perlakuan pada benda-benda uji. Variasi dalam kekuatan beton dapat diterima, namun, beton yang berkualitas cukup dapat dihasilkan jika dilakukan kontrol yang baik, hasil uji diinterprestasikan dengan akurat dan mempertimbangkan batasan-batasan yang ada. Kontrol yang baik dapat dicapai dengan menggunakan bahan-bahan yang memenuhi syarat, penakaran dan pencampuran bahan yang benar, sesuai dengan kualitas yang diinginkan, serta pelaksanaan yang baik dalam pengangkutan, penuangan, perawatan dan pengujian. Meskipun sifat alamiah beton yang komplek menghalangi kesempurnaan homogenitas beton adanya variasi kekuatan yang cukup besar lebih menandakan kurang adanya kontrol yang baik pada pembuatan beton. Pemimgkatan kontrol dapat mereduksi biaya beton bila kekuatan rata-rata beton dapat dibuat mendekati spesifikasi yang dibutuhkan. Kekuatan tidak perlu dianggap sebagai factor yang paling utama dalam menentukan proporsi campuran betonm, bila factor lain seperti durabilitas. Dapat meekan rasio air – semen lebih rendah dan yang dibutuhkan untuk mencapai kekuatan beton yang diinginkan. Pada kasus semacam itu, kekutan diperlukan akan dipaksa melampaui kekuatan structural yang dibutuhkan. Namun pengujian kekuatan tetap pemting, bila dengan menentukan proporsi campuran, variasi kekuatan menunjukan variasi sifat lain. Benda uji lebih mengindikasikan potensi kekuatan dari pada kekuatan beton yang sebenarnya dalam stink-tun supaya diperoleh hasil yang lebih tepat, kesimpulan kekuatan beton harus didapat dari suatu pola
SNI 03-6815-2002
pengujian dimana karakteristik beton dapat diperkirakan dengan cukup tepat. Pengujian yang tidak cukup akan menghasilkan kesimpulan yang tidak meyakinkan. Prosedur statistik menyediakan untuk memperoleh nilai – nilai yang paling mendekati dalam mengevaluasi hasil pengujian kekuatan beton, informasi yang didapat dari prosedur prosedur diatas, juga merupakan nilai yang digunakan dalam menentukan criteria perencanaan dan spesifikasi. Tata cara ini secara ringkas mendiskusikan variasi yang terjadi dalam kekuatan beton, dan mempresentasikan prosedur statstik yang berguna dalam menginterprestasikan variasi tersebut yang berhubungan dengan kriteria dan spesifikasi yang dibutuhkan. Agar prosedur statitik ini sah, data harus dapat dari benda uji yang diambil secara acak dengan yang direncanakan, untuk mengurangi kemungkinan benda uji merupakan benda uji yang sengaja dipilih. Pengambilan acak berarti bahwa masing-masing benda uji mempunyai kesempatan yang sama untuuk terseleksi. Untuk memastikan kondisi pilihan harus diambil melalui beberapa mekanisme objektif seperti table dari nomor-nomor acak. Jika benda uji diseleksi oleh pengambil data berdasarkan keputusanya sendiri, akan menimbulkan keputusan yang bias, dan hasil yang dianalisa dengan cara ini tidak berlaku.
SNI 03-6815-2002
2 2.1
VARIASI-VARIASI DALAM KEKUTAN BETON Umum Besarnya variasi kekuatan contoh uji beton tergantung pada mutu material, pembuatan, dan kontrol dalam pengujiannya. Perbedaan kekuatan dapat ditemukan dari dua penyebab utama yang berbeda, seperti yang ditunjukan pada table 2.1 yaitu: a)
Perbedaan dalam perilaku kekuatan yang terbentuk dari campuran beton dan bahan penyusunnya, dan
b) Perbedaan jelas dalam kekuatan yang disebabkan oleh perpaduan variasi dalam pengujian.
2.2
Perilaku Beton Sudah terbukti bahwa kekuatan beton tergantung pada besarnya rasio air-semen. Karena itu, criteria pertama untuk menghasilkan beton yang mempunyai kekuatan konstan adalah membuat rasio air-semen konstan. Bila jumlah semen dan air yang ditambahkan dapat diukur secara akurat, penjagaan rasio air-semen konstan merupakan hal utama untuk mengkoreksi besarnya variabel kelembaban dalam agregat Homogenitas beton dipengaruhi oleh variabilitas agregat, semen dan bahan tambahan yang digunakan sesuai konstruksinya masing-masing pada variasi kekuatan beton. Temperatur beton segar mempengaruhi jumlah air yang diperlukan untuk mencapai kosistensi yang tepat konsekwensinya sama memberikan kinstribusi pada variasi kekuatan beton. Pelaksanaan konstruksi dapat pula menyebabkan variasi dalam kekuatan melalui pencampuran yang kurang benar, pemadatan yang jelek penundaan dan pemeliharaan yang tidak tepat. Tidak semua hal diatas dapat ditunjukan oleh
contoh uji yang dibuat dipabrik dan dilakukan pemeliharaan dalam kondisi sesuai yang di standarkan. Penggunaan bahan pencampur tambahan menambah faktor lain bila masingmasing bahan pencampur tambahan menambah variabel lain dalam beton. Penakaran bahan pemercepat, bahan pelambat, puzolan, dan bahan pembentuk gelembung udara/airentraining agents, harus di kontrol dengan cermat.
SNI 03-6815-2002
2.3
Metode Pengujian Uji beton boleh memasukan semua variasi dalam kekuatan beton, tergantung pada variebel apa yang akan ditonjolkan sesudah contoh uji dibuat. Diamping itu perbedaan dalam pengambilan benda uji, pembuatan, pemeliharaan dipabrik, dan pengujian contoh uji dapat menyebabkan adanya indikasi variasi kekuatan yang tidak tampak dalam beton pada suatu struktur. Pekrjaan tidak perlu dihentikan jika variasi yang disebabkan hal diatas sangat esar. Metode pengujian yang baik akan mengurangi variasi tersebut dan prosedur pengujian standar seperti yang dijelaskan dalam standar SNI harus diikuti tanpa penyimpangan. Pentingnya penggunaan mesin uji yang akurat, dan kemampuan menghasilkan penutup beton tipis, mempunyai kekuatan tinggi, datar dan pararel tidak perlu ditekankan bila hasil uji tidak dapat lebih akurat dan peralatan dan prosedur yang digunakan. Hasil uji yang seragam tidak perlu, hasil uji akurat. Peralatan laboratorium dan prosedurnya harus di kalibrasi dan di cek secara periodic.
SNI 03-6815-2002
Tabel 2.1 Penyebab-penyebab Utama Variasi Kekuatan Variasi dalam perilaku beton
Ketidaksesuaian dalam metode pengujian
Perubahan dalam rasio air-semen:
Prosedur pengambilan benda uji yang
¾ Kontrol air yang jelek
tidak tepat:
¾ Variasi yang sangat besar dari kelembaban dalam agregat ¾ Perubahan sifat Variasi dalam kebutuhan air:
Variasi yang disebabkan oleh teknik
¾ Ukuran butir agregat, penyerapan,
pembuatan. Pengangkatan dan
bentuk partikel ¾ Perilaku semen dan bahan
pemeliharaan silinder yang baru dibuat, kualitas mold yang jelek
pencampur ¾ Waktu antar dan temperature Variasi dalam karakteristik dan
Perubahan dalam pemeliharaan:
proporsi bahan-bahan beton:
¾ Variasi suhu
¾ Agregat
¾ Kelembaban yang bervariasi
¾ Semen
¾ Penundaan membawa silinder ke
¾ Puzolan
dalam laboratorium
¾ Bahan pencampur Variasi dalam pengangkutan,
Prosedur pengujian yang kurang baik:
penempatan dan pemadatan
¾ Kaping silinder ¾ Pengujian tekan
Variasi temperature dan pemeliharaan
SNI 03-6815-2002
3 3.1
ANALISIS DATA KEKUATAN Notasi d2 dan 1s/d2
= factor-faktor untuk menghitung deviasi standar dalam pengujian dari rentang rata-rata
fcr
= kuat tekan rata-rata yang dibutuhkanuntuk meyakinkan bahwa proporsi pengujian diijinkan tidak dibawah kekuatan yang dispesifikasikan
fc’
= kekuatan tekan beton karakteristik
n
= jumlah pengujian
R
= rentang
Rm
= rentag rata-rata maksimum yang digunakan dalam grafik kontrol untuk simpangan rentang rata-rata
R
= rentang rata-rata
ơ1
= deviasi standar
ơ2
= deviasi standar dalam pengujian
a,
= deviasi standar dari suatu pengadukan ke pengadukan lain
t-
= konstanta pengali untuk deviasi standar (ơ) yang tergantung pada jumlah pengujian yang diduga bernilai lebih rendah dari fc’
3.2
V
= koefisien variasi
VI
= koefisien variasi dalam pengujian
Xi
= hasil pengujian individu
X
= hasil uji rata-rata
Umum Untuk memperoleh informasi maksimum, jumlah pengujian harus cukup untuk mengindikasikan variasi dalam beton yang diproduksi dan untuk memperoleh prosedur statistik memadai yag digunakan dalam mengintepretasikan hasil uji. Prosedur statistic merupaka dasar terbaik untuk menentukan potensi kualitas dari kekuatan beton, dan untuk mengekspresikan hasil uji dalam bentuk yang paling mudah digunakan.
SNI 03-6815-2002
3.3
Fungsi Statistik Kekuatan contoh uji beton pada proyek yang akan dikontrol dapat diasumsikan ada dalam pola yang mendekati kurva distribusi frekuensi normal seperti yang diilustrasika pada gambar 3.3 (a). jika dilakukan kontrol yang baik, nilai kekuatan beton akan berkumpul mendekati nilai rata-rata, dan kurva berbentuk tinggi dan sempit. Bila variasi kekuatan beton bertambah. Nilai penyebar da kekuatan menjadi rendah dan melebar, seperti diilustrsikan pada gambar 3.3 (b). karelia karakteristik kurva tersebut dapat ditentukan secara matematik. Fungsi tertentu dari kekuatan beton yang digunakan dapat dihitung sebagai berikut:
3.3.1
Rata-rata
X kekuatan rata-rata dari semua pengujian individual X1+X2+X3 X=
+Xn n
Keterangan : X1, X2, X3 ……………… Xn adalah hasil uji kekuatan secara individual, dan n adalah jumlah total dari pengujian yang ‘1’ dilakukan. Pengujian ditentukan sebagai kekutan rata-rata dari semua contoh uji yang mempunyai umur sama, dibuat dari satu kali pengadukan beton.
3.3.2
Deviasa Standar
ơ – Pengukuran penyebaran yang paling umum diakui adalah akar nilai rata-rata deviasi kekuatan agregat. Statistik ini diketahui sebagai deviasi standard dan dapat dianggap sebagai radius girasi terhadap garis simetris dari daerah, di bwah kurva distribusi frekuensi data kekuatan, seperti digambarkan pada gambar 3.3 (a). Berdasarkanpada jumlah data yang terbatas, perkiraan yang paling mendekati ketepatan didapat dari persamaan (3.2) atau persamaan aljabarnya, persamaan 3.2.a. Persamaan terakhir lebih dianjurkan untuk perhitungan, sebab selain mudah dan dapt dilakukan dengan menggunakan kalkulator biasa, juga untuk menghindarkan kemungkinan adanya kesulitan yang disebabkan oleh kesalahan-kesalahan.
SNI 03-6815-2002
n = {[(X1-X)2 + (X2-X)2 + ……+ (Xn-X)2]/(n-1)}k
(3.2)
atau: ơ = √∑X12 –
(∑X1)2
(3.2.a)
n n–1
3.3.3
Koefesien Variasi, V
Deviasi standar yang diekspresikan sebagai person dari kekuatan rata-rata dinamakan koefesien variasi: V=
ơ
X 100
(3.3.0)
X
3.3.4
Rentang R
Rentang adalah nilai statistik yang didapat dari mengurangi nilai tertinggi dari suatu grup data dengan nilai terendahnya. Rentang dalm pengujian didapat dengan mengurangi nilai tertinggi kuat tekan silinder rata-rata dengan nilai terendahnya dalam suatu grup. Rentang dalam pengujian yang didiskusikan pada pasal selanjutnya.
3.4
Variasi kekuatan Seperti telah disebutkan dimuka, variasi yang dihasilkan dari hasil uji dapat ditelusuri dari (a) variasi dalam metode pengujian dan (b) perilaku campuran beton dan bahan pembentuknya. Dengan menganalisis variasi di atas dimungkinkan untuk menghitung variasi yang disebabkan oleh masing-masing komponen.
3.4.1
Variasi dalam pengujian
Variasi kekuatan beton dalam pengujian tunggal didapat dari menghitung variasi pengujian suatu grip silinder uji yang berasal dari beton yang diambil dari
SNI 03-6815-2002
pengadukan yang ditentukan. Diasumsikan benda uji beton bersifat homogen dan setiap variasi antara silinder yang dibuat dari sample yang diberian disebabkan oleh cara pembuatan, pemeliharaan, dan variasi-variasi pengujian. Pengadukan tunggal beton tidak dapat menyediakan data yang cukup untuk analisis statistik, dan diperlukan benda uji silinder yang diambil dari paling sedkit sepuluh pengadukan beton untuk menetapkan nilai R yang dapat diperca. Deviasi standard dan koefisien variasi dapat dihitung sebagai berikut: Ơ=
i
R
(3-4)
X 100
(3-5)
d2 V1 =
ơ X
Keterangan: Ơ1
=
deviasi standar dalam pengujian
1s/d2
=
suatu konstanta yang tergantung pada jumlah silinder uji yang dirata-rata untuk menghasilkan suatu hasil uji (tabel 3.4.1)
R
=
rentang rata-rata dalam grup contoh silinder
V1
=
koefisien variasi dalam pengujian
X
=
kekuatan rata-rata
3.4.2
Variasi dari Satu Pengadukan ke Pengadukan Lain
Variasi ini menggambarkan perbedaan kekuatan yang dapat dipertimbangkan sebagai variasi: (a)
Karakteristik dan perilaku dari komponen bahan pembentuk beton;
(b)
Adukan, pencampuran, dan pengambilan contoh uji;
(c)
Pengujian silinder yang tidak dapat terdeteksi, bila silinder ini dieri perlakuan lebih khusus dari silindr yang diuj pada waktu yang berbeda.
Variasi yang berasal dari pengadukan ke pengadukan lain dan sumber variasi lain dalam pengujian, berhubungan dengan variasi keseluruhan (pers 3-3), dengan persamaan sebagai berikut:
SNI 03-6815-2002
ơ2 = ơ12 – ơ22 Keterangan: ơ
=
deviasi standar keseluruhan
ơ1
=
deviasi standar dalam pengujian
ơ2
=
deviasi standar dari satu pengadukan ke pengadukan lain
sekali parameter di alas sudah dihitung, dan dengan asumsi bahwa hasil uji mengikuti kurva distribusi frekuensi normal, sejumlah informasi tentang hasil uji akan diketahui. Gambar 3.4.2 (a) menunjukan pendekatan pembagian dibawah kurva distribusi frekuensi normal. Contoh, kira-kira 68% dari luasan (lama dengan 68% hasil uji) ada dalam ± 1 ơ dari nilai rata-rata, 95% dalam ± 2 ơ dan seterusnya. Hasil di atas memperbolehkan adanya perkiraan bagian dari hasil uji yang di harapkan ada dalam perkalian kelipatan rata-rata yang diberikan atau nilai tertentu lain. Tabel 3.4.2 di adaptasi dari integral probabiliti normal dari kurva distribusi frekuensi normal teoritik dan menunjukan probabiliti hasil uji ada dibawah fc’ dalam hal kekuatan rata-rata dari campuran X = fcr = (fc’ + tơr). Kurva distribusi kurriulatif dapat juga diplot dengan mengakumulasikan hasihasil uji yang dibawah kekuatan yang ditentukan, diekspresikan sebagai persen dari kekuatan rata-rata untuk koefisien variasi atau standar deviasi yang berbeda. Gambar 3.4.2 (b) dan 3.4.2 (c) menunjukan keterangan. Pada gambar tersebut, ordinat menunjukan persen dari populasi nilai kekuatan yang diduga melampaui kekuatan yang ditunjukan oleh setiap nilai absis untuk koefisien variasi atau deviasi standar yang dipilih.
3.5
Standar-standar Untuk kontrol
Keputusan apakah deviasi standar atau koefisien variasi merupakan ukuran yang tepat dari penyebaran yang dapat digunakan dalam setiap situasi, tergantung pada yang mana dari dua pengukuran lebih konstan mendekati rentang karakteristik kekuatan pada situasi tertentu. Informasi saat ini menunjukan bahwa deviasi standar mendekati konstan, khususnya untuk kekuatan dialas 211 kgf / cm2 Untuk variasi dalam pengujian, koefisien variasi dianggap lebih dapat diterapkan. Tabel 3.5 menunjukan variasi yang dapat diharapkan trjadi untuk uji kuat tekan pada proyek yang diduga akan mengalami perbedaan tingkat pengawasan.
SNI 03-6815-2002
Tabel 3.4.1 Faktor-faktor untuk Menghitung Deviasi Standar dalam Pengujian Jumlah Benda Uji
d2
1/d2
2
1.128
0.8865
3
1.693
0.5907
4
2.059
0.4857
5
2.236
0.4299
6
2.534
0.3946
7
2.704
0.3698
8
2.847
0.3512
9
2.970
0.3367
10
3.078
0.3249
Dari table B2 ASTM, Manual untuk kontrol kualiti bahan
SNI 03-6815-2002
SNI 03-6815-2002
SNI 03-6815-2002
SNI 03-6815-2002
4 4.1
KRITERIA Kekuatan dari silinder control umumnya hanya merupakan pembuktian dari kualitas beton yang dugunakan dalam pelaksanaa konstruksi suatu struktur. Karena adanya kemungkinan terjadi perbedaan antara kekuatan silinder uji dan kapasitas memikul beban suatu struktur, data kekuatan yang tidak cukup tidak boleh dipercaya.
Dalam menghitung kapasitas memikul kapasitas memikul beban dari struktur beton , jumlah hasil uji yang lebih rendah dari kekuatan yang direncanakan adalah lebih penting dari kekuatan rata-rata yang diperoleh. Kekuatan minimum tidak dapat ditentukan sejauh masih selalu terjadi kemungkinan diperoleh kekuatan yang lebih rendah, meskipun telah dikontrol dengan baik. Juga harus diakui bahwa silinder mungkin tidak mewakili beton dalam setiap bahan struktur secara akurat. Faktor keamanan harus disertakan dalam persamaan dalam perencanaan yang memperbolehkan adanya deviasi dari kekuatan yang ditentukan tanpa membahayakan keamanan struktur. Hal diatas sudah digunakan pada dasar pelaksanaan konstruksi. Prosedur disain dan teknik kontrol kualitas yang digunakan oleh industri konstruksi. Harus diingat bahwa untuk nilai tengah kekuatan yang diberikan. Jika presentasi hasil uji yang terletak dibawah kekuatan rencana hanya sedikit, sebagian besar presentasi hasil uji yang berkaitan akan lebih besar dari kekuatan rencana, dengan sebagian besar probabilitinya berlokasi didaerah kritis. Konsekwensi lokalisasi beton berkuatan rendah dalam suatu struktur tergantung pada banyak faktor, termasuk diantranya probabiliti dari beban awal berlebih – yang diterima, lokasi dan besar dari daerah pada unit struktural berkualitas rendah tingkat kepercayaan pada kekuatan dalam perencanaan, penyebab utama dari rendahnya kekuatan, dan konsekwensi-konsekwensi pertimbangan ekonomi dan kegagalan struktur. Kriteria akhir yang memperbolehkan probabilitas tetentu daripengujian yang nilainya dibawah fc untuk digunakan dalam perencanaan, merupakan keputusan dari perencana berdasarkan pendalaman akan kondisi yang ada. “Building Code Equirment for Reinforced Cuncrela ACI 318-71” memberikan petunjuk mengenai hal ini. Untuk memenuhi perilaku kekuatan yang dibutuhkan, kekuatan rata-rata beton harus melampaui fc’, kekuatan rencana. Besarnya kelebihan kekuatan tergantung pada variabilitas hasil up hasil uji yang diduga sebagaimana dinyatakan oleh koefisien variasi atau deviasi standar, dan proporsi hasil pengujian bernilai rendah yang diijinkan. Data kekuatan untuk menentukan deviasi standar atau koefisien variasi harus mewakili suatu grup yang paling sedikit dari 30 pengujian yang berurutan yang diambil dari beton
SNI 03-6815-2002
yang diproduksi dalam kondisi sama dengan yang diharapkan pada proyek. Kebutuhan akan 30 pengujian yang berurutan dianggap terpenuhi jika pengujian mewakili suatu grup dari pengadukan yang berurutan dari beton yang mempunyai mutu sama atau rata-rata statistik dari dua grup yang jumlah total pengadukannya 30 atau lebih Kondisi yang mirip sulit ditentukan yang terbaik adalah mengambil beberapa grup dari 30 pengujian atau lebih. Pada umumnya perubahan material dan prosedur akan menimbulkan efek yang lebih besar pada tingkat kekuatan rata-rata dari pada deviasi standar atau koefisien variasinya. Perubahan yang basar pada umumnya termasuk perubahan tipe dan merk dari semen, bahan pencampur, bahan apegat, proporsi campuran, pengadukan, pencampuran, atau pengujian. Data harus mewakili beton yang diproduksi, dengan kekuatan yang ditentukan mengikuti yang ditentukan dalam pekerjaan yang akan dilaksanakan, sejauh deviasi standar dapat bervariasi sebagaimana kekuatan rata-rata juga bervariasi. Kekuatan rata-rata yang diperlukan fcr untuk setiap disain dapat dihitung dari persamaan 4.1 atau 4.1 a label 3.4.2 atau dengan pendekatan dari gambar 4.1 a atau 4.1 b tergantung pada pa yang akan digunakan : koefisien variasi atau deviasi standar. Fcr =
fc ( 1 – tV )
Fcr = fc’ + tơ
( 4 - 1) ( 4 – 1a )
Keteangan : fcr = kuat tekan beton rata-rata yang dibutuhkan fc’ = kuat tekan beton yang dibutuhkan t
= suatu konstanta yng tergantung pada proporsi pengujian yang hasilnya mungkin lebih lebih rendah dari fc’ ( table 4.1 )
V = nilai prakiraan koefisien variasi dinyatakan sebagai suatu pecahan tơ = nilai prakiraan deviasi standar
SNI 03-6815-2002
Jika nilai rata-rata jumlahtertentu pengujian n dimasukkan dalam ketentuan, persamaan (41) dimodifikasi sebagai berikut : fcr =
fc’
( 4-1b )
t.v 1– √n dan fcr =
fc’
tơ √n
( 4-1c )
SNI 03-6815-2002
SNI 03-6815-2002
Gambar 4.1 (c) menunjukan variabilitas bertambah, fcr juga bartambah dengan demikian menggambarkan nilai ekonomis dari pengontrolan yang baik. Kebutuhan paling sedikit 30 hasil pengujian seperti yang disebutkan diatas adalah berdasarkan pada kenyataan bahwa antara 25 sampai 30 hasil pengujian yang diseleksi secara acak dari distribusi normal populasi memberikan perkiraan nilai rata-rata populasi dan deviasi standar yang dapat digunakan sebagai nilai populasi. Jika basil pengujian yang akan dipakai untuk perkiraan hanya sedikit, niliai-nilai yang ada khususnya untuk deviasi standar tidak dapat dipercaya, sehingga fcr tidak dapat ditentukan, jadi suatu presentase tertentu dari pengujian berikutnya akan diatas fc’, dengan mengasumsikan hasil pengujian yang ini merupakan satu-satunya informasi yang tersedia. Jika informasi terdahulu digunakan untuk beton dari tempat pembuatan yang sama, dengan persyaratan yang mirip diatas, informasi tersebut dapat digunakan untuk menentukan nilai perkiraan dari a yang digunakan untuk menentukan fcr yang ditargetkan. Untuk pekerjaan kecil yang beru saja dimulai, dimana tidak ada informasi lebih dahulu, beton harus didisain untuk menghasilkan kekuatan rata-rata fcr paling sedikit 84.4 kgficra2, lebih besar dari fc’. Seiring dengan jalannya pekerjaan dan lebih banyak hasil pengujian yang didapat, semua hasil uji kekuatan dapat dianalisis bersamaan untuk memperoleh perkiraan deviasi standar yang lebih dapat dipercaya, persamaan (4-1), (4-1a), (4-1b) dan (4-1c)
SNI 03-6815-2002
Tabel 4.1 Nilai-nilai t Persen hasil pengujian yang
Kemungkinan untuk berada
ada didalam batasan X = tơ
dibawah batasan terendah
40
3 dalam 10
0.5
50
2.5 dalam 10
0.67
60
2 dalam 10
0.84
68.27
1 dalam 6.3
1.00
70
1.5 dalam 10
1.04
80
1 dalam 10
1.28
90
1 dalam 20
1.65
95
1 dalam 40
1.96
95.45
1 dalam 44
2.00
98
1 dalam 100
2.33
99
1 dalam 200
2.58
99.73
1 dalam 741
3.00
4.2
t
Kriteria untuk persyaratan kekuatan beton Nilai dimana kekuatan rata-rata campuran beton fcr harus melampaui fc’ tergantung pada criteria yang digunakan dalam spesifikasi dalam suatu proyek. Berikut ini diberikan contoh-contoh perhitungan yang harus dilakukan untuk menyeleksi kekuatan-kekuatan rencana dari campuran beton yang akan memenuhi persyaratan.
4.2.1
kriteria nomor 1
proporsi maksimum dari hasil pengujian kekuatan individual secara acak yang rataratanya diperbolehkan, dibawah fc’. ASTM C 94-74 menggunakan pendekatan yang lama. Untuk beton struktur yang direncanakan dengan metode kekuatan batas, ASTM merekomendasikan bahwa tidak lebih dari 10% dari hasil uji kekuatan mempunyai nilai kurang dari kekuatan yang ditentukan, fe’ Sebagai contoh misalkan tidak lebih dari situ dalam 10 pengujian individual secara acak diperbolehkan bahwa fc’ = 281 kgf/cm
SNI 03-6815-2002
Metode deviasi standar Anggap kontrol kualitas yang ssangat baik seperti yang ditunjukan oleh deviasi standar 31.7 kgt/cm Dengan persamaan (4-1a) dan table 4.1, didapat : fcr = fc’ + tơ = 281 + 1.28 x 31.7 = 322 kgf/cm2 Sebagai hasilnya, untuk kekuatan struktural rencana fc’ = 281 k/cm2 campuran beton harus diproporsikan untuk kekuatan rata-rata tidak kurang dari 322 kgf/cm2. Catatan : Koefisien variasi adalah : 31.7/1322x100 = 98% Metode koefesien variasi Anggap kontrol kualitas yang baik sebagai ditunjukan oleh koefisien variasi adalah 10%. Dengan menggunakan persamaan (4-1), dan label 4.1, didapat :
fcr
=
fc’ 1 – tV
fcr
=
fc’ 1-1.28 (0.10)
= 1.15 fc’ (lihat juga gambar 4.1.a) = 324 kgf/cm2
Dengan menggunakan pendekatan dan data diatas, campuran beton harus diproporsikan untuk kekuatan rata-rata tidak kurang dari = 324 kgf/cm2
SNI 03-6815-2002
4.2.2
Kriteria nomor 2
Suatu probabiliti tertentu dimana rata-rata dari n pengujian kekuatan yang berurutan akan dibawah fc. ACI 318-71 menyarankan bahwa sesudah didapat data hasil pengujian yang cukup dari suatu proyek, frekwensi terjadinya nilai rata-rata dari tiga pengujian berurutan yang dibawah fc’ tidak boleh melampaui 1 (satu) dalam 100 (seratus) pengujian. Sebagai contoh, situasi dimana tidak lebih dari 1 dalam 100 pengujian rata-rata tiga hasil pengujian yang diperbolehkan dibawah fc’ sama dengan 281 kgf/cm2. Metode deviasi standar Anggap suatu deviasi = 53ko’ / cm’. dengan menggunakan persamaan (4-1c) dan label 4.1, didapat : fcr
=
fc’
tơ √3
=
281 + 233.53 √3
=
351 kgf / cm2
Sebagai hasilnya, untuk kekuatan struktural rencana fc’ = 281 kgf/cm2, campuran beton harus diproporsikan kekuatan rata-ratanya tidak kurang dari = 351 kgf/cm2. Metode koefisien variasi Anggap koefisien variasi 15%, menggunakan persamaan (4-1b) dan table 4.1 didapat :
SNI 03-6815-2002
fcr
=
fc’ tơ 1-
√n
=
281 2.33(0.15) 1√3
= 351 kgf/cm2 Dengan menggunakan pendekatan ini campuran beton harus diproporsikan untuk kekuatan rata-ratanya tidak kurang dari = 351 kgf/cm2
4.2.3
Kriteria nomor 3
Suatu probabilitas tertentu dimana pengujian kekuatan secara individual dan acak akan bernilai lebih dari suatunilai tertentu dibawah fc’ Pendekatan ini juga digunakan didalam ACI 318 – 71 dengan menetapkan bahwa probabiliti hasil pengujian secara acak yang mempunyai nilai lebih dari 35.1 kgf/cm2 dibawah fc’ hanya 1 dalam 100. Sebagai contoh, anggap probabilitas 1 dalam 100 dari pengujian kekuatan akan lebih dari 35.1 kgf/cm2 dibawah fc’ – 2811 kgf/cm2 Metode deviasi standar Anggap standar deviasi = 531 kgf/cm2 dan menggunakan persamaan (4-1a) dan table 4.1 didapat : fcr
=
fc’ – 35.1 + tơ
=
281 – 35.1 + 2.33 (53)
=
369 kgf/cm2
SNI 03-6815-2002
Sebagai hasilnya, campuran beton harus diproporsikan untuk menghasilkan beton dengan kekuatan rata-raatanya tidak kurang dari psi (kgf/cm2) Metode koefisien variasi Menggunakan persamaan (4-1) dan table 4.1, dan koefisien variasi = 15% didapat : fcr = fc’ – 35.1 1-tV fcr = 281-35.1 1-2.33 (0.15) = 379 kgf/cm2 Dengan menggunakan pendekatan ini, campuran harus diproporsikan untuk menghasilkan beton dengan kekuatan rata-ratanya tidak kurang dari 379 kgf/cm2.
4.2.4
Kriteria nomor 4
Suatu probabilitas tertentu dimana pengujian kekuatan cara individual dan acak akan mempunyai nilai yang kurang dari presentase tertentu fc’. Sebagai contoh, anggap probabilitas 1 dalam 100 hasil pengujian kekuatan kurang dari 85 persen dari fc’ – 281 kg/cm2. Metode deviasi standar Menggunakan persamaan (4-1a) dan table 4.1 dan deviasi standar = 53 kg/cm2 didapat : fcr
=
0.85 fc’ + tơ
=
0.85 (281) + 2.33 (53)
=
361 kgf/cm2
Sebagai hasilnya, campuran beton harus diproporsikan untuk menghasilkan beton dengan kekuatan rata-ratanya tidak kurang dari 361 kgf/cm2.
SNI 03-6815-2002
Metode koefisien variasi Dengan menggunakan persamaan (4-1) dan tabel 4.1 dan koefisien variasi = 15% didapat : fcr
=
0.85 fc’ 1 – tV
fcr
=
0.85 (281) 1 – 2.33 (0.15)
=
368 kgf/cm2
Dengan menggunakan pendekatan ini. Campuran beton harus diproporsikan untuk menghasilkan beton dengan kekuatannya rata-ratanya tidak kurang dari 368 kgf/cm2.
4.3
Informasi Tambahan Table 4.3 menunjukan informasi tambahan. Nilai-nilai didalam tabel dikolom 2.3, dan 4 adalah merupakan tingkat kekuatan dimana nilai hasil pengujian individu atau nilai ratarata dari sejumlah pengujian yang berbeda tidak boleh lebih rendah dari tersebut. Nilai-nilai diatas berdasarkan pada pemikiran bahwa beton diproporsikan untuk menghasilkan kekuatan rata-rata sama dengan fcr. Nilai pada kolom 2, secara tioritis hanya benar unyuk beton dengan koefisien variasi 15%. Nilai-nilai pada kolom 3 dan 4 dapat diterapkan pada deviasi standar yang mana saja. Jika beton dikontrol secara seksama, kemungkinan kedua hal diatas terlampaui hanya 0,02. jadi, kegagalan mencapai batasan yang ditabulasi dalam proporsi permasalahan yang lebih liras dari yang ditetapkan dapat merupakan petunjuk bahwa kekuatan rata-rata saat ini kurang dari fcr atau ơ atau v nya telah bertambah hal tersebut dapat disebabkan oleh kekuatan yang lebih rendah atau kontrol yang jelek yang diharapkan atau keduanya. Kemungkinan bahwa hasil pengujian mempunyai nilai yang rendah lebih disebabkan oleh kesalahan dalam pengambilan sample atau cara pengujian dari pada kekuatan dalam beton sendiri tidak boleh diabaikan. Dalam setiap permasalahan, dituntut adanya tindakan perbaikan.
SNI 03-6815-2002
Kolom 5 menunjukan kemungkinan bahwa rata-rata dari beapapun sejumlah pengujian yang berurutan yang didapat, gagal untuk menyamai atau melampaui fc’ jika beton diproporsikan untuk menghasilkan kekuatan rata-rata sama dengan fcr. Dapat dilihat bahwa penambahan jumlah pengujian, yang akan dirata-ratakan menambah kemungkinan fc’ terlampaui, karena variasi cenderung menjadi tidak seimbang dengan penambahan jumlah pengujian dalam satu set. Salah stu usaha untuk mengatasinya adalh dengan menyeleksi jumlah pengujian berurutan yang akan dirata-rata sedemikian sehingga nilai yang didapat sama dengan fc’. Hal trsebut berarti bahwa rata-rata dari 3 pengujian beton yang berurutan dimana 1 dan 10 pengujian diperbolehkan lebih rendah dari fc’. Harus diingat bahwa menurut asumsi teori statistik mengenai asal mula nilai-nilai di atas, bahwa beberapa kegagalan dapat terjadi dan besarnya diduga 1 dalam 50, meskipun beton dikontrol sesuai rancana dan didisain berlebihan untuk mencapai kekuatan rata-rata sama dengan fcr. Sebagian besar spesifikasi kekuatan beton mensyaratkan bahwa suatu pengujian terdiri dari 2 atau 3 benda uji yang diambil dampel pembetonan yang sama. Benda-benda uji tersebut diperlukan untuk memperoleh rata-rata yang dapt dipercaya untuk sempel yang yang diberikan dan untuk mempeorleh “rentang” data R untuk menentukan variasi dalam benda uji.
4.4
Grafil Kontrol Kualitas Grafik kontrol kualitas sudah bertahun-tahun digunakan oleh perusahaan industri sebagai alat bantu untuk mengurangi variabilitas dan menambah efisiensi dalam produksi. Metodemetode untuk penggunaan grafik tersebut sudah dikembangkan dengan baik dan digunakan dalam ASTM Manual on Quality Control Materials. Berdasrkan pola hasil sebelumnya dan batasan-batasan yang diterakan kecenderungan hasil akan segera nampak begitu hasil-hasil data baru diplotkan. Titik-titik yang jauh diluar garis batasan yang dihitung menunjukan bahwa sesuatu telah mempengaruhi kontrol dari proses produksi beton. Grafik tersebut dapat digunakan selama beton masih dalam produksi yang menerus melampaui waktu yang diperkirakan. Tiga grafik sederhana disediakan khusus unyuk pengontrolan pembetonan. Seperti diilustrasikan pada gambar 4.4 jika grafik tersebut tidak meliputi semua ketentuan dalam grafik kontrol formal grafik tersebut tetap berguna para ahli teknik, arsitek dan pengawasan lapangan.
SNI 03-6815-2002
(a) Suatu grafik dimana hasil-hasil dari semua pengjian kekuatan diplotkan sesuai yang didapat. Garis batas untuk kekuatan rata-rata yang diperlukan ditentukan sebagaimana ditunjukan oleh persamaan (4-1a) atau tabel 4.3, dan dari kekuatan rencana yang ditentukan; (b) Perpindahan rata-rata kuat tekan, dimana nilai rata-rata diplotkan untuk 5 set terdahulu dari 2 silinder yang bersangkutan untuk setiap hari dan setiap shift, pada permasalahan ini kekuatan yang ditentukan adalah, batasan terendah,. Grafik ini sangat berguna untuk menentukan kecenderungan dan akan menunjukan pengaruh dari perubahan keadaan, perubahan dalam material dsb. Rata-rataa dari jumlah pengujian yang diplotkan sebagai perpindahan rata-rata dengan batasan terendah yang diterima dapat bervariasi sesuai dengan masingmasing maksud pekrjaan; (c) Perpindahan rata-rata untuk rentang, dimana rentang rata-rata dari 10 grup silinder yang bersangkutan, diplotkan, setiap hari atau setiap shift. Rentang ratarata maksimum yang diijinkan untuk kontrol dilaboratorium yang baik juga diplotkan. Rentang rata-rata maksimum ditentukan sesuai yang telah didiskusikan pada bab 4.5 Gambar 4.4 menunjukan grafik (a), (b), dan (c) untuk 46 pengujian. Agar betulbetul efektif, grafik harus dipertahankan sepanjang keseluruhan pekerjaan.
4.5
Pengujian-pengujian dan benda uji yang diperlukan Untuk setiap pekerjaan tertentu, harus dibuat sejumlah pengujian yang cukup guna meyakinkan diperolehnya perwakilan yang akurat dari variasi-variasi beton. Pengujian beton dapat dilakukan berdasarkan pada waktu tertentu atau jumlah kubikasi tertentu, kondisi dari setiap pekerjaan akan menentukan metode yang paling praktis untuk menentukan jumlah pengujian yang diperlukan. Hasil pengujian didefinisikan sebagai kekuatan rata-rata dari semua benda uji yang dibuat pada umur yang sama pada sample yang diambil dari satu pengadukan beton. Disuatu proyek dimana semua pengawasan pelaksanaan pekerjaan beton dilakukan oleh seorang ahli teknik, memberikan kesempatan yang sangat baik untuk dilakukan pengontrolan dan perkiraan akurat yang dapat dipercaya dengan pengujian minimum.
SNI 03-6815-2002
Segera setelah pelaksanaan pekerjaan berjalan dengan lancer, pengujian yang dilaksanakan setiap hari atau setiap shift, tergantung pada volume beton yang diproduksi, cukup untuk menghasilkan data yang menggambarkan variasi didalam beton untuk struktur. Pada umumnya disarankan untuk melakuikan pengujian dalam jumalh yang cukup, sehingga tiap tipe beton yang berbeda yang di cor tiap hari akan di wakili oleh paling sedikit satu pengujian yang merupakan rata-rata dari 2 benda uji silinder standar. 15 x 30 cm. yang diuji pada umur yang ditentukan. Benda-benda uji tunggal yang setiap hari diambil dari 2 adukan yang berbeda akan memberikan informasi yang lebih dapat dipercaya terhadp keseluruhan variasi, tetapi umumnya dikehendaki membuat benda uji tambahan yang berkaitan dengan sampel yang sama untuk dapat melakukan pengcekan terhadap variasi-variasi dalam pengujian. Jumlah benda uji yang diperlukan oleh seorang ahli teknik harus didasarkan pada standar yang ada tetapi dapat dikurangi sesuai tingkat kepercayaan dari pembuat, laboratorium, dan kontraktor yang bersangkutan. Laboratorium mempunyai tanggung jawab untuk melakukan pengujian yang alat dan beton akan diputuskan tidak digunakan jika hasil pengujian menunjukan variasi yang lebih besar atau tingkat kekuatan rata-rata lebih rendah dari yang seharusnya. Selama rentang antara benda-benda uji tambahan yang berkaitan dengan sample yang sama dapat di asumsikan sebagai tanggung jawab dari laboratorium, grfik kontrol untuk rentang-rentang (gambar 4.4), harus dijaga oleh laboratorium sebagai pengecekan terhadap keseragaman pelaksanaan pekerjaan tersebut.
SNI 03-6815-2002
SNI 03-6815-2002
LAMPIRAN A
DAFTAR NAMA DAN LEMBAGA
1. Pemrakarsa
:
2. Penyusun
:
Pusat Litbang Permukiman
NO
NAMA
LEMBAGA
1.
Ir. Silvia Fransisca H, MSc
Pusat Litbang Permukiman
3. Susunan Panitia Tetap Standardisasi JABATAN Ketua
EX-OFFICIO
NAMA
Kepala Badan Litbang PU
Ir. Julianto Hendro Muljono
Sekretaris
Sekretaris Badan Litbang PU
Ir. Supradijono Sobirin
Anggota
Dit. Bina Teknik Ditjen Pengairan
Ir. Napirupulu, Dipi. HE.
Anggota
Dit. Bina Teknik Ditjen Bina Marga
Ir. Gandhi Harahap, MEng.
Anggota
Dit. Bina Teknik Ditjen Cipta Karya
Ir. Aim Abdurachim Idris, MSc.
Anggota
Kepala Pusat Litbang Pengairan
DR. Ir. Badruddin Machbub
Anggota
Kepala Pusat Litbang jalan
DR. Ir. Patana Rantetoting. MSc
Anggota
Kepala Pusat Litbang pemukiman
Ir. Sutikni Utoro
Anggota
Kepala Biro Humum Dep. PU
Wibisono Setyowibowo, Msc.
