Perbandingan Campuran Beton Metode DoE dan ACI
PERBANDINGAN RANCANGAN CAMPURAN BETON ANTARA METODE DoE DAN ACI Arifal Hidayat ABSTRAK Rancangan campuran beton dilakukan untuk mengetahui komposisi bahan-bahan penyusun beton. Pada dasarnya rancangan campuran beton dimaksudkan untuk menghasilkan suatu komposisi penggunaan bahan yang minimum dengan kekuatan yang maksimal dengan tetap mempertimbangkan kriteria standar mutu beton dan ekonomis jika ditinjau dari aspek biaya keseluruhannya. Tujuan penelitian ini adalah membandingkan hasil rancangan (teoritis) campuran beton rencana fc’ 22,5 MPa untuk 1 m3 menggunakan metode Departement of Environment (DoE) dan metode American Concrete Institute (ACI), dari kedua metode tersebut akan diketahui secara teoritis penggunaan bahan-bahan yang optimal (ekonomis). Tahapan dalam rancangan campuran beton fc' 22,5 MPa adalah : (1) analisa saringan agregat halus dan agregat kasar; (2) pemeriksaan berat jenis dan penyerapan agregat halus dan agregat kasar; (3) pemeriksaan berat isi agregat dan (4) pemeriksaan kadar lumpur dengan menggunakan material yang sama yaitu agregat yang berasal dari quary Tanjung Belit kabupaten Rokan Hulu. Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan, disimpulkan bahwa rancangan campuran beton metode ACI menghasilkan proporsi campuran bahan yang relatif lebih sedikit jika dibandingkan dengan menggunakan metode DoE. Artinya bahwa secara teoritis rancangan campuran beton metode ACI lebih ekonomis dari segi penggunaan bahan dari pada menggunakan metode DoE.
Kata kunci: metode DoE, ACI ABSTRACT
Concrete mix designed to determine the composition of the concrete materials. Basically the concrete mix design is intended to produce a composition with a minimum use of materials with a fixed maximum force to consider the standard criteria of the quality of concrete and economical when viewed from the aspect of the overall cost. The purpose of this study was to compare the results of the design (theoretically) a mixture of concrete plans fc '22.5 MPa for 1 m3 using the Department of Environment (DoE) and the methods of the American Concrete Institute (ACI), of both methods is theoretically known to use materials optimal material (economic). Stages in the concrete mix design fc '22.5 MPa were: (1) sieving fine aggregate and coarse aggregate, (2) examination of specific gravity and absorption of fine aggregate and coarse aggregate, (3) examination of the contents of an aggregate weight and (4) examination mud content by using the same material that is aggregated from the Tanjung Belit quary Rokan Hulu regency. Based on the analysis and discussion, it was concluded that the concrete mix design method of ACI produces material mix proportions are relatively less when compared with using the DoE. That means that theoretically the concrete mix design method of ACI is more economical in terms of the use of materials on using the DoE. Key words: metode DoE, ACI 1. PENDAHULUAN Campuran beton merupakan perpaduan dari komposit material penyusunnya. Karakteristik dan sifat bahan akan mempengaruhi hasil rancangan campuran beton tersebut. Rancangan campuran beton dilakukan untuk mengetahui komposisi bahan-bahan penyusun beton. Pada dasarnya rancangan campuran beton dimaksudkan untuk Arifal Hidayat
Program Studi Teknik Sipil Universitas Pasir Pengaraian
menghasilkan suatu komposisi penggunaan bahan yang minimum dengan kekuatan yang maksimal dengan tetap mempertimbangkan kriteria standar mutu beton dan ekonomis jika ditinjau dari aspek biaya keseluruhannya (Mulyono, 2004). Dalam menentukan rancangan campuran beton dapat digunakan beberapa metode, antara Page 71
lain: (1). Metode British Standard atau Departement of Environment (DoE); (2). American Concrete Institute (ACI); (3). Road Note No. 4; (4). Portland Cement Association; (5). American Society for Testing Materials (ASTM); (6) Japan Industrial Standard (JIS) dan lain-lain. Di Indonesia metode yang digunakan untuk rancangan campuran beton merupakan adopsi dari British Standard atau Departement of Environment (DoE) yang dimuat dalam buku standar No. SK. SNI. T-15-1990-03. Kriteria dasar dalam perancangan beton adalah kekuatan tekan beton yang berhubungan
dengan faktor air semen yang digunakan. Menurut Neville (1981), untuk menghasilkan kekuatan yang tinggi maka penggunaan air dalam campuran beton harus minimum. Tujuan dari penelitian ini adalah membandingkan hasil rancangan (teoritis) campuran beton rencana fc’ 22,5 MPa untuk 1 m3 menggunakan metode British Standard atau Departement of Environment (DoE) dengan metode American Concrete Institute (ACI) dengan menggunakan material yang sama yaitu agregat yang berasal dari quary Tanjung Belit kabupaten Rokan Hulu.
Klasifikasi dan Mutu Beton Kelas dan mutu beton menurut SK. SNI. T-15-1990-03 adalah: Tabel 1. Kelas dan mutu beton Kelas Mutu (MPa) fb' (Kg/cm2) I (Rendah)
Bo BI fc' 12,5 fc' 17,5
125 175
II (Sedang)
fc' 22,5 fc' 30 fc' 35
225 300 350
fcr' (Kg/cm2)
Tujuan
fcr' = fc' + 1,64.S
Non Struktural Struktural Struktural
fcr' = fc' + 1,64.S
Struktural Struktural Struktural
III fc' 40 400 Struktural fcr' = fc' + 1,64.S (Tinggi) fc' > 40 > 400 Struktural Keterangan: fc' = kuat tekan karateristik beton (MPa) fb' = kuat tekan beton yang diperoleh dari benda uji (Kg/cm2) fcr' = kekuatan beton rata-rata (Kg/cm2) S = deviasi standar Metode Departement of Environment (DoE) Perancangan cara Inggris atau dikenal dengan metode Departemen Pekerjaan Umum yang tertuang dalam SK. SNI. T-15-1990-03 yaitu “Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal” merupakan adopsi dari cara Departement of Environment (DoE), Building Research Establishment, Britain. Metode American Concrete Institute (ACI) American Concrete Institute (ACI) mensyaratkan suatu campuran perancangan beton dengan mempertimbangkan sisi ekonomisnya dengan memperhatikan ketersediaan bahan-bahan di lapangan, kemudahan pekerjaan, serta keawetan dan kekuatan beton. Cara ACI melihat bahwa dengan ukuran agregat tertentu, jumlah air perkubik akan menentukan tingkat Page 72
konsistensi dari campuran beton yang pada akhirnya akan mempengaruhi pelaksanaan pekerjaan (workability). 2. METODE PENELITIAN Bahan Penelitian Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Semen, menggunakan semen tipe I produksi PT. Semen Padang 2. Agregat halus, yang bersumber dari quary Tanjung Belit kabupaten Rokan Hulu, berdiameter butiran maksimum 4,75 mm sesuai standar SK SNI M-08-1989-F.
JURNAL APTEK Vol. 4 No. 2 Juli 2012
Perbandingan Campuran Beton Metode DoE dan ACI
3. Agregat kasar, yang bersumber dari quary Tanjung Belit kabupaten Rokan Hulu, berdiameter minimum 40 mm sesuai standar SK SNI M-08-1989-F. 4. Air, diambil dari air sumur bor di Laboratorium Teknologi Bahan Konstruksi Universitas Pasir Pengaraian kabupaten Rokan Hulu.
Prosedur Pemeriksaan Bahan Tahapan-tahapan dalam pemeriksaan bahan adalah: 1. Pemeriksaan analisa saringan agregat halus dan agregat kasar 2. Pemeriksaan berat jenis dan penyerapan agregat halus dan agregat kasar 3. Pemeriksaan berat isi agregat 4. Pemeriksaan kadar lumpur
Alat Penelitian Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah seperti terlihat pada tabel 2: Tabel 2. Alat-alat yang digunakan Peralatan Kegunaan Gelas ukur Mistar dan kaliper Timbangan Talam Saringan
3. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Analisis Hasil Pemeriksaan Agregat Halus 1. Analisa saringan Dari hasil analisa saringan agregat halus diperoleh persentase tertahan total 100% dari diameter lubang ayakan terhadap persentase berat butir agregat halus yang lolos diperoleh grafik gradasi nomor 2 (dua) dan termasuk agregat yang berbutir kasar
Menakar air Mengukur benda uji Menimbang material Wadah agregat Mengayak agregat Mengeringkan agregat
Oven
Tabel 3. Analisa saringan agregat halus Saringan (mm) 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
Persentase yang lewat ayakan
3/8" No. 4 No. 8 No. 16 No. 30 No. 50 No. 100 No. 200 Pan
Berat Tertahan (gram) 21,0 232,5 318,5 660,0 479,5 249,0 22,0 17,5
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 10 0 0,15 0,150 0,3
Jumlah berat Tertahan (gram) 21,0 253,0 572,0 1.232,0 1.711,5 1.960,5 1.982,5 2.000
100
90
Jumlah persentase Tertahan Lewat Keterangan (gram) (gram) 100 100 % 1,050 98,950 99 % 12,675 87,325 87 % 28,600 71,400 71 % 61,600 38,400 38 % 85,575 14,425 14 % 98,025 1,975 2% 99,125 0,875 0 100 0 0
100
90
75 59
55
35
30 8 0,6
1,2
2,4
4,8
9,6
19
38
Ukuran m ata ayakan ( m m )
Gambar 1. Batas gradasi pasir dalam daerah gradasi no. 2 2. Passing 200 (0,075 mm) kadar lumpur Hasil pemeriksaan kadar lumpur agregat halus dari dua kali pengujian niali rata-ratanya 1,30 % dan nilai ini masih memenuhi standar spesifikasi kadar Lumpur yaitu < 5 %. Arifal Hidayat
Program Studi Teknik Sipil Universitas Pasir Pengaraian
Dengan demikian agregat ini dapat digunakan sebagai material pembentuk beton normal. 3. Berat isi Hasil pemeriksaan didapat berat isi agregat halus yaitu 1,57 gram/cm3. Sedangakan Page 73
standar spesifikasi berat isi yaitu 1,4 gram/cm3 s/d 1,9 gram/cm3 artinya agregat halus ini dapat digunakan pada perancangan campuran beton normal. 4. Berat jenis Dari pemeriksaan didapat berat jenis kering permukaan (Ss) sebesar 2,65 gram/cm3, berat jenis semu (Sa) sebesar 2,695 gram/cm3 dan penyerapan air (Sw) sebesar 1,935 gram/cm3.
Berat jenis yang sesuai standar spesifikasi yaitu 2,58 s/d 2,83 gram/cm3. 5. Kadar air dan penyerapan Dari hasil pemeriksaan terhadap kadar air dan penyerapan didapat hasilnya sebesar 0,366 % untuk kadar air rata-rata dan 1,176 % untuk penyerapan rata-rata.
B. Analisis Hasil Pemeriksaan Agregat Kasar 1. Analisa saringan Tabel 4. Analisa saringan agregat kasar Saringan
Persentase yang lewat ayakan
(mm) 1" 25 3/4" 19.1 3/8" 9.5 No. 4 4.75 No. 8 2.36 No. 16 1.18 No. 30 0.6 No. 50 0.3 No. 100 0.15 No. 200 0.075 Pan
Berat Jumlah berat Jumlah persentase Tertahan Tertahan Tertahan Lewat (gram) (gram) (gram) (gram) 100 2230 2230 44,60 55,40 760 2990 59,80 40,20 740 3730 74,60 25,40 221 3951 79,02 20,98 384 4335 86,70 13,30 170 4505 90,10 9,90 230 4735 94,70 5,30 160 4895 97,90 2,10 105 5000 100 0
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
Keterangan 100 55 % 40 % 25 % 21 % 13 % 10 % 5% 2% 0
100 100
0,150
0,3
30 24
23 17
15 10 5
8 5 3 2
0,6
1,2
2,4
55 50
40 35
25 23
21 16
13 11
10 7
46 40
37 31
77 67
60 52
4,8
9,6
19
38
76
Ukuran mata ayakan ( mm )
Gambar 2. Batas gradasi kerikil dengan ukuran maksimum 40 mm 2. Passing 200 (0,075 mm) kadar lumpur Hasil pemeriksaan kadar lumpur agregat kasar dari dua kali pengujian didapatkan nilai ratarata sebesar 0,35 % dimana standar spesifikasi kadar Lumpur yaitu < 5 %, artinya nilai kadar lumpur atau kotoran pada agregat sedikit. 3. Berat isi Dari hasil pemeriksaan didapat berat isi agregat kasar yaitu 1,62 gram/cm3. Dimana standar spesifikasi berat isi antara 1,4 sampai 1,9 gram/cm3 artinya agregat kasar ini dapat digunakan pada perancangan campuran beton normal. Page 74
4. Berat jenis Hasil pemeriksaan didapatkan nilai berat jenis kering permukaan (Ss) sebesar 2,57 gram/cm3, berat jenis semu (Sa) sebesar 2,65 gram/cm3 dan penyerapan air (Sw) sebesar 1,93 gram/cm3.. Berat jenis yang sesuai standar spesifikasi yaitu antara 2,58 sampai 2,83 gram/cm3. 5. Kadar air dan penyerapan Hasil pemeriksaan terhadap kadar air dan penyerapan didapat hasilnya sebesar 0,406 % untuk kadar air rata-rata dan 0,709 % untuk penyerapan rata-rata. JURNAL APTEK Vol. 4 No. 2 Juli 2012
Perbandingan Campuran Beton Metode DoE dan ACI
C. Rancangan Campuran Beton 1) Metode DoE (Departemen of Enfironment) Hasil perhitungan rancangan campuran beton cara DoE untuk 1m3 adalah sebagai berikut: Tabel 5. Rancangan campuran beton metode DoE No Uraian 1 Kuat tekan yang disyaratkan 2 Devisiasi standar 3 Nilai tambah (margin) 4 Kekuatan rata-rata yang di targetkan 5 Jenis semen 6 Jenis agregat kasar dan agregat halus 7 Faktor air semen bebas 8 Faktor air semen maksimum 9 Slump 10 Ukuran agregat maksimum 11 Kadar air bebas 12 Kadar semen 13 Jumlah semen minimum 14 Susunan besar butir agregat halus 15 Persentase agregat halus 16 Berat jenis relatif agregat kering permukaan 17 Berat jenis beton 18 Kadar agregat gabungan 19 Kadar agregat halus 20 Kadar agregat kasar Semen Banyaknya bahan (teoritis) ( kg ) 3 Tiap m campuran 437.5
Nilai fc' 22.5 MPa 4.2 N/mm2 12 MPa 34.5 MPa Semen Padang type I Quary Tanjung Belit-Rokan Hulu 0.4 0.6 60 – 100 mm 40 mm 175 437.5 kg/m3 275 kg/m3 Daerah gradasi susunan butir 2 30.00% 2.58 2350 1737.5 kg/m3 521.25 kg/m3 1216.25 kg/m3 Agregat halus Agregat kasar ( kg ) ( kg ) 521.25 1216.25
2) Metode ACI (American Concrete Institute) Hasil perhitungan rancangan campuran beton cara ACI untuk 1m3 adalah sebagai berikut: Tabel 6. Rancangan campuran beton metode ACI No Uraian 1 Kuat tekan yang disyaratkan 2 Slump 3 Ukuran agregat maksimum 4 Kadar air 5 Faktor air semen 6 Faktor air semen maksimum 7 Kebutuhan semen 8 Kebutuhan agregat kasar 9 Kebutuhan agregat halus Semen Banyaknya bahan (teoritis) ( kg ) 3 Tiap m campuran 425.74
Arifal Hidayat
Program Studi Teknik Sipil Universitas Pasir Pengaraian
Nilai fc' 22.5 MPa 80 – 100 mm 40 mm 215 kg/m3 0.51 0.6 425.74 kg/m3 1085.58 kg/m3 539.42 kg/m3 Agregat halus Agregat kasar ( kg ) ( kg ) 215 539.42
Page 75
Tabel 7. Hasil perbandingan rancangan campuran beton antara metode DoE dan ACI Proporsi campuran (kg/m3) fc' rencana Metode (MPa) Semen Agregat halus Agregat kasar Air
4
DoE
22.5
437.5
521.25
1216.25
175
ACI
22.5
425.74
539.42
1085.58
215
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa rancangan campuran beton dari metode ACI menghasilkan proporsi campuran bahan yang relatif lebih sedikit jika dibandingkan dengan menggunakan metode DoE. Artinya bahwa secara teoritis rancangan campuran beton fc' 22,5 MPa menggunakan metode ACI lebih ekonomis dari segi penggunaan bahan dari pada menggunakan metode DoE.
DAFTAR PUSTAKA Mulyono, 2004”Teknologi Yogyakarta.
Beton”,
Andi,
Murdock & Brook., 1991 “Bahan dan Praktek Beton”, Erlangga, Jakarta. SK
SNI S-04-1989-F., ”Spesifikasi Bahan Bangunan Bagian A”, Dep. PU, Bandung.
SK SNI T-15-1990-03., “Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal”, Dep. PU, Bandung. Subakti. A, 1995”Teknologi Beton Praktek”, FTSP-ITS, Surabaya.
Dalam
Tjokodimulyo. K, 1996”Teknologi Beton”, Teknik Sipil UGM, Yogyakarta.
Page 76
JURNAL APTEK Vol. 4 No. 2 Juli 2012
