Kata kunci: metode DoE, ACI

Transkripsi

1 PERBANDINGAN RANCANGAN CAMPURAN BETON ANTARA METODE DoE DAN ACI Arifal Hidayat ABSTRAK Perbandingan Campuran Beton Metode DoE dan ACI Rancangan campuran beton dilakukan untuk mengetahui komposisi bahanbahan 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 m 3 menggunakan metode Departement of Environment (DoE) dan metode American Concrete Institute (ACI), dari kedua metode tersebut akan diketahui secara teoritis penggunaan bahanbahan 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 bahanbahan 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 (Mulyono, 2004). Dalam menentukan rancangan campuran beton dapat digunakan beberapa metode, antara Arifal Hidayat Program Studi Teknik Sipil Universitas Pasir Pengaraian Page 71

2 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 lainlain. 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 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 m 3 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 adalah: Tabel 1. Kelas dan mutu beton Kelas Mutu (MPa) fb' (Kg/cm 2 ) fcr' (Kg/cm 2 ) Tujuan I (Rendah) II (Sedang) Bo BI fc' 12,5 fc' 17,5 fc' 22,5 fc' 30 fc' fcr' = fc' + 1,64.S fcr' = fc' + 1,64.S Non III fc' 0 fcr' = fc' + 1,64.S (Tinggi) fc' > > 0 Keterangan: fc' = kuat tekan karateristik beton (MPa) fb' = kuat tekan beton yang diperoleh dari benda uji (Kg/cm 2 ) fcr' = kekuatan beton ratarata (Kg/cm 2 ) S = deviasi standar Metode Departement of Environment (DoE) Perancangan cara Inggris atau dikenal dengan metode Departemen Pekerjaan Umum yang tertuang dalam SK. SNI. T 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 bahanbahan di lapangan, kemudahan pekerjaan, serta keawetan dan kekuatan beton. Cara ACI melihat bahwa dengan ukuran agregat tertentu, jumlah air perkubik akan menentukan tingkat konsistensi dari campuran beton yang pada akhirnya akan mempengaruhi pelaksanaan pekerjaan (workability). 2. METODE PENELITIAN Bahan Penelitian Bahanbahan 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 M081989F. Page 72 JURNAL APTEK Vol. 4 No. 2 Juli 2012

3 Persentase yang lewat ayakan Perbandingan Campuran Beton Metode DoE dan ACI 3. Agregat kasar, yang bersumber dari quary Tanjung Belit kabupaten Rokan Hulu, berdiameter minimum mm sesuai standar SK SNI M081989F. 4. Air, diambil dari air sumur bor di Laboratorium Teknologi Bahan Konstruksi Universitas Pasir Pengaraian kabupaten Rokan Hulu. Alat Penelitian Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah seperti terlihat pada tabel 2: Tabel 2. Alatalat yang digunakan Peralatan Kegunaan Gelas ukur Menakar air Mistar dan kaliper Mengukur benda uji Timbangan Menimbang material Talam Wadah agregat Saringan Mengayak agregat Oven Mengeringkan agregat Prosedur Pemeriksaan Bahan Tahapantahapan 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 3. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Analisis Hasil Pemeriksaan Agregat Halus 1. Analisa saringan Dari hasil analisa saringan agregat halus diperoleh persentase tertahan total % dari diameter lubang ayakan terhadap persentase berat butir agregat halus yang lolos diperoleh grafik gradasi nomor 2 (dua) dan termasuk agregat yang berbutir kasar Tabel 3. Analisa saringan agregat halus Saringan Berat Jumlah berat Jumlah persentase Tertahan Tertahan Tertahan Lewat Keterangan (mm) (gram) (gram) (gram) (gram) 3/8" 9.5 % No ,0 21,0 1,050 98, % No ,5 253,0 12,675 87, % No ,5 572,0 28,600 71,0 71 % No , ,0 61,600 38,0 38 % No , ,5 85,575 14, % No , ,5 98,025 1,975 2 % No , ,5 99,125 0,875 0 Pan 17, ,15 8 0,150 0,3 0,6 1,2 2,4 4,8 9, Ukuran mata ayakan ( mm ) Gambar 1. Batas gradasi pasir dalam daerah gradasi no Passing 200 (0,075 mm) kadar lumpur Hasil pemeriksaan kadar lumpur agregat halus dari dua kali pengujian niali rataratanya 1,30 % dan nilai ini masih memenuhi standar spesifikasi kadar Lumpur yaitu < 5 %. 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/cm 3. Sedangakan Arifal Hidayat Program Studi Teknik Sipil Universitas Pasir Pengaraian Page 73

4 Persentase yang lewat ayakan standar spesifikasi berat isi yaitu 1,4 gram/cm 3 s/d 1,9 gram/cm 3 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/cm 3, berat jenis semu (Sa) sebesar 2,695 gram/cm 3 dan penyerapan air (Sw) sebesar 1,935 gram/cm 3. Berat jenis yang sesuai standar spesifikasi yaitu 2,58 s/d 2,83 gram/cm Kadar air dan penyerapan Dari hasil pemeriksaan terhadap kadar air dan penyerapan didapat hasilnya sebesar 0,366 % untuk kadar air ratarata dan 1,176 % untuk penyerapan ratarata. B. Analisis Hasil Pemeriksaan Agregat Kasar 1. Analisa saringan Tabel 4. Analisa saringan agregat kasar Saringan Berat Jumlah berat Jumlah persentase Tertahan Tertahan Tertahan Lewat Keterangan (mm) (gram) (gram) (gram) (gram) 1" 25 3/4" ,60 55, 55 % 3/8" ,80,20 % No ,60 25, 25 % No ,02 20,98 21 % No ,70 13,30 13 % No ,10 9, 10 % No ,70 5,30 5 % No , 2,10 2 % No Pan ,150 0,3 0,6 1,2 2,4 4,8 9, Ukuran mata ayakan ( mm ) Gambar 2. Batas gradasi kerikil dengan ukuran maksimum 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/cm 3. Dimana standar spesifikasi berat isi antara 1,4 sampai 1,9 gram/cm 3 artinya agregat kasar ini dapat digunakan pada perancangan campuran beton normal. 4. Berat jenis Hasil pemeriksaan didapatkan nilai berat jenis kering permukaan (Ss) sebesar 2,57 gram/cm 3, berat jenis semu (Sa) sebesar 2,65 gram/cm 3 dan penyerapan air (Sw) sebesar 1,93 gram/cm 3.. Berat jenis yang sesuai standar spesifikasi yaitu antara 2,58 sampai 2,83 gram/cm Kadar air dan penyerapan Hasil pemeriksaan terhadap kadar air dan penyerapan didapat hasilnya sebesar 0,6 % untuk kadar air ratarata dan 0,709 % untuk penyerapan ratarata. Page 74 JURNAL APTEK Vol. 4 No. 2 Juli 2012

5 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 1m 3 adalah sebagai berikut: Tabel 5. Rancangan campuran beton metode DoE No Uraian Nilai 1 Kuat tekan yang disyaratkan fc' 22.5 MPa 2 Devisiasi standar 4.2 N/mm 2 3 Nilai tambah (margin) 12 MPa 4 Kekuatan ratarata yang di targetkan 34.5 MPa 5 Jenis semen Semen Padang type I 6 Jenis agregat kasar dan agregat halus Quary Tanjung BelitRokan Hulu 7 Faktor air semen bebas Faktor air semen maksimum Slump 60 mm 10 Ukuran agregat maksimum mm 11 Kadar air bebas Kadar semen kg/m 3 13 Jumlah semen minimum 275 kg/m3 14 Susunan besar butir agregat halus Daerah gradasi susunan butir 2 15 Persentase agregat halus 30.00% 16 Berat jenis relatif agregat kering permukaan Berat jenis beton Kadar agregat gabungan kg/m 3 19 Kadar agregat halus kg/m 3 20 Kadar agregat kasar kg/m 3 Banyaknya bahan (teoritis) Semen Agregat halus Agregat kasar Tiap m 3 campuran ) Metode ACI (American Concrete Institute) Hasil perhitungan rancangan campuran beton cara ACI untuk 1m 3 adalah sebagai berikut: Tabel 6. Rancangan campuran beton metode ACI No Uraian Nilai 1 Kuat tekan yang disyaratkan fc' 22.5 MPa 2 Slump 80 mm 3 Ukuran agregat maksimum mm 4 Kadar air 215 kg/m 3 5 Faktor air semen Faktor air semen maksimum Kebutuhan semen kg/m 3 8 Kebutuhan agregat kasar kg/m 3 9 Kebutuhan agregat halus kg/m 3 Banyaknya bahan (teoritis) Semen Agregat halus Agregat kasar Tiap m 3 campuran Arifal Hidayat Program Studi Teknik Sipil Universitas Pasir Pengaraian Page 75

6 Tabel 7. Hasil perbandingan rancangan campuran beton antara metode DoE dan ACI fc' rencana Proporsi campuran (kg/m 3 ) Metode (MPa) Semen Agregat halus Agregat kasar Air DoE ACI 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 Beton, Andi, Yogyakarta. Murdock & Brook., 1991 Bahan dan Praktek Beton, Erlangga, Jakarta. SK SNI S041989F., Spesifikasi Bahan Bangunan Bagian A, Dep. PU, Bandung. SK SNI T , Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal, Dep. PU, Bandung. Subakti. A, 1995 Teknologi Beton Dalam Praktek, FTSPITS, Surabaya. Tjokodimulyo. K, 1996 Teknologi Beton, Teknik Sipil UGM, Yogyakarta. Page 76 JURNAL APTEK Vol. 4 No. 2 Juli 2012