Perbandingan Job Mix Design Beton Antara Metode DoE dan ACI PERBANDINGAN JOB MIX DESIGN BETON ANTARA METODE DoE DAN ACI Arifal Hidayat ABSTRAK Tujuan penelitian ini adalah membandingkan hasil rancangan (teoritis) campuran beton rencana fc,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',5 MPa adalah : (1) analisa saringan agregat halus dan agregat kasar; () 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 praktek rancangan campuran beton metode ACI lebih ekonomis dari segi penggunaan bahan dari pada menggunakan metode DoE. Kata kunci: metode DoE, ACI ABSTRACT The purpose of this study was to compare the results of the design (theoretical) mix concrete plan fc' of.5 MPa for 1 m3 using the Department of Environment (DoE) and the method of the American Concrete Institute (ACI), of both methods will be known theoretically use of materials optimal material (economical). Stages in the concrete mix design fc ' of.5 MPa are : (1) sieve analysis of fine aggregate and coarse aggregate, () examination of specific gravity and absorption of fine aggregate and coarse aggregate, (3) a weight check aggregate content and (4) examination of sludge levels using the same material that is derived from the aggregate quary Tanjung district of Rokan Hulu. Berdasarkan complicated the analysis and discussion concluded that the concrete mix design method of ACI produces a mixture proportion of material that is relatively less when compared to using DoE methods. This means that in practice the design of concrete mix ACI method is more economical in terms of the use of materials on using DoE methods. Keywords: DoE method, 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, 004). Dalam menentukan rancangan campuran beton dapat digunakan beberapa metode, antara lain: (1). Metode British Standard atau Departement of Environment (DoE); (). 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 Teknik Sipil Universitas Pasir Pengaraian Page 43
merupakan adopsi dari British Standard atau Departement of Environment (DoE) yang dimuat dalam buku standar No. SK. SNI. T 15199003. 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,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. T15 199003 adalah: Tabel 1. Kelas dan mutu beton Kelas Mutu (MPa) fb' (Kg/cm ) fcr' (Kg/cm ) Tujuan I (Rendah) Bo BI fc' 1,5 fc' 17,5 15 175 fcr' = fc' + 1,64.S Non II (Sedang) fc',5 fc' 30 fc' 35 5 300 350 fcr' = fc' + 1,64.S III (Tinggi) fc' fc' > 0 > 0 fcr' = fc' + 1,64.S Keterangan: fc' = kuattekankarateristikbeton (MPa) fb' = kuattekanbeton yang diperolehdaribendauji (Kg/cm ) fcr' = kekuatanbeton ratarata (Kg/cm ) S = deviasistandar Metode Departement of Environment (DoE) Perancangan cara Inggris atau dikenal dengan metode Departemen Pekerjaan Umum yang tertuang dalam SK. SNI. T15199003 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).. METODE PENELITIAN Bahan Penelitian Bahanbahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: Page 44 JURNAL APTEK Vol. 6 No. 1 Januari 014
Persentase yang lewat ayakan Perbandingan Job Mix Design Beton Antara Metode DoE dan ACI 1. Semen, menggunakan semen tipe I produksi PT. Semen Padang. Agregathalus, yang bersumber dari quary Tanjung Belit kabupaten Rokan Hulu, berdiameter butiran maksimum 4,75 mm sesuai standar SK SNI M081989F. 3. Agregat kasar, yang bersumber dari quary Tanjung Belit kabupaten Rokan Hulu, berdia meter minimum mm sesuaistandar SK SNI M081989F. 4. Air, diambil dari air sumur bor di Laboratorium Teknologi Bahan Konstruksi Universitas Pasir Pengaraian kabupatenrokanhulu. Alat Penelitian Peralatan yang digunakan pada penelitian ini antara lain : timbangan, cawan, oven, saringan (19,1 mm, 9,5 mm, no. 4, no. 8, no. 16, no. 30, no. 50, no. 100), Piknometer, kerucut terpancung (diameter bagian atas + 3) mm, batang penumbuk, cetakan benda uji silinder diameter 150 mm, mesin pembebanan tekan dan lain sebagainya. Prosedur Pemeriksaan Bahan Tahapantahapan dalam pemeriksaan bahan adalah: 1. Pemeriksaan analisa saringan agregat halus dan agregat kasar. Pemeriksaan berat jenis dan penyerapan agregat halus dan agregat kasar 3. Pemeriksaan berat isi agregat 4. Pemeriksaan kadar lumpur 5. Pengujian beton segar 6. Pengujian kuat tekan beton 3. ANALISIS 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 (dua) dan termasuk agregat yang berbutir kasar. 100 100 100 90 90 90 80 70 75 60 50 59 55 30 30 35 0 10 10 0.15 8 0 0.150 0.3 0.6 1..4 4.8 9.6 19 38 Ukuran mata ayakan ( mm ) Gambar 1. Batas gradasi pasir daerah gradasi no.. Passing 00 (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 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,65 gram/cm 3, berat jenis semu (Sa) sebesar,695 gram/cm 3 dan penyerapan air (Sw) sebesar 1,935 gram/cm 3. Berat jenis yang sesuai standar spesifikasi yaitu,58 s/d,83 gram/cm 3. 5. 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. Teknik Sipil Universitas Pasir Pengaraian Page 45
Persentase yang lewat ayakan B. Analisis Hasil Pemeriksaan Agregat Kasar 1. Analisa saringan 100 90 80 70 60 50 30 0 10 0 3 15 17 8 10 10 53 7 5 30 4 13 11 37 31 1 16 46 5 3 60 5 35 77 67 55 50 100 0.150 0.3 0.6 1..4 4.8 9.6 19 38 76 Ukuran mata ayakan ( mm ) Gambar. batas gradasi kerikil dengan ukuran maksimum mm. Passing 00 (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 1,6 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,57 gram/cm 3, berat jenis semu (Sa) sebesar,65 gram/cm 3 dan penyerapan air (Sw) sebesar 1,93 gram/cm 3.. Berat jenis yang sesuai standar spesifikasi yaitu antara,58 sampai,83 gram/cm 3. 5. 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. C. Rancangan Campuran Beton Hasil perhitungan rancangan campuran beton cara DoE dan ACI untuk 1m 3 adalah: Tabel 4. Rancangan campuran beton metode DoE No Uraian Nilai 1 Kuat tekan yang disyaratkan fc'.5 MPa Devisiasi standar 4. N/mm 3 Nilai tambah (margin) 1 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 0.4 8 Faktor air semen maksimum 0.6 9 Slump 60 100 mm 10 Ukuranagregatmaksimum mm 11 Kadar air bebas 175 Page 46 JURNAL APTEK Vol. 6 No. 1 Januari 014
Perbandingan Job Mix Design Beton Antara Metode DoE dan ACI 1 Kadar semen 437.5 kg/m 3 13 Jumlah semen minimum 75 kg/m3 14 Susunanbesarbutiragregathalus Daerah gradasisusunanbutir 15 Persentaseagregathalus 30.00% 16 Beratjenisrelatifagregatkeringpermuka an.58 17 Beratjenisbeton 350 18 Kadar agregatgabungan 1737.5 kg/m 3 19 Kadar agregathalus 51.5 kg/m 3 0 Kadar agregatkasar 116.5 kg/m 3 Banyaknyabahan (teoritis) Semen Agregathalus Agregatkasar Tiap m 3 campuran 437.5 51.5 116.5 Tabel 5. Rancangan campuran beton metode ACI No Uraian Nilai 1 Kuattekan yang disyaratkan fc'.5 MPa Slump 80 100 mm 3 Ukuranagregatmaksimum mm 4 Kadar air 15 kg/m 3 5 Faktor air semen 0.51 6 Faktor air semen maksimum 0.6 7 Kebutuhan semen 45.74 kg/m 3 8 Kebutuhanagregatkasar 1085.58 kg/m 3 9 Kebutuhanagregathalus 539.4 kg/m 3 Banyaknyabahan (teoritis) Semen Agregathalus Agregatkasar Tiap m 3 campuran 45.74 15 539.4 Tabel 6. Perbandingan rancangan campuran beton antara metode DoE dan ACI Metode Proporsicampuran (kg/m 3 ) fc' rencana Agregathal Agregatkas (MPa) Semen Air us ar DoE.5 437.5 51.5 116.5 175 ACI.5 45.74 539.4 1085.58 15 D. Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Berikut ini merupakan hasil pengujian kuat tekan beton fc',5 MPa untuk masingmasing metode DoE dan ACI pada umur beton 7, 14 dan 8 hari yang dapat dilihat pada tabel berikut. Teknik Sipil Universitas Pasir Pengaraian Page 47
Tabel 7. Hasil kuat tekan beton metode DoE dan ACI fc',5 Mpa Benda uji Umur (hari) Kuattekan (MPa) Kuattekan (MPa) metode DoE metode ACI 1 3 7 hari 17,14 18,7 16,58 19,60 0,13 19,3 Kuattekan ratarata 17,33 19,65 1 3 14 hari 19,61 18,47 18,65 3,4 4,18 4,35 Kuattekan ratarata 18,91 3,98 1 3 8 hari 4,13,44 3,47 7,0 6,13 7,46 Kuattekan ratarata 3,35 6,87 4. KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa rancangan campuran beton dari metode ACI menghasilkan nilai kuat tekan beton yang lebih besar dibandingkan metode DoE. Artinya bahwa rancangan campuran beton fc',5 MPa metode ACI lebih ekonomis dan lebih kuat dari metode DoE. 5. DAFTAR PUSTAKA Mulyono, Teknologi Beton, Andi, Yogyakarta, 004. Murdock & Brook., Bahan dan Praktek Beton, Erlangga, Jakarta, 1991. SK SNI S041989F., Spesifikasi Bahan Bangunan Bagian A, Dep. PU, Bandung. SK SNI T15199003., Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal, Dep. PU, Bandung. Subakti. A, Teknologi Beton Dalam Praktek, FTSPITS, Surabaya, 1995. Tjokodimulyo. K, Teknologi Beton, Teknik Sipil UGM, Yogyakarta, 1996. Page 48 JURNAL APTEK Vol. 6 No. 1 Januari 014