Tujuan Pembelajaran Syarat Mutu Agregat Halus Syarat Mutu Agregat Kasar

Dengan demikian tidak perlu tambahan batang pengikat tulangan pokok kolom sebagaimana yang ditentukan dalam SK SNI T-15-1991-03 pasal 3.16.10 ayat 5.3. 4. KEGIATAN BELAJAR 4 KEKUATAN TEKAN BETON KARAKTERISTIK fc’

a. Tujuan Pembelajaran

Setelah menyelesaikan kegiatan belajar ini peserta diharapkan dapat: 1 Menjelaskan pengertian-pengertian istilah dalam perancangan campuran beton sesuai dengan SNI 2 Menjelaskan tahapanprosedur perhitungan kekuatan tekan beton karakteristik sesuai dengan SNI 3 Menghitung kuat tekan beton fc’k, kuat tekan rata beton fcr’, standar deviasi sd, dan kuat tekan beton karakteristik fc’ sesuai dengan SNI 4 Membuat rancangan campuran beton normal sesuai dengan karakteristik yang direncanakan sesuai dengan SNI

b. Uraian Materi Pengertian

Untuk tidak menimbulkan pengertian yang berbeda-beda dalam perancangan campuran beton berikut ini penjelasan beberapa pengertian sebagai berikut.  Adukan adalah campuran antara agregat halus dan semen Portland atau sembarang semen hidrolik yang lain dan air.  Beton adalah campuran antara semen Portland atau semen hidrolik yang lain, agregat halus, agregat kasar, dengan atau tanpa bahan tambahan yang membentuk massa padat.  Beton normal adalah beton yang mempunyai berat isiberat jenis BJ 2200 – 2500 kgcm 3 menggunakan agregat alam yang dipecah atau tanpa dipecah yang tidak menggunakan bahan tambahan. 149  Agregat kasar adalah kerikil sebagai bahan desintegrasi alami dari batu atau berupa batu pecah yang diperoleh dari industri pemecah batu dan mempunyai ukuran butir antara 4,8 sd 40 mm  Agregat halus adalah pasir alam sebagai desintegrasi alami dari batu atau pasir yang dihasilkan oleh industri pemecah batu dan mempunyai ukuran butir terbesar 4,8 mm.  Kuat tekan beton yang diisyaratkan fc’ adalah kuat tekan beton yang ditetapkan oleh perencanaan struktur benda uji berbentuk silinder diameter 150 mm dan tinggi 300 mm dipakai dalam percobaan struktur beton, dinyatakan dalam Mega Paskal Mpa.  Kuat tekan beton yang ditargetkan fcr’ adalah kuat tekan rata- rata yang diharapkan dapat dicapai yang besarnya lebih dari fc’.  Kadar air bebas adalah air yang dicampurkan kedalam beton untuk mencapai konsistensi tertentu, tidak termasuk air yang diserap oleh agregat.  Faktor air semen adalah angka perbandingan antara berat air bebas dan berat semen dalam beton. 1 Tugas 1. Kekuatan Tekan Beton Karakteristik fc’ Beton adalah suatu bahan konstruksi yang mempunyai sifat kekuatan tekan yang khas, yaitu apabila diperiksa dengan sejumlah besar benda uji kubussilinder beton, nilainya akan menyebar sekitar suatu nilai rata-rata tertentu. Dengan menganggap nilai-nilai dari hasil pemeriksaan tersebut menyebar normal mengikuti lengkung Gauss, maka kekuatan tekan beton karakteristik fc’, dengan 5 kemungkinan adanya kekuatan yang tidak memnuhi syarat seperti ditetapkan dalam SNI. Pengertiannya dapat dijelaskan sebagai berikut, fc’-300 kuat tekan beton karakteristik 300 kgfcm2 berarti beton tersebut mempunyai kuat tekan hancur ¿ 300 kgfcm 2 ¿ 30 Nmm 2 atau 30 MPa pada umur 28 hari dari sejumlah benda uji 30 pasang atau 60 buah, kemungkinan adanya gagal maksimum 5 . Kuat tekan beton karakteristik dapat dihitung dengan rumus: 150 fc’ = fcr’ – sd x k dimana : fcr’ = kuat tekan beton rata-rata kgfcm2 atau Nmm2 atau MPa sd = standar deviasi kgfcm2 atau Nmm2 atau MPa k = nilai konstanta dengan kegagalan 5 Nilai standar deviasi adalah ukuran dari besar kecilnya penyebaran dari nilai-nilai hasil pemeriksaan tersebut tergantung pada tingkat kesempurnaan dari pelaksanaanya. jadi ukuran dari mutu pelaksanaannya adalah deviasi standar menurut rumus: sd = √ ∑ i=1 n f ck−f cr 2 N −1 MPa atau kgfcm 2 dimana sd = standar deviasi kgfcm 2 fc’k = kuat tekan beton yang didapat dari sepasang benda uji kgfcm 2 fcr’ = kuat tekan beton rata-rata kgfcm 2 atau MPa didapat menurut rumus : f cr= ∑ 1 N f ck N kgfcm 2 atau MPa N = jumlah seluruh nilai hasil pemeriksaan yaitu jumlah nilai uji, yang harus diambil minimum 30 buah satu hasil uji adalah nilai rata-rata dari 2 buah benda uji. Data hasil uji yang akan digunakan untuk menghitung standar deviasi harus:  Mewakili bahan-bahan, prosedur pengawasan mutu, dan kondisi produksi yang serupa dengan pekerjaan yang diusulkan 151  Mewakili kuat tekan beton yang disyaratkan fc’ yang nilainya dalam batas ± 7 kgfcm 2 atau 0,7 MPa dari nilai fc’ yang ditentukan  Bila suatu produksi beton tidak mempunyai data hasil uji yang memenuhi persyaratan, tetapi hanya ada sebanyak 15 sd 29 hasil uji yang berurutan , maka nilai deviasi standar adalah perkalian deviasi standar yang dihitung dari data hasil uji tersebut dengan faktor pengali dari tabel 2.1 di bawah. Tabel 37. Nilai Faktor Pengali Bila Benda Uji Kurang Dari 30 Pasang Jumlah Pengujian Faktor Pengali sd 15 20 25 30 atau lebih 1,16 1,08 1,03 1,00 Nilai konstanta k tergantung pada tingkat kegagalan yang diijinkan dihitung dengan teori kemungkinan menurut John Laing Research and Development “Concrete Investigation” dengan rumus: k = f cr−f ck min Sd dimana k = nilai konstanta fcr’ = kekuatan tekan beton rata-rata kgfcm 2 fc’k min = kekuatan tekan beton yang paling rendah kgfcm 2 sd = standar deviasi kgfcm 2 dari hasil perhitungan nilai k dengan rumus di atas, dimasukkan dalam grafik hubungan antara persentase kegagalan dan nilai konstanta dalam membentuk titik-titik. Dari hasil beberapa 152 percobaan, titik-titik tersebut membentuk garis lengkung sebagai hubungan antara persentase kegagalan dengan nilai konstanta seperti gambar 2.1 Grafik kegagalan dan konstanta, atau dibuat dalam bentuk tabel 2.1 Nilai konstanta dan kegagalan. Tabel 38. Nilai Konstanta dan Kegagalan Yang Gagal k Konstanta 10,0 5,0 2,5 1,0 0,5 0,1 1,282 1,645 1,963 2,326 2,670 3,090 Gambar 35. Grafik Kegagalan dan Konstanta 153 Contoh Perhitungan kekuatan Tekan Beton Karakteristik Dari hasil pengujian beton diperoleh kuat tekan beton sebanyak 30 buah 30 pasang sebagai berikut : Tabel 39. Hasil Pengujian Kuat Tekan No. Kuat Tekan fc’k Kgfcm 2 No. Kuat Tekan fc’k Kgfcm 2 No. Kuat Tekan fc’k Kgfcm 2 1 245 11 255 21 221 2 276 12 249 22 243 3 289 13 276 23 265 4 321 14 294 24 238 5 275 15 282 25 241 6 229 16 271 26 228 7 300 17 259 27 308 8 325 18 278 28 345 9 299 19 300 29 289 10 289 20 279 30 300 f cr= ∑ i=1 n f ck N = 8269 30 = 276,63 kgfcm2 Sd = √ ∑ i=1 n f ck −f cr N−1 = 30,629 kgfcm 2 fc’ = fcr’ – k sd = 275,63 – 1,64 30,629 = 225,398 kgfcm 2 atau 22,54 MPa Maka kekuatan tekan beton karakteristik fc’ adalah 225 kgfcm2 atau 22,5 MPa 2 Tugas 2. Kuat Tekan Yang Diharapkan Target Kuat tekan beton yang ditargetkandiharapkan fcr’ adalah kuat tekan rata- rata yang diharapkan dapat dicapai yang besarnya lebih dari kekuatan tekan beton karakteristik fc’. Untuk menentukan kekuatan tekan beton yang diharapkan target maka perlu dilakukan perhitungan rancangan campuran beton Concrete Mix Design yang pada umumnya digunakan untuk beton struktur yang mempunyai kekuatan lebih besar atau sama dengan 20 MPa 154 atau 200 kgfcm2. Untuk menghitung kuat tekan yang diharapkan dengan rumus sebagai berikut : fcr’ = fc’ + k . sr dimana : fcr’ : Kuat tekan rata-rata yang diharapkan kgfcm2 atau MPa fc’ : Kekuatan tekan beton karakteristik MPa sr : Standard rencana MPa k : 1,64 Nilai konstanta dengan kegagalan 5 tabel 2.2 a Standar Deviasi Rencana sr Untuk menentukan besarnya nilai standar deviasi rencana dalam menentukan kuat tekan beton yang diharapkan harus memperhatikan; 1 pengalaman lapangan dalam memproduksi beton, 2 jumlah beton yang akan diproduksi misalnya lebih kecil dari 1000 m 3 , atau 1000 sd 3000 m 3 atau lebih besar dari 3000 m 3 , 3 kemutahiran peralatan yang dipergunakan, dan 4 keterampilan tenaga kerja yang akan melaksanakan pekerjaan. Apabila tidak tesedia cukup data yang dapat menunjukkan bahwa campuran beton tertentu yang diusulkan dapat menghasilkan beton yang disyaratkan danatau bahwa standar deviasi standar rencana yang diusulkan benar-benar akan tercapai dalam pelaksanaan yang sesungguhnya, maka harus diadakan percobaan-percobaan pendahuluan, hal ini sesuai dengan PBI ’71 atau bila data uji lapangan untuk menghitung standar deviasi rencana yang memenuhi persyaratan tidak tersedia, maka kuat tekan rata-rata yang ditargetkan fcr’ harus diambil tidak kurang dari fc’ + 12 MPa. 155 Gambar 38. Grafik Standar Deviasi Rencana dan Kuat Tekan Karakteristik Neville,662 Gambar 39. Grafik deviasi Standar Harga dan Kuat Tekan Rata- Rata Neville,662 Besar kecilnya standar deviasi rencana yang ditetapkan dapat mempengaruhi kualitas dan tingkat ekonomis pekerjaan tersebut. Standar deviasi rencana yang besar dapat mencapai kuat tekan rata-rata yang diharapkan, tapi dapat menyebabkan pemborosan. Sebaliknya, bila nilai sr kecil tentu akan lebih ekonomis, namun kuat tekan rata-rata yang ditargetkan belum tentu tercapai, oleh sebab itu, perlu kehati-hatian dalam menentukan nilai standar deviasi rencana. Untuk mencapai kekuatan tekan rata-rata yang ditargetkan 156 dapat menggunakan grafik 2.2 hubungan antara standar deviasi rencana dan kuat tekan karakteristik dalam menentukan nilai standar deviasi rencana A M. Neville – Properties of Concrete. Besarnya standar rencana dapat diambil :  antara 40 kgfcm 2 sd 100 kgfcm 2  Metode PCA Bina Marga  antara 40 kgfcm 2 sd 80 kgfcm 2  Metode DOE Cipta Karya b Nilai Tambah Margin Nilai tambah dihitung menurut rumus; M = k x sr dimana M = nilai tambah kgfcm 2 k = tetapan statistik yang nilainya tergantung pada presentase hasil uji yang lebih rendah dari fc’  dalam hal ini diambil 1,64 dengan kegagalan 5 Jadi kuat tekan rata-rata yang diharapkan adalah: Fcr’ = fc’ + k x sr menjadi fcr’ = fc’ + M atau fc’ = fc’ + 1,64 sr Nilai tambah dapat juga diartikan sebagai faktor keamanan terhadap kualitas bahan yang kurang memenuhi persyaratan, kurangnya keterampilan tenaga kerja, maupun peralatan yang kurang standar. Maksudnya penambahan nilai terhadap kekuatan tekan beton karakteristik fc’ sehingga pada saat pelaksanaan pekerjaanpembetonan di lapangan mencapai target yang diharapkan Berdasarkan Standar Nasional Indonesia SNI besarnya nilai tambah tidak kurang dari 120 kgfcm2 atau 12 MPa, berarti standar deviasi rencana kurang lebih 70 kgfcm2 atau 7 MPa. 3 Tugas 3. Persyaratan Bahan-Bahan Beton dan Beton Bertulang 1. Semen Semen adalah perekat hidrolis yang dapat mengeras bila bersenyawa dengan air dan membentuk masa yang dapat serta tidak larut dalam air. 157 Sedangkan pozolan adalah bahan yang mengandung silika amorf, apabila dicampur dengan kapur dan air akan membentuk benda padat yang keras dan bahan yang tergolong pozolan adalah tras, semen merah, abu terbang dan bubukan terak tanur tinggi. Semen portland pozolan adalah campuran semen portland dengan pozolan antara 15 – 40 berat total campuran dan kandungan SiO 2 + Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 dalam pozolan minimum 70 . Berdasarkan SNI ada 5 lima jenis semen yang disesuaikan dengan penggunaan sebagai berikut: 1 Jenis Semen Portland Tipe I Merupakan jenis semen portland yang digunakan untuk konstruksi umum serta tidak dipergunakan suatu persyaratan khusus. 2 Jenis Semen Portland Tipe II Merupakan jenis semen portland yang digunakan untuk konstruksi yang memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi yang sedang. 3 Jenis Semen Portland Tipe III Merupakan jenis semen portland yang digunakan untuk konstruksi persyaratan dengan kekuatan awal yang tinggi. 4 Jenis Semen Portland Tipe IV Merupakan jenis semen portland yang digunakan untuk konstruksi yang memerlukan persyaratan dengan panas hidrasi yang rendah. 5 Jenis Semen Portland Tipe V Merupakan jenis semen portland yang digunakan untuk konstruksi yang menuntut persyaratan serta ketahanan yang tinggi terhadap sulfat. Semen portland Tipe I, II, III, IV dan V yang akan digunakan harus memenuhi syarat fisik yang meliputi kehalusan, pengikatan, kekentalan, dan kekuatan seperti table 2.1 di bawah. Sifat Fisik Semen a Semen dengan butiran yang halus akan memberikan efek persenyawaan dengan air yang lebih sempurna dan baik proses pengikatan yang lebih baik sehingga menghasilkan kekuatan 158 yang baik. Kehalusan semen dapat di uji dengan ayakan standard dan pesawat Blane. b Berat jenis semen tergantung pada diameter butirannya, umumnya BJ semen berkisar 3,00 – 3,30 tm 3 . Semen yang mempunyai BJ kurang dari angka tersebut di atas biasanya disebabkan oleh ketidak sempurnaan proses pembakaran atau tercampur dengan bubuk batuan lain atau terlalu lama disimpan sehingga sebagian butiran semen telah mengerasmembantu. c Kekuatan aduk semen merupakan gambaran tentang kemampuan rekat sesuai fungsi utamanya. d Penyimpanan semen sangat penting untuk menjaga kualitas agar tetap memenuhi standar. Kualitas semen akan menurun jika dalam penyimpanan dibiarkan menyerap air disimpan di daerah lembab atau bahkan uap air dari kelembaban udara. Tabel 40. Syarat Fisika NO. URAIAN JENIS I II III IV V 1. KEHALUSAN SISA DI ATAS AYAKAN 0,09 MM MX P. BLAINE. Cm 2 gr MIN 10 2800 10 2800 10 2800 10 2800 10 2800 2. PENINGKATAN VICAT  AWAL Menit-Minimum  AKHIR Menit-Minimum GILMORE  AWAL Menit-Minimum  AKHIR Menit-Minimum 60 8 60 10 60 8 60 10 60 8 60 10 60 8 60 10 60 8 60 6 3. KEKEKALAN PEMUAIAN DALAM AUTOCLAVE Maks 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 4. KEKUATAN TEKAN kgfcm 2 Minimum  1 Hari  3 Hari  7 Hari  28 Hari - 125 200 - - 100 175 - 125 250 - - - - 70 175 - 85 150 210 5. PENGIKATAN SEMU PENETRASI AKHIR, Minimum 50 50 50 50 50 159

2. Agregat Halus dan Kasar

Agregat halus adalah pasir alam sebagai desintegrasi alami dari batu atau pasir yang dihasilkan oleh industri pemecah batu dan mempunyai ukuran butir terbesar 4,8 mm. Sedangkan agregat kasar adalah kerikil sebagai bahan desintegrasi alami dari batu atau berupa batu pecah yang diperoleh dari industri pemecah batu dan mempunyai ukuran butir antara 4,8 sd 40 mm.

a. Syarat Mutu Agregat Halus

 Butiran-butiran mineral keras yang bentuknya mendekati bulat dan ukurannya sebagian besar terletak antara 0,075 mm – 4,85,0 mm dan sebagian yang lebih kecil 0,075 mm tidak lebih dari 5,0 kadar lumpur.  Pasir harus bersih, bila diuji memakai larutan pencuci khusus, tinggi endapan pasir yang kelihatan dibandingkan dengan tinggi seluruh endapan tidak kurang dari 70.  Angka kehalusan Finesness ModulusFM terletak antara 2,2 - 3,2 bila diuji memakai rangkaian ayakan standar dengan susunan sbb :  9,6 ; 4,8 ; 2,4 ; 1,2 ; 0,60 ; 0,30 ; 0,15 mm dan Pan + cover  Tidak mengandung zat organic yang dapat mengurangi mutu beton yang di uji dengan larutan 3 NaOH Larutan Natrium Hidrosida.  Kekerasan ditentukan dengan cara percobaan giling dengan kekerasannya dinyatakan dengan indeks yaitu perbandingan bagian yang lolos ayakan 0,3 mm dengan pasir kuarsa tidak lebih dari 2,20.  Gradasi termasuk dalam salah satu zone I, II, III dan IV.

b. Syarat Mutu Agregat Kasar

 Butiran mineral yang keras terdiri dari batu alam atau batu pecahbuatan dengan ukuran butirannya antara :  4038 s.d 160 4,80 mm atau :  2019,6 s.d 4,8 mm atau :  109,6 sd 4,80 mm  Modulus kehalusan antara 6,00 – 7,10  Kadar lumpur atau bagian yang lolos ayakan 0,075 mm maksimum 1.  Kekerasan butir bila di uji dengan kawat kuningan, bagik yang lemah maksimum 5.  Bagaimana butir yang panjang dan pipih, maksimum 20  Kekentalan terhadap Natrium Sulfat NaSO4 bagian yang hancur maksimum 12 dan terhadap Magnesium Sulfat MgSO4 bagian-bagian yang hancur maksimum 10. 3 Sifat Fisik Agregat  Bentuk Agregat Bentuk agregat pipih dan panjang dalam beton juga mempengaruhi kestabilan dan kemampuan beton dalam menerima gaya dari luar, ke bentuk pipih dan panjang tidak dapat menerima gaya dari segala arah. Tabel 41. Klasifikasi Agregat Berdasarkan Bentuk Klasifikasi Diskripsi Contoh Bulat Bulat penuh, bulat telur atau mendekati bulat permukaan agak licin, pengaruh gesek selama transportasi terbawa arus air. Koralpasir sungai pasir lautpantai, pasir gurun atau pasir yang terbawa angina. Tidak Beraturan Bentuk alamnya tidak beraturan, atau sebagian terjadi karena pergeseran dan mempunyai sisi tepi bulat. Koralpasir sungai dan darat atau dari lahar gunung. Bersudut Bentuk tidak beraturan, bersudut tajam, permukaan kasar. Semua jenis hasil pemecahan stone crusher, baik batu siang. Pipih Disebut pipih bila tebalnya jauh lebih kecil dari kedua dimensi lainnya. Biasanya disebut pipih bila tebalnya Berasal dari batuan yan berlapis. 161 kurang dari sepertiga lebar. Memanjang Bila panjangnya jauh melebihi kedua dimensi lainnya atau panjang lebih dari tiga kali lebarnya. - Panjang dan Pipih Material yang panjang jauh melebihi lebarnya dan lebarnya jauh melebihi tebalnya. -  Tekstur Permukaan Tabel 42. Klasifikasi Agregat Berdasarkan Tektur Permukaan Tekstur Karakteristik Contoh Seperti Gelas Mengkilap Flint hitam, obsidian, terak bening. Licin Terkikis air licin karena terlapis bahan lain, batuan terdiri dari butiran yang amat kecil. Kerikil sungai chert slate, marble dan rhyolit. Berbutiran Pecahan yang berbentuk bulat dan seragam Batu pasir, olite Kasar Pecahan batuan ini permukaannya kasar, berbutir halus sampai medium kristal pokoknya tidak tampak jelas. Basait, falsite, porphyry. Berkristal Mempunyai susunan kristal yang tampak jelas. Granite, Gabbrogneiss Berpori dan berongga seperti sarang lebah Mempunyai pori dan rongga yang mudah terlihat. Batu bata, batu apung, batu klinker, batu lava gunung api.

c. Kekuatan Agregat