14. Mass Concrete (1)

Program Magister Teknologi Bahan Bangunan Jurusan Teknik Sipil - Fakultas

14.1. BETON MASSA SECARA UMUM

Pada konstruksi dam dan konstruksi masif lainnya yang menggunakan

beton, kuatan tekan dari beton, seringkali hanya dipandang sebagai kebutuhan

kedua/sampingan, meskipun hal ini dipandang sebagai suatu kriteria mutu secara

umum.Dalam konstruksi beton massa, komposisi campuran lebih ditekankan pada

pandangan ekonomi material dan untuk menurunkan kecenderungan temperatur

beton naik oleh hidrasi semen. Menurut Amaerican Concrete Institute Comitee.

Beton massa diartikan sebagai volume beton yang besar dengan dimensi ukuran

yang cukup luas untuk menaggulangi generalisai panas dan perubahan volume

sehingga meminimaliasi keretakan.

Beton massa biasanya terdiri dari komposisi semen, agregat, air dan zat

tambahan lain seperti pozolan dan abu terbang yang juga biasa digunakan. Agregat

dari pecahan batu digunakan sejak keberadaan kerikil menipis. Nilai penting dari

beton massa yang terbuat dari agregat ukuran besar adalah bahwa untuk berbagai

campuran, campuran ini hanya butuh air dan semen dengan rasio takaran sedikit

dan tidak mudah untuk bersegregasi..Kerapatan beton juga dapat ditingkatkan

dengan menggunakan debu batu pada campuran beton dengan proporsi yang

sesuai.

Kemampuan kerja dari beton massa dapat pula ditingkatkan melalui

pengeringan udara dengan memperhatikan penggunaan perbandingan air lebih

kecil terhadap semen. Hal ini digunakan untuk mencapai kekuatan yang sama dan

meningkatkan durabilitas beton. Kenaikan temperatur pada sisi dalam beton massa

mengakibatkan pengembangan oleh hidrasi semen, yang memungkinkan

menyebabkan keretakan serius sebagai akibat dari gradien/kemiringan panas dan

kekuatan tarik beton yang rendah. Untuk menghindari hal ini, semen panas rendah

tipe IV yang mempunyai perkembangan panas rendah, yang diproduksi AS pertama

kali, digunakan untuk penggunaan khusus untuk beton dam/bendungan.

XIV - 1


Ermiyati Ermiyati –– 14059/PS/MTBB/0414059/PS/MTBB/04Mass Concrete Mixes

Peningkatan kekuatan yang rendah merupakan kerugian dari semen tipe ini (IV).

Semen modifikasi (tipe II) telah berhasil mengkombinasikan nilai lebih tinggi pada

perkembangan panas daripada semen tipe IV dengan kekuatan yang hampir sama

dengan semen Portland biasa. Semen tipe II direkomendasikan untuk penggunaan

struktur masif dengan panas sedang. Semen modifikasi biasa digunakan di AS

dengan spesifikasi dari ASTM C150-64 dan British Standard, BS:1370-1958.

14.2. FAKTOR SEMEN PADA BETON MASSA

Semen berkadar 220-330- kg/m3 sebagai beton massa untuk dam, telah

digunakan dalam praktik sejak awal tahun tigapuluhan. Derajat keretakan tinggi

ditemukam di konstruksi Dam Norrris di lembah Valley tahun 1936, yang

menggunakan faktor semen 223 kg/m3. Kemudian trend berbalik, dengan

mengurangi kadar semen yang menggunakan semen kadar 88 kg/m3. Beberapa

konstruksi beton massa untuk dam di AS mengindikasikan manfaat penggunaan

semen kadar rendah dengan kadar 120-160 kg/m3.

Hasil investigasi laboratorium oleh Corps of Engineering mengindikasikan

bahwa beton massa dengan faktor semen 56 kg/m3 dan abu terbang dengan

volume solid sampai 112 kg/m semen, menghasilkan campuran yang sangat baik

dengan takaran air 60 kg/m. Kekuatan silinder beton selama satu tahun, dilaporkan

mencapai 210 kg/cm2. Faktor semen optimum menghasilkan campuran yang

tergantung pada bentuk dan tingkatan agregat.

14.3. PERSYARATAN AGREGAT UNTUK BETON MASSA

Pada desain campuran beton massa dengan agregat besar., seleksi agregat

yang sesuai sangat penting untuk mendapatkan keuntungan ekonomi dan

meningkatkan mutu pada beton segar. Limit mutu untuk agregat halus dan kasar

sebagaimana direkomendasikan A.C.I. Comitee disajikan pada table 14.1 dan 14.2.

agregat kasar dikelompokkan dalam 6 ukuran berbeda dari ukuran maksimum 152

mm dan minimum 5 mm.

Tabel 14.1 menunjukkan tingkatan mutu yang dianjurkan untuk agregat halus,

telah menjadi standar dalam beberapa pekerjaan beton massa darat dan udara,

(menurut Mcintosh). Kurva mutu berbentuk cembung keatas untuk pasir alam dan

cembung ke bawah untuk pasir pecahan batu. Anjuran ukuran dari tingkat

kombinasi jumlah disajikan pada tabel 14.2.. Perbandingan agregat dan semen

yang digunakan, dengan agregat dari 80 mm bervariasi berturut-berturut dari6-9

dan 0,5-0,7. Perbandingan agregat besar berturut-berturut berukuran 150 mm,

XIV - 2



bervariasi dari 8-15 dan 0,48-0,7. Komposisi yang dianjurkan seharusnya memenuhi

persyaratan tingkat kekasaran sebagai pilihan akhir tanpa terkecuali, sesuai skala

penuh percobaan campuran. Grafik titik pada gambar 14.2 memperlihatkan arti

tingkat kombinasi yang direkomendasikan oleh Orchard dengan ukuran agregat

maksimun 160 mm.

Kurva pada gambar 14.3 memperlihatkan hubungan perbandingan air dan

semen dan kemampuan kerjanya, telah dianjurkan oleh Orchard berdasar pada

studi informasi yang memadai dan ekstrapolasi dari kurva sejenis untuk agregat

dengan ukuran lebih kecil. Hal yang penting untuk dicatat adalah, bahwa kurva ini

tidak berdasar pada eksperimen data langsung, meskipun harus memperhatikan

standar awal pada komposisi campuran untuk beton massa.

Penyelidikan oleh Higginson telah mengindikasikan bahwa untuk mencapai

efisiensi semen, masing-masing tingkatan menghasilkan kekuatan tekan berbeda

sesuai campuran agregat dan semen yang dipakai. Ukuran maksimum agregat

ditentukan oleh banyak faktor seperti rencana kekuatan, persyaratan pemrosesan,

adukan, campuran, pengangkutan, penempatan, dan pemadatan beton. Agregat

yang besar dengan bentuk tak beraturan lebih beresiko untuk mengalami retak

pada interfase mortar. Ukuran agregat yang umum dan biasa digunakan adalah 15

cm yang merupakan ukuran maksimun untuk beton massa.

14.4. SEELEKSI PROPORSI CAMPURAN

Komposisi campuran dari beton massa telah ditentukan oleh metode

percobaan campuran degan menggunakan dasar pengamatan terbaru. Metoda A.C.I

merekomendasikan penggunaan agregat besar dengan ukuran maksimum 150 mm,

metoda ini digunakan untuk perkiraan campuran. Menurut cara ini, campuran

semen minimum 225 kg/m3digunakan untuk bagian eksterior pada struktur masif.

Meski untuk bagian eksterior komposisi semen mungkin dapat dikurangi, bila

perbandingan air dan semen merupakan pedoman tetap kekuatan dengan

memperhatikan persyaratan durabilitas.

Studi komparatif dengan data komposisi campuran yang digunakan untuk

konstruksi umum dam di dunia, mengindikasikan bahwa komposisi semen

bervariasai dari 88 kg/m3 sampai 276 kg/m3. Berdasar pengalaman lalu A.C.I.

Committee telah menganjurkan semen 125 kg/m3 dan 140 kg/m3 dan agregat

dengan ukuran maksimum 150 mm.untuk hasil terbaik Kadar air untuk beton kering

udara yang memakai ukuran agregat 150 mm mungkin bervariasi dari 71 sampai

107 kg/m3 untuk agregat alam, dan 83-107 kg/m3 untuk agregat buatan.

Persyartan air yang sesuai adalah 20 % lebih tinggi ketika ukuran agregat

XIV - 3



maksimum yang dipakai 75 mm. Proporsi optimum kehalusan untuk agregat total

tergantung tingkat dan bentuk agregat. Untuk beton beragregat 150 mm dengan

pasir alam dan kerikil, rasio kehalusan untuk agregat total sebaiknya sebesar 21 %

lebih rendah dari agregat buatan.dengan tingkat Rasio 25-27%.

14.5. CONTOH CAMPURAN

Rencanakan campuran beton yang sesuai untuk pembangunan dam, dimana:

Semen yang digunakan : Portland biasa

Agregat kasar dengan ukuran : 5 mm-15 mm

Kekuatan tekan beton silinder : 150 kg/cm

Umur beton : 28 hari

Berat kering agregat kasar : 1800 kg/m

Modulus halus butir :2.8

Persyaratan Penurunan kerja/slump : 25-50 mm

Berat semen : 3,15

Berat jenis agregat kasar : 2,7

Berat jenis pasir : 2,65

Penyelesaian :

Beton jenis ini akan digunakan untuk struktur bendungan untuk menghadapi kondisi

cuaca berbahaya.

Air/rasio semen yang dibutuhkan adalah:

1. Dari pertimbangan kekuatan (tabel 7.4) = 0.69

2. Dari pertimbangan Durabilitas (tabel 7.3) = 0.48

Perbandingan air dengan semen Minimum 0.48 terpakai 0.48

Perkiraan Campuran kebutuhan air berdasarkan nilai slump (25-50mm) dan

ukuran agregat 150 mm = 108 kg/m dari tabel 7.5

Kadar udara = 3 %

Berat Semen = 108/0.48 = 225 kg

Kadar semen yang lebih tinggi akan digunakan untuk dam bagian luar.

Sedangkan untuk bagian, dimana durabilitas bukan pertimbangan utama,

penggunaan air/rasio semen berdasar kekuatan 0.69

Maka Berat semen yang diperlukan adalah= 108/0.69 = 156 kg

Volume agregat kasar (tabel 7.6) = 0.86 m

Berat Agregat kasar = (0.86 x 1800) = 1550 kg

Jika V = volume absolut pasir diperlukan, untuk bagian dalam dam, jumlah

pasir diperlukan ditentukan oleh metode volume absolut.

Volume absolut komppsisi dalam 1 meter kubik beton adalah:

(156.103 ): 3,15 + 108 . 103 +( 1550 . 103 ): 2,7 + 30. 103 + v = 106

V = 237,514 . 103

XIV - 4



Berat pasir diperlukan = (2.65 x 237) = 630 kg

Perkiraan tumpukan jumlah per m beton:

Semen = 156 kg

Air = 108 kg

Pasir = 630 kg

Agregat kasar = 1550 kg

Percobaan proporsi campuran dapat disesuaikan pada hasil tes dari

beton segar dan beton keras.

14.6. CONTOH LAIN CAMPURAN BETON MASSA

Direncanakan campuran beton yang sesuai untuk pembangunan dam, dimana:

Semen yang digunakan : Portland biasa

Agregat kasar dengan ukuran : 5 mm-15 mm

Kekuatan tekan beton silinder : 160 kg/cm

Umur beton : 28 hari

Berat kering agregat kasar : 1700 kg/m

Modulus halus butir : 2.8

Persyaratan Penurunan kerja/slump : 75-100 mm

Berat semen : 3,15

Berat jenis agregat kasar : 2,7

Berat jenis pasir : 2,65

Penyelesaian :

Beton jenis ini akan digunakan untuk struktur bendungan untuk menghadapi kondisi

cuaca berbahaya.

Air/rasio semen yang dibutuhkan adalah:

1. Dari pertimbangan kekuatan (tabel 7.4) = 0.75

2. Dari pertimbangan Durabilitas (tabel 7.3) = 0.48

Perbandingan air dengan semen Minimum 0.48 terpakai 0.48

Perkiraan Campuran kebutuhan air berdasarkan nilai slump (25-50mm) dan

ukuran agregat 150 mm = 118 kg/m dari tabel 7.5

Kadar udara = 3 %

Berat Semen = 118/0.48 = 245,83 kg

Kadar semen yang lebih tinggi akan digunakan untuk dam bagian luar.

Sedangkan untuk bagian, dimana durabilitas bukan pertimbangan utama,

penggunaan air/rasio semen berdasar kekuatan 0.75

Maka Berat semen yang diperlukan adalah = 118/0.75 = 157,33 kg

Volume agregat kasar (tabel 7.6) = 0.86 m

Berat Agregat kasar = (0.86 x 1700) = 1462 kg

XIV - 5



Jika V = volume absolut pasir diperlukan, untuk bagian dalam dam, jumlah

pasir diperlukan ditentukan oleh metode volume absolut.

Volume absolut komppsisi dalam 1 meter kubik beton adalah:

(157.103 ): 3,15 + 118 . 103 +( 1462 . 103 ): 2,7 + 30. 103 + v = 106

V = 260,667 . 103

Berat pasir diperlukan = (2.65 x 260,667) = 689 kg

Perkiraan tumpukan jumlah per m beton:

Semen = 157 kg

Air = 118 kg

Pasir = 689 kg

Agregat kasar = 1462 kg

Tabel 14.1 Rekomendasi tingkat gradasi untuk agregat pasir

Ukuran Ayakan Persentase berat butir lewat

Persentase berat butir tertahan

10 mm4,76 mm2,38 mm1,19 mm

600300150Pan

00-85-20

10-2510-3015-3012-203-10

00-8

10-2530-5050-6570-8390-97100

Tabel 14.2 Rekomendasi tingkat gradasi untuk agregat kadar

Ukuran max

agregat untuk beton (mm)

Persentase untuk gradasi agregat kasarkasar Halus

Batu bulat

(76-152 mm)

Batu pecah (38-76 mm)

Batu menengah (19-38

mm)

(5-19 mm)

(10-19 mm)

(5-10 mm)

193876

152

000

20-35

00

20-4020-32

040-4520-4020-30

10045-6025-4020-35

55-7330-3515-2512-20

27-4515-2510-158-15

XIV - 6



XIV - 7



XIV - 8



XIV - 9



XIV - 10

14. Mass Concrete (1)

Documents

Transcript of 14. Mass Concrete (1)