PERANCANGAN MENURUT “AMERICAN CONCRETE INSTITUTE” (Kardiyono Tjokrodimuljo)

The American Concrete Institute (ACI) menyarankan suatu perancangan campuran yang

memperhatikan nilai ekonomi, bahan yang tersedia, kemudahan pengerjaan, keawetan,

serta kekuatan yang diinginkan. Cara ACI ini melihat kenyataan bahwa pada ukuran

maksimum agregat tertentu, jumlah air per meter kubik adukan menentukan tingkat

konsistensi/kekentalan (slum) adukan itu.

Secara garis besar, urutan langkah perancangan menurut ACI ialah sebagai berikut :

1. Hitung kuat tekan rata-rata beton, berdasarkan kuat tekan yang disyaratkan (dulu

disebut kuat tekan karakteristik) dan nilai margin yang tergantung tingkat

pengawasan mutunya. Nilai margin ialah :

m = 1,64 . Sd

Dengan Sd ialah nilai deviasi standar yang diambilkan dari tabel 7.4. Kuat tekan rata-

rata dihitung dari kuat tekan yang disyaratkan ditambah margin :

f’cr = f’c + m

Dengan : f’cr = kuat tekan rata-rata, MPa f’c = kuat tekan yang disyaratkan, MPa m = nilai margin, MPa

Tabel 7.4. Nilai deviasi standar (kg/cm2)

Volume Pekerjaan Mutu Pelaksanaan

m3 baik sekali baik cukup

Kecil < 1000 45 < s ≤ 55 55 < s ≤ 65 65 < s ≤ 85

Sedang 1000 - 3000 35 < s ≤ 45 45 < s ≤ 55 55 < s ≤ 75

Besar > 3000 25 < s ≤ 35 35 < s ≤ 45 45 < s ≤ 65

2. Tetapkan faktor air-semen berdasarkan kuat tekan rata-rata pada umur yang

dikehendaki (lihat Tabel 7.5.) dan keawetannya (berdasarkan jenis struktur dan

kondisi lingkungan ; lihat Tabel 7.6). Dari dua hasil dipilih yang paling rendah.

3. Berdasarkan jenis strukturnya, tetapkan nilai slam dan ukuran maksimum agregatnya

(dari Tabel 7.7. dan 7.8)

Tabel 7.5. Hubungan faktor air-semen dan kuat tekan rata-rat silinder beton pada umur 28 hari.

Faktor air-semen Perkiraan kuat tekan rata-rata (MPa) 0,35 0,44 0,53 0,62 0,71 0,80

42 35 28

22,4 17,5 14

Tabel 7.6. Faktor Air Semen Maksimum

Beton didalam ruang bangunan : a. Keadaan keliling non-korosif b. Keadaan keliling korosif, disebebkan oleh kondensasi atau

uap korosif Beton di luar bangunan :

a. Tidak terlindung dari hujan dan terik matahari langsung b. Terlindung dari hujan dan terik matahari langsung

Beton yang masuk ke dalam tanah :

a. Mengalami keadaan basah dan kering berganti-ganti b. Mendapat pengaruh sulfat alkali dari tanah atau air tanah

Beton yang kontinyu berhubungan dengan air :

a. Air tawar b. Air laut

0,60 0,52

0,60 0,60

0,55 0,52

0,57 0,52

Tabel 7.7. Nilai Slam (cm)

Pemaikaian Beton Maks Min Dinding, plat fondasi dan fondasi telapak bertulang Fondasi telapak tidak bertulang, kaison, dan struktur di bawah tanah Plat, balok, kolom dan dinding Pengeraan jalan Pembetonan masal

12,5 9,0 15,0 7,5 7,5

5,0 2,5 7,5 5,0 2,5

Tabel 7..8. Ukuran maksimum agregat (mm)

Dimensi minimum, mm Balok/kolom Plat

62,5 150 300 750

12,5 40 40 80

20 40 80 80

Tabel 7.9. Perkiraan kebutuhan air berdasarkan nilai slam dan ukuran maksimum agregat (liter)

Slam, mm

Ukuran maksimum agregat, mm

10 20 40

25 - 50 206 182 162

75 - 100 226 203 177

150 - 175 240 212 188

Udara terperangkap 3% 2% 1%

4. Tetapkan jumlah air yang diperlukan, berdasarkan ukuran maksimum agregat dan

nilai slam yang diinginkan (lihat Tabel 7.9.)

5. Hitung semen yang diperlukan, berdasarkan hasil langkah (2) dan (4) diatas.

6. Tetapkan volume agregat kasar yang diperlukan per meter kubik beton, berdasarkan

ukuran maksimum agregat dan nilai modulus kehalusan agregat halusnya (lihat

Tabel 7.10.)

7. Hitung volume agregat halus yang diperlukan, berdasarkan jumlah air, semen, dan

agregat kasar yang diperlukan, serta udara yang terperangkap dalam adukan (dari

Tabel 7.9), dengan cara hitungan volume absolute.

Tabel 7.10. Perkiraan kebutuhan agregat kasar per meter kubik beton, berdasarkan ukuran maksimum agregat dan modulus halus pasirnya, dalam m3

Ukuran maksimum agregat, mm

Modulus halus butir pasir

2,4 2,6 2,8 3,0

10 0,46 0,44 0,42 0,40

20 0,65 0,63 0,61 0,59

40 0,76 0,74 0,72 0,70

80 0,84 0,82 0,80 0,78

150 0,90 0,88 0,86 0,84

CONTOH SOAL :

Rencanakan campuran adukan beton dengan cara ACI jika diketahui sebagai berikut :

Kuat tekan yang disyaratkan f’c = 20 MPa

Volume pekerjaan sedang dan mutu pekerjaan cukup

Beton didalam ruangan dengan keadaan sekeliling non korosif

Jenis struktur adalah balok dan kolom gedung

Ukuran maksimum agregat kerikil adalah 40 mm

Berat satuan kerikil = 1,60

Berat jenis kerikil = 2,60

Berat jenis pasir = 2,60

Modulus halus butir (MHB) = 2,80

PENYELESAIAN :

1. Dihitung deviasi standar berdasar tabel 7.4 dengan volume pekerjaan sedang dan

mutu pekerjaan cukup diperoleh :

Sd = 6,5 MPa

m =1,64 Sd = 10,7 MPa

f’cr =f’c + 1,64 Sd = 30,7 MPa

2. Dihitung nilai FAS dengan tabel 7.5 dengan interpolasi diperoleh FAS = 0,495

Dari tabel 7.6 diperoleh FAS maksimum 0,60 sehingga nilai FAS tetap = 0,495

3. Nilai slam dari Tabel 7.7 untuk jenis struktur balok dan kolom nilainya 75 mm – 150

mm

Ukuran maksimum kerikil 40 mm, sehingga tidak perlu melihat tabel 7.8, namun perlu

diperhatikan bahwa dimensi balok dan kolom berdasar tabel tersebut tidak boleh

kurang dari 150 mm.

4. Ditetapkan jumlah air yang diperlukan per meter kubik beton dengan tabel 7.9

berdasarkan slam antara 75 – 150 mm dan ukuran maksimum agregat 40 mm yaitu

177 liter atau 0,177 m3

5. Dihitung jumlah semen yang diperlukan per meter kubik beton dengan rumus :

Ws = A / FAS

= 0,177 / 0,495

= 0,358 ton

6. Dihitung volume kerikil dari tabel 7.10 berdasarkan ukuran maksimum agregat 40

mm dan modulus halus pasir 2,80 diperoleh kebutuhan volume kerikil 0,72 m3

Dengan berat satuan kerikil 1,60 maka berat kerikil Wk = 1,60 x 0,72 = 1.152 ton

7. Jumlah volume absolute air, semen, kerikil dan udara adalah :

Va +Vs +Vk + Vu = 0,177 + (0,358/3,15) + (1.152/2,6) + 0,01

= 0,177 + 0,1135 + 0,44308 + 0,01

= 0,74373 m3

Volume absolute pasir :

Vp = 1 – 0,74373

= 0,25627 m3

Berat pasir = 0,25627 x 2,6

= 0,6663 ton

8. Kontrol hitungan dengan cara menghitung berat 1 m3 beton, yaitu berat total air,

semen, kerikil dan pasir :

Berat beton = Wa + Ws + Wk + Wp

= 0,177 + 0,358 + 1,152 + 0,663

= 2,3533 ton

Diperkirakan betul karena berat beton sekitar 2300 kg/m3

Cara ACI memiliki keterbatasan/kekurangan antara lain :

1) Cara ACI ini didasarkan atas penelitian eksperimental untuk

memperoleh proporsi bahan yang akan menghasilkan berbagai

konsistensi. Agregat yang dipakai mempunyai bentuk dan gradasi yang

memenuhi spesifikasi sehingga bila agregat yang dipakai tidak sesuai

akan diperoleh konsistensi yang berbeda.

2) Nilai modulus kehalusan agregat halus sebenarnya kurang

menggambarkan gradasi agregat yang tepat, sehingga jumlah volume

agregat kasar yang diperoleh pada langkah (6) kurang tepat.

3) Langkah (6) tersebut juga berdasarkan berat jenis agregat 2,68

sehingga perlu koreksi bila dipakai berat jenis butir agregat yang lain.