Rancangan Campuran Beton Mutu Tinggi

HIGH STRENGHT CONCRETE

Penulis :

RICO SIHOTANG (10308078)

SARMAG TEKNIK SIPIL 2008

UNIVERSITAS GUNADARMA

DEPOK

2009

RANCANGAN CAMPURAN BETON MUTU TINGGI

Prosedur yang digunakan dalam dalam perencanaan beton mutu tinggi adalah dengan

menggunakan prosedur yang diuraikan dalam ACI 211.1, untuk beton dengan kekuatan

normal sama dengan yang diisyaratkan untuk beton mutu tinggi.

Kasus :

Bpk Fatur ingin membangun sebuah proyek gedung berlantai 21. 4 lantai pertama

direncanakkan menggunakan kolom slinder dengan beton mutu tinggi dengan bangunan

bermutu tinggi. Kemudian Bpk. Fatur mempercayakan hal ini kepada Ir. Rico Sihotang

untuk membuatkan rancangan campurannya dahulu sebagai kriteria yang baik digunakan

terhadap permintaan Bpk. Fatur. Bpk. Fatur memberikan persyaratan kekuatan tekan yaitu

sebesar 70 Mpa psi pada umur 28 hari. Akibat spasi tulangan ukuran maksimum agregat yang

digunakan adalah 20 mm. Pasir alami dalam batas ASTM C33 akan digunakan, yang

mempunyai sifat seperti : Modulus kehalusan (FM) = 2.90, Bulk Specifc gravity pada kondisi

kering (BSGdry) = 2.59, Resapan berdasarkan berat kering (Abs) = 1.1 % , Dry Rodded unit

weight (DRUW) yang digunakan 1628 kg/ m3. Juga digunakan campuran tambahan HRWR.

Penyelesaian :

1. Langkah 1 : Menentukan Slump dan Kekuatan yang diinginkan

f cr=(70+9.65 )

0.90=88.5 MPa

2. Langkah 2 : Menentukan ukuran maksimum agregat

Kekuatan beton yang diinginkan Perkiraan Ukuran maksimum agregat kasar (cm)< 62 2 - 2.5 > 62 1 - 1.3

Tabel 1 : Perkiraan ukuran maksimum agregat

Dari tabel diatas diketahui bahwa ukuran maksimal batu pecah yang digunakan adalah

1.3 cm yang digunakan. Sifat material ini adalah :

- Bulk specific gravity kondisi kering (BSGdry) = 2.76

- Resapan kondisi kering (Abs) = 0.7 %

- Dry Rodded unit weight (DRUW) = 1619 kg/m3

- Gradasi Agregat sesuai ASTM C33, petunjuk agregat kasar No. 7

3. Langkah 3 : Menentukan Kadar Agregat Kasar Optimum

Kadar Agregat Maksimum ditentukkan dari tabel 2

Tabel 2 : Kadar Agregat Maksimum

Kadar agregat kasar optimum untuk ukuran nominal maksimum dari agregat dengan

menggunakan pasir dengan menggunakan nilai modulus kehalusan 2.5 sampai 3.2

Ukuran nominal maksimum 1 1.3 2 2.5

Volime fraksi * dari berat kering

agregat kasar (oven-dry rodded)

0.65 0.68 0.72 0.75

Sehingga :

Berat Kering agregat (OD) = (% x DRUW) x (DRUW)

= 0.68 m3 x 1619 kg/m3

= 1101 kg

4. Langkah 4 : Estimasi Air Campuran dan Kadar – Udara

Berdasarkan pada slump 2.5 – 5 cm dan ukuran mkasimum agrgat kasar 1.3 cm. estimasi

pertama diambil dari tabel 3

Tabel 3

Slump (cm)Campuran air (kg/m3)

Ukuran maksimum agregat kasar (cm)1 1.3 2 2.5

2.5 - 5 184 175 170 1665 - 7.5 190 184 175 1727.5 - 10 196 190 181 178

Udara yang terperangkap *

3 % 2.5 % 2 % 1.5 %( 2.5 %) ** (2.0 %) (1.5%) (1.0 %)

* Nilai yang diberikan harus disesuaikan untuk pasir dengan voids 35 %.

** Untuk campuran yang diberikan tambahan HRWR

Campuran air yang digunakan = 175 kg/m3

Untuk menggunakan campuran yang menggunakan HRWR = 2.0 %

Oven dry rodded unit weight = 1619 + (1619 x 2%) = 1651

Menentukan nilai Void content pasir yang digunakan adalah :

V=[1−oven−dry rodded unit weightbulk spesific gravity (dry ) ]

V=[1− 16512.59 x 1000 ]x 100=36 %

Penyesuaian air campuran, dihitung yaitu :

Koreksi air pecampur = (V – 35) x 4.74

= (36 – 35) x 4.74

= 4.74 kg/m3

Sehingga total air yang dibutuhkan per m3 = 175 + 4.74 = 179.74 kg air dalam admixture,

dan belum termasuk air dalam HRWR.

5. Langkah 5 : Menentukan w/c+p

Dalam menentukan nilai w/c+p, maka kekutan yang digunakan yaitu :

0.9 x 88.5 = 79.65 Mpa pada umur 28 hari

Tabel 4 : w/c+p maksimum untuk beton dengan menggunakan HRWR

Field Strength, fcr* (Mpa)

w/c+pUkuran Maksimum Agregat Kasar (cm)1 1.3 2 2.5

4828 hari 0.50 0.48 0.45 0.4356 hari 0.55 052 0.48 0.46

5528 hari 0.44 0.42 0.40 0.3856 hari 0.48 0.45 0.42 0.40

6228 hari 0.38 0.36 0.35 0.3456 hari 0.42 0.39 0.37 0.36

6928 hari 0.33 0.32 0.31 0.3056 hari 0.37 0.35 0.33 0.32

7628 hari 0.30 0.29 0.27 0.2756 hari 0.33 0.31 0.29 0.29

8328 hari 0.27 0.26 0.25 0.2556 hari 0.30 0.28 0.27 0.26

6. Langkah 6 : Menghitung Kadar Bahan Semen

Berat bahan semen pe m3 beton adalah :

msemen=( 179.740.26 )=692 kg

Berat semen yang digunakan sebanyak 691 kg

7. Langkah 7 : Penentuan Komposisi Campuran Dasar Hanya Menggunakan Semen

Saja

Kadar semen per m3 = 692 kg

Volume material per kg/m3 kecuali pasir sebagai berikut :

Semen = 692 / 3150 0.220 m3

Agregat Kasar = 1101 / 2760 0.399 m3

Air = 179.74 / 1000 0.180 m3

Uadara = 0.02 x 1 0.020 m3

Volume total 0.819 m3

Dengan demikian, volume pasir yang dibutuhkan per m3 beton = 1 – 0.819 = 0.181 m3

Sebagai berat kering per m3 beton, berat pasir yang diperlukan adalah :

0.181 x 2590 = 469 kg

Semen 692 kg

Pasir, kering 469 kg

Agregat Kasar, kering 1101 kg

Air, termasuk 3 ons/cwt*retarding admixture 179.74 kg

8. Langkah 8 : Komposisi Campuran dengan semen dan Fly ash

8.1 Pada ASTM fly ash kelas C yang digunakan memilki bulk specific gravity = 2.64

8.2 Batasan yang dianjurkan untuk penggantian yang diberikan yaitu pada tabel berikut :

Tabel 5 : Nilai yang dianjurkan untuk penggantian Portland semen dengan fly ash

8.3 Untuk campuran – 1, berat fly ash per m3 beton (0.20) x (692) = 138.2 kg, maka berat

semen menjadi = 691 – 139 = kg. Berat semen dan fly ash per m3 beton untuk

campuran yang lain dihutung dengan menggunakan cara yang sama. Sehingga

didapat nilainya sebagai berikut :

Campuran GabunganSemen

(kg)

Fly ash

(kg)

Total

(kg)

-1 553 139 692

-2 526 166 692

-3 498 194 692

-4 470 222 692

-5 449 243 692

Fly Ash Penggantian yang dianjurkan (dalam % berat)Kelas F 15 – 25Kelas C 20 – 30

Campuran – 1 20 %

Campuran – 2 24 %

Campuran – 3 28 %

Campuran – 4 32 %

Campuran – 5 35 %

8.4 Untuk campuran pertama, volume semen per m3 beton adalah (553)/(3150) = 0.18 m3

Dan fly ash per

m3 adalah

(139)/(2640) = 0.05 m3. Volume semen, fly ash, dan total bahan semen untuk

masing-masing campuran adalah :

Volume semen, fly ash, dan total bahan semen

8.5 Untuk

semua campuran, volume agregat kasar, air, dan udara per m3 beton adalah sama

dengan dengan campuran dasar yang tidak mengandung bahan semen. Bagaimanapun

juga, volume bahan semen bervariasi untuk setiap campuran. Berat pasir yang

diperlukan per m3 beton untuk campuran – 1 sebagai berikut :

Campuran GabunganSemen

m3

Fly ash

m3

Total

m3

-1 0.18 0.05 0.23

-2 0.17 0.06 0.23

-3 0.16 0.07 0.23

-4 0.15 0.08 0.23

-5 0.14 0.09 0.23

KomponenVolume

per m3 beton

Bahan semen 0.230

Agregat kasar 0.399

Air (termasuk 2.5 ons/ cwt retarding admixture) 0.180

Udara 0.020

Volume total 0.829

Volume pasir yang diperlukan adalah (1 – 0.829) = 0.171 m3. Dalam kondisi kering,

berat yang diperlukan adalah : (0.171) x (2590) = 443 kg. per m3 beton.

Komposisi Campuran beton untuk masing – masing campuran, yaitu :

Campuran – 1 Volume PerbandinganSemen 553 kg 4Fly ash 139 kg 1Pasir, kering 443 kg 3.2Agregat kasar, kering 1101 kg 7.92Air (termasuk 2.5 ons/ cwt retarding admixture) 179.74 kg 1.3

Campuran – 2 Volume PerbandinganSemen 526 kg 3.2Fly ash 166 kg 1Pasir, kering 443 kg 2.67Agregat kasar, kering 1101 kg 6.63Air (termasuk 2.5 ons/ cwt retarding admixture) 179.74 kg 1.1



Campuran – 4 Volume PerbandinganSemen 470 kg 2.12Fly ash 222 kg 1Pasir, kering 443 kg 2Agregat kasar, kering 1101 kg 4.96Air (termasuk 2.5 ons/ cwt retarding admixture) 179.74 kg 0.81

Pada hal ini dosis admixture kimia dapat atau tidak perlu disesuaikan pada saat bahan

pengganti semen digunakan. Selama trial batching, dapatkan nilai dosis yang tepat

untuk semua admixture kimia.

9. Langkah 9 : Campuran percobaan

Total kelembaban pasir = 6.4 %

Total kelembaban agregat kasar = 0.5 %

Koreksi untuk menentukan berat batching untuk campuran dasar dilakukan

sebagai berikut :

Pasir, basah = (469) x (1 + 0.064) = 500 kg

Agregat kasar, basah = (1101) x (1 + 0.005) = 1107 kg

Air, koreksi = (179.74) – (469) (0.064 – 0.011) – (1101) (0.005 – 0.007) = 158 kg

Campuran – 1 Berat kering Berat BatchSemen 553 kg 553 kgFly ash 139 kg 139 kgPasir, kering 443 kg 472 kgAgregat kasar, kering 1101 kg 1107 kgAir (termasuk 2.5 ons/ cwt retarding admixture) 179.74 kg 159 kg

Campuran Dasar Berat kering Berat Batch

Semen 692 kg 692 kg

Pasir, kering 469 kg 500 kg

Agregat Kasar, kering 1101 kg 1107 kg

Air, termasuk 3 ons/cwt*retarding admixture 179.74 kg 158 kg

Ukuran trial campuran adalah 0.085 m3. Pengurangan berat batch untuk menghasilkan volume

0.085 m3 pada campuran dasar (692 x 0.085) = 59 kg m3, dan sterusnya untuk masing –

masing material dikalikan dengan berat batch, sehingga menghasilkan volume 0.085 m3

adalah sebagai berikut :

Campuran Dasar Camp. – 1 Camp. – 2 Camp. – 3 Camp. – 4 Camp. – 5

Semen (kg) 58.8 47.0 44.7 42.3 40.0 38.2

Fly ash (kg) - 11.8 14.1 16.5 18.9 20.7

Pasir (kg) 42.5 40.1 40.1 40.1 40.1 40.1

Agregat

kasar (kg)94.1 94.1 94.1 94.1 94.1 94.1

Air (kg) 13.5 13.5 13.5 13.5 13.5 13.5

Admixture kimia (termasuk bagian dari air campuran)

10. Langkah 10 : Penyesuaian Komposisi Campuran

Berat batch untuk masing-masing trial mix diatur untuk mendapatkan slump dan

kelecakan yang diinginkan, sebelum dan sesudah penambahan HRWR. Penyesuaian

berat batch untuk campuran dasar ditunjukkan secara detail. lima yang lainnya akan

disimpulkan.

U R A I A N TABEL/GRAFIK/PERHITUNGAN NILAI

1.Kuat tekan yang

disyaratkan

Ditetapkan 70 Mpa pada 28 hari

2. Kekuatan rata-rata yang

ditargetkan

Langkah 1 88.5 Mpa

3. Jenis Semen Ditetapkan Semen Portland Type 1

4. Jenis agregat:kasar

Jenis agregat:Halus

Ditetapkan

Ditetapkan

Batu Pecah

Alami

5. S l u m p Langkah 2 Slump 2.5 – 5 cm

6. Ukuran agregat maksimum

ditetapkan

Ditetapkan 13 mm

7. Modulus kehalusan (FM) Ditetapkan 2.90

8. Volume per m3 beton Langkah 8.5 0.829

Saran :

- Rancangan campuran perlu dilakukan penyesuaian pada saat percobaan

dilapangan. Sehingga kadar air semen dapat disesuaian.

- Pemilihan rancangan campuran yang dipilih harus sesuai dengan keperluan yang

dibutuhkan.

- HRWR yang digunakan harus disesuaikan dengan reaksi terhadap nilai slump.

Rancangan Campuran Beton Mutu Tinggi

Documents

Transcript of Rancangan Campuran Beton Mutu Tinggi