Self Compacting Concrete

Perancangan dan Fabrikasi Adukan Beton

BAB I

PENDAHULUAN

Impian mendapatkan beton yang mempunyai kuat tekan tinggi

tetapi tetap mudah dikerjakan (workable) merupakan salah satu

topik yang selalu menarik dalam campuran beton. Secara

teoritis, parameter utama dalam menentukan kuat tekan beton

dalam beton normal adalah perbandingan air-semen (w/c ratio)

dalam campuran. Semakin tinggi kandungan semen dalam

campuran, semakin tinggi kuat tekannya. Permasalahannya

adalah apabila kandungan semen terus dinaikkan, sampai batas

tertentu akan timbul masalah seperti campuran menjadi terlalu

kental sehingga sulit dalam pelaksanaan pengecoran, serta

seringkali timbul retak dan susut berlebihan pada beton setelah

mengeras.

Dalam beberapa kasus di lapangan, seringkali pula diperlukan

beton dengan mutu dan slump sangat tinggi, dua hal yang pada

dasarnya saling bertolak belakang pada beton campuran normal.

Beton dengan spesifikasi slump sangat tinggi (encer) lebih

dikenal dengan sebutan beton dengan pemadatan mandiri

(self compacting concrete – SCC) atau sering juga disebut beton

alir (flowing concrete). Beton jenis ini semakin banyak dipakai

karena selain dapat memiliki kekuatan yang sangat tinggi, tetapi

tetap lecak dalam pelaksanaan. Sedemikian lecaknya sehingga

dalam pengetesannya dikenal juga istilah slump flow test untuk

mengetahui daya sebar dari campuran beton segar.

Kinerja kelecakan ini tercapai berkat bahan tambah super

plasticizer yang dimasukkan ke dalam beton seperti jenis

polymer. Aditif ini seolah-olah akan menyelimuti partikel-partikel

1


semen sehingga dalam interval waktu tertentu, antar partikel

semen tidak terjadi reaksi ”tarik-menarik” seperti yang terjadi

dalam campuran tanpa aditif. Dalam campuran beton mutu

tinggi seringkali juga digunakan bahan tambah lain dari jenis

aditif mineral seperti silica fume, copper slag, dan abu terbang

serta aditif-aditif lain yang lebih khusus. Aditif mineral ini

umumnya mempunyai ukuran partikel yang lebih halus dari pada

semen sehingga menghasilkan beton dengan kelebihan

tambahan seperti lebih kedap air. Tambahan super platicizer,

aditif mineral dan aditif lain ini selain membuat beton tetap

lecak/encer, tetapi juga akan menghasilkan beton dengan kuat

tekan tinggi bahkan berkinerja tinggi (high performance

concrete).

1.1. PENGERTIAN SECARA UMUM

Self Compacting Concrete atau yang umum disingkat dengan

istilah SCC adalah beton segar yang sangat plastis dan mudah

mengalir karena berat sendirinya mengisi keseluruh cetakan

yang dikarenakan beton tersebut memiliki sifat-sifat untuk

memadatkan sendiri, tanpa adanya bantuan alat penggetar

untuk pemadatan. Beton SCC yang baik harus tetap homogen,

kohesif, tidak segregasi, tidak terjadi blocking, dan tidak

bleeding.

Self-compacting concrete (SCC), pertama kali dikembangkan di

Jepang pada tahun 1986.

Pemakaian beton SCC sebagai material repair dapat

meningkatkan kualitas beton repair oleh karena dapat

menghindari sebagian dari potensi kesalahan manusia akibat

2


manual compaction. Pemadatan yang kurang sempurna pada

saat proses pengecoran dapat mengakibatkan berkurangnya

durabilitas beton. Sebaliknya dengan beton SCC, struktur beton

repair menjadi lebih padat terutama pada daerah pembesian

yang sangat rapat, dan waktu pelaksanaan pengecoran juga

lebih cepat.

1.2. KELEBIHAN SELF COMPACTING CONCRETE (SCC)

Kelebihan dari SCC diantaranya :

- Sangat encer, bahkan dengan bahan aditif tertentu bisa

menahan slump tinggi dalam jangka waktu lama (slump

keeping admixture).

- Tidak memerlukan pemadatan manual.

- Lebih homogen dan stabil.

- Kuat tekan beton bisa dibuat untuk mutu tinggi atau

sangat tinggi.

- Lebih kedap, porositas lebih kecil.

- Susut lebih rendah.

- Dalam jangka panjang struktur lebih awet (durable).

- Tampilan permukaan beton lebih baik dan halus karena

agregatnya biasanya berukuran kecil sehingga nilai estetis

bangunan menjadi lebih tinggi.

- Karena tidak menggunakan penggetaran manual, lebih

rendah polusi suara saat pelaksanaan pengecoran.

- Tenaga kerja yang dibutuhkan juga lebih sedikit karena

beton dapat mengalir dengan sendirinya sehingga dapat

menghemat biaya sekitar 50 % dari upah buruh.

3


SCC cocok untuk struktur-struktur yang sangat sulit untuk

dilakukan pemadatan manual misalnya karena tulangan yang

sangat rapat ataupun karena bentuk bekisting tidak

memungkinkan, sehingga dikhawatirkan akan terjadi keropos

apabila dipadatkan secara manual. Selain itu bisa juga

diaplikasikan untuk lantai, dinding, tunel, beton precast dan lain-

lain.

Di Indonesia sendiri, saat ini relatif tidak menemukan kesulitan

untuk membuat SCC, namun untuk beton dengan tujuan

pencapaian kekuatan awal tinggi, SCC masih memerlukan bahan

tambahan lain sehingga menghasilkan SCC dengan kekuatan

awal tinggi yang biasa disebut High Early Strength Self

Compacting Concrete (HESSCC). Penggunaan Silica Fume

sebesar 2 % dan Glenium Ace-80 sebesar 2.5 % sudah mampu

mencapai kriteria self compactible sekaligus kuat tekan awal

(High Early Strength) yang baik pula, karena nilai water-binder

ratio tetap dijaga pada nilai yang rendah.

Untuk mendapatkan campuran beton SCC dengan tingkat

workability yang tinggi perlu juga diperhatikan hal-hal sebagai

berikut :

Aggregat kasar dibatasi jumlahnya sampai kurang lebih 50%

dari volume padatnya.

Pembatasan jumlah aggregat halus kurang lebih 40% dari

volume mortar.

Water Binder Ratio dijaga pada level kurang lebih 0.3

Saat ini terdapat beberapa produsen yang menyediakan aditif

super plasticizer dan aditif lain untuk keperluan SCC. Aditif

mineral tertentu juga relatif mudah didapat dengan harga yang

ekonomis. Meskipun demikian, pemahaman memadai mengenai

4


material, perilaku dan metode pelaksanaannya tetap harus

diperhatikan sebelum menggunakan SCC.

Beberapa pakar meramalkan SCC akan merupakan salah satu

beton masa depan karena keunggulannya, tentunya dengan

kinerja yang lebih baik lagi.

Gambar 1. Perbandingan Campuran Regular Mix dan SCC

5


G

a

m b

a r

2. Visual SCC

Gambar 3. Perbandingan Kondisi Permukaan Beton

BAB II

6

Permukaan SCCPermukaan Regular Mix


KARAKTERISTIK DAN MIX DESAIN SELF

COMPACTING CONCRETE (SCC)

2.1. KARAKTERISTIK

Beberapa syarat yang harus dipenuhi agar campuran beton bisa

dikatagorikan sebagai Self Compacting Concrete (SCC) antara

lain :

1. Pemilihan material yang sesuai

Material yang akan digunakan untuk pembuatan SCC haruslah

memenuhi persyaratan sebagai berikut :

Table 1. Selected materials for reference concretes

2. Mix Design yang mampu memenuhi kriteria filling ability,

passing ability dan ketahanan terhadap segregasi.

Tabel 2. Karakteristik SCC secara umum

Self Compacting Concrete (SCC) mempunyai karakteristik yang

berbeda dengan beton biasa. Berikut adalah karakteristik yang

7


harus dipenuhi oleh Self Compacting Concrete (SCC) untuk

House Building dan Civil Engineering

Tabel 3. Karakteristik SCC untuk House Building dan Civil

Engineering

2.2. MIX DESAIN

Mix desain untuk Self Compacting Concrete (SCC) dipengaruhi

oleh pemilihan material yang sesuai agar karakteristiknya dapat

terpenuhi.

Adapun tahap-tahap pembuatan mix design adalah sebagai

berikut :

1. Menentukan berat aggregat kasar dan aggregat halus.

8

………….…………(1)


Dimana ;

Wg : Kandungan aggregat kasar (kg/m3)

Ws : Kandungan aggregat halus (kg/m3)

WgL : Volume agregat kasar pada kondisi SSD

(kg/m3)

WsL : Volume agregat kasar pada kondisi SSD

(kg/m3)

PF : Packing factor, yaitu perbandingan

Antara agregat pada kondisi padat dan

agregat pada kondisi tidak dipadatkan,

biasanya diasumsikan 1.12 s/d 1.18

S/a : Ratio aggregate halus terhadap total

aggregate, biasanya antara 50% s/d 57%.

2. Menentukan berat semen.

Dimana ;

C : Berat semen (kg/m3);

f′c : Kuat tekan beton rencana (psi).

3. Menentukan faktor air semen.

9

………….…………(2)

……………………….…………(3)


Dimana ;

Wwc : Berat air yang dibutuhkan untuk fas

(kg/m3)

W/C : fas yang ikut menentukan kuat tekan.

4. Menentukan berat jenis dan berat bahan aditif.

Berat pasta FA (VPf) dan pasta GGBS (VPB) dapat dihitung

dengan rumus di atas, dimana ;

tGg : Berat Jenis Agregat Kasar

Gs : Berat Jenis Agregat Halus

Gc : Berat Jenis Semen

Gw : Berat Jenis Air

Va : Berat Udara dalam SCC (%).

Dimana ;

Gf, GB, Gc, W/F and W/S dapat diperoleh dari percobaan-

percobaan, A% dan B% ditentukan, dan VPf+VPB dapat

10

…………………….…………(4)

……(5)

……(6)

……………………………..…..….…(7)


diperoleh dari Persamaan (5). Sementara Wpm dapat

dihitung dengan Persamaan (6). Juga, Wf (Berat FA dalam

SCC, Kg/m3) dan WB (Berat GGBS dalam SCC, Kg/m3)

dapat dihitung (Persamaan (7) dan Persamaan(8)),

Wf = A% × Wpm

WB = B% × Wpm

Berat air yang dibutuhkan untuk membuat FA pasta,

Persamaan (9)

Berat air yang dibutuhkan untuk membuat FA pasta,

Persamaan (10)

5. Menentukan berat air.

Ww = Wwc + Wwf +

WwB

Menurut Japanese Architecture Society, Ww=160–185

kg/m3

11

……………………………..…(9)

………………………………(10)

………………………… ……(11)

……………………………..…..….…(8)

http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6TWG-44PCFGK-4&_user=4555062&_coverDate=12%2F31%2F2001&_rdoc=1&_fmt=full&_orig=search&_cdi=5562&_sort=d&_docanchor=&view=c&_acct=C000063390&_version=1&_urlVersion=0&_userid=4555062&md5=47efa4b9aaa93332fa653e14003e7144#fd8





Berikut ini beberapa contoh mix desain untuk Self Compacting

Concrete (SCC)

Tabel 4. Contoh mix desain untuk house building

Tabel 5. Contoh mix desain untuk Civil Engineering

12


Tabel 6. Mix Desing SCC (kg/m3)

BAB III

METODE TEST SELF COMPACTING CONCRETE

2.1. WORKABILITY

13


Berdasarkan spesifikasi SCC dari EFNARC, workabilitas atau

kelecakan campuran beton segar dapat dikatakan sebagai beton

SCC apabila memenuhi kriteria sebagai berikut yaitu :

Filling ability

Passing ability

Segregation resistance

Filling ability, adalah kemampuan beton SCC untuk mengalir

dan mengisi keseluruh bagian cetakan melalui berat sendirinya.

Passing ability, adalah kemampuan beton SCC untuk mengalir

melalui celah-celah antar besi tulangan atau bagian celah yang

sempit dari cetakan tanpa terjadi adanya segregasi atau

blocking.

Segregation resistance, adalah kemampuan beton SCC untuk

menjaga tetap dalam keadaan komposisi yang homogen selama

waktu transportasi sampai pada saat pengecoran.

2.2. METODE TEST

Metoda test pengukuran workability telah dikembangkan untuk

menentukan karakteristik beton SCC dan sampai saat ini belum

ada satu jenis metoda test yang bisa mewakili ketiga syarat

karakteristik beton SCC seperti tersebut di atas. Dari beberapa

metoda test yang telah dikembangkan akan dibahas hanya tiga

macam metoda yang dianggap dapat mewakili ketiga kriteria

workability tersebut di atas.

2.2.1. SLUMP-FLOW

Slump-flow test dapat dipakai untuk menentukan ‘filling ability’

baik di laboratorium maupun di lapangan; dan dengan memakai

alat ini dapat diperoleh kondisi workabilitas beton berdasarkan

14


kemampuan penyebaran beton segar yang dinyatakan dengan

besaran diameter yaitu antara 60 cm – 75 cm.

Kebutuhan nilai slump flow untuk pengecoran konstruksi bidang

vertikal berbeda dengan bidang horisontal. Kriteria yang umum

dipakai untuk penentuan awal workabilitas beton SCC

berdasarkan tipe konstruksi adalah sebagai berikut :

Untuk konstruksi vertikal, disarankan menggunakan slump-

flow antara 65 cm sampai 70 cm.

Untuk konstruksi horisontal disarankan menggunakan

slump-flow antara 60 cm sampai 65 cm.

Gambar 4. Baseplate untuk Slump-Flow Test

15


Gambar 5. Slump-Flow Test

16


Gambar 6. Pengukuran Slump-Flow Test

2.2.2. L-SHAPE-BOX

Dipakai untuk mengetahui kriteria ‘passing ability’ dari beton

SCC. Dengan menggunakan L-Shape Box, dapat diketahui

kemungkinan adanya blocking beton segar saat mengalir, dan

juga dapat dilihat viskositas beton segar yang bersangkutan.

Selanjutnya dengan L-Shape-Box test akan didapat nilai blocking

ratio yaitu nilai yang didapat dari perbandingan antara H2 / H1.

Semakin besar nilai blocking ratio, semakin baik beton segar

mengalir dengan viskositas tertentu. Untuk test ini kriteria yang

umum dipakai baik untuk tipe konstruksi vertikal maupun untuk

konstruksi horisontal disarankan mencapai nilai blocking ratio

antara 0.8 sampai 1.0

17


Gambar 7. Dimensi cetakan L-Shape-Box

Gambar 8. Dimensi cetakan L-Shape-Box

18


Gambar 9. L-Shape-Box Test

Selain L-Shape Box Shape, passing ability juga dapat diukur

dengan U-flow Test.

Gambar 10. Alat U-flow Test

2.2.3. V - FUNNEL

Dipakai untuk mengukur viskositas beton SCC dan sekaligus

mengetahui ‘segregation resistance’ . Kemampuan beton segar

untuk segera mengalir melalui mulut di ujung bawah alat ukur V-

funnel diukur dengan besaran waktu antara 6 detik sampai

maksimal 12 detik.

Gambar 11. Dimensi V - FUNNEL

19


Gambar 12. V - FUNNEL Test

2.3 POURING DAN FORMWORK

Beberapa hal yang perlu diperhatikan sebelum pengecoran

dengan beton SCC adalah sebagai berikut:

Durasi waktu pengecoran disesuaikan dengan waktu ikat

awal beton untuk menghindari terjadinya cold joint.

Cara terbaik untuk pengecoran beton SCC adalah dari

bawah cetakan/formwork untuk menghindari udara terjebak

(dengan eksternal hose adalah sangat efektif).

Beton SCC dapat mengalir sampai jarak 10 meter tanpa

hambatan.

Elemen tipis 5 – 7 cm dapat diisi oleh beton SCC tanpa

hambatan.

Tidak memerlukan keahlian yang spesifik saat pelaksanaan

pengecoran.

20


Gambar 13. Pouring dan formwork

21


Gambar 14. Pouring

Gambar 15. Proses perataan SCC dengan Skip Float

22


Gambar 16. Pelaksanaan pengecoran dengan SCC

Gambar 17. Tempat penyimpanan sementara SCC

23


Gambar 18. Penuangan SCC dari Mixer Truck

24


Gambar 19. Kehalusan permukaan SCC

25


Gambar 20. Konstruksi yang menggunakan SCC

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1. KESIMPULAN

26


Self Compacting Concrete atau yang umum disingkat dengan

istilah SCC adalah campuran beton segar yang sangat plastis

yang mampu mengalir karena berat sendirinya, mengisi ke

seluruh cetakan walaupun pada tulangan yang sangat rapat,

memiliki sifat-sifat untuk memadatkan sendiri tanpa adanya

bantuan alat penggetar untuk pemadatan.

Beton SCC yang baik harus tetap homogen, kohesif, tidak

segregasi, tidak terjadi blocking, dan tidak bleeding.

4.2. SARAN

Agar campuran beton dapat dikatagorikan sebagai Self

Compacting Concrete perlu diperhatikan pemilihan material yang

sesuai yang disyaratkan dan Water Binder Ratio dijaga pada level

kurang lebih 0.3 serta mix design yang mampu memenuhi

kriteria filling ability, passing ability dan ketahanan terhadap

segregasi.

Penggunaan Silica Fume sebesar 2 % dan Glenium Ace–80

sebesar 2,5 % mampu memenuhi SCC dengan kekuatan awal

yang tinggi yang biasa disebut High Early Strength Self

Compacting Concrete (HESSCC).

27

Self Compacting Concrete

Documents

Transcript of Self Compacting Concrete