Perhitungan Perencanaan Campuran Beton (Mix Design) Dengan Substitusi Material Lain

 

 

Beton adalah campuran antara semen portland, agregat, air, dan terkadang ditambahi dengan menggunakan bahan tambah yang bervariasi mulai dari bahan tambah kimia, serta sampai dengan bahan bangunan non-kimia pada perbandingan tertentu (Tjokrodimuljo, 2007). Beton digunakan sebagai bahan baku konstruksi dalam proyek bangunan, gedung, rumah tinggal, apartemen, jalan raya, jembatan, fly over, bendungan, tiang pancang, trotoar dan berbagai proyek pembangunan infrastruktur lainnya. 

 

Dalam pelaksanaanya, terdapat dua jenis beton yaitu beton struktutral dan non structural. Beton struktural yaitu beton yang menerima beban struktur, sehingga dalam pengerjaanya memerlukan perhitungan khusus dengan spesifikasi khusus material-material yang ada di dalamnya. Beton jenis ini biasanya berada di posisi pondasi, kolom, sloof, balok, plat lantai, tangga dan ring balok sedangkan beton non struktural adalah beton yang tidak menerima beban struktural. Fungsinya hanya sebagai penguat biasa.

Tujuan perancangan campuran beton adalah untuk mendapatkan komposisi campuran beton yang ekonomis dan memenuhi syarat kelecakan (workability) serta kekuatan yang direncanakan. Perancangan ini kemudian diikuti dengan pembuatan campuran awal untuk beton normal. 

 

Pada Perhitungan rancangan campuran beton ini menggunakan metode SNI yang terbaru yaitu berdasarkan SNI 7656-2012. Dalam perencanaan campuran beton (Mix Design) tentu saja ada beberapa data material yang sudah melewati tahap pengujian. Tidak jauh berbeda dengan SNI campuran beton terdahulu, SNI 7656-2012 ini dalam perhitungannya juga memerlukan data hasil pengujian material.

 

Bahan tambah merupakan bahan selain unsur pokok dalam beton (air, semen dan agregat), yang ditambahkan pada adukan beton, baik sebelum, segera atau selama pengadukan beton dengan tujuan mengubah satu atau lebih dari sifat-sifat beton, sewaktu masih dalam keadaaan segar atau setelah mengeras. Penambahan bahan tambah dalam sebuah campuran beton tidak mengubah komposisi yang besar dari bahan lainnya, karena penggunaan bahan tambah ini cenderung merupakan pengganti atau susbtitusi dari dalam campuran beton itu sendiri.

Mix Design campuran beton kali ini akan menggunakan bahan lain yaitu berupa agregat halus yang berasal dari bongkahan paving block yang sudah tidak terpakai. Dan seperti biasa sebelumnya material ini harus sudah diuji terlebih dahulu sesuai dengan standar yang ada.

Sebelum melakukan perhitungan rancangan campuran beton dengan substitusi material lain ada beberapa data yang harus dipersiapkan terlebih dahulu. Dan sebagai contoh untuk metode SNI 7565-2012 ini data yang diperlukan sudah disiapkan seperti berikut ini :

1. Mutu rencana : 20 MPa (Umur 28 hari)

2. Berat jenis semen (Tipe PCC) : 2,92

3. Modulus kehalusan (Pasir Cilopang) : 3,39

4. Berat isi padat agregat kasar : 1481 gr

5. Berat jenis (Bulk) Ag. Kasar : 2,45

6. Berat Jenis (Bulk) Ag. Halus Pasir Cilopang : 2,71

7. Berat Jenis (Bulk) Ag. Halus Ex Paving Block : 2,27

8. Rencana slump 75 - 100 mm

9. Ukuran maksimum agregat kasar

10. Mutu beton rata-rata( fcr)

Fcr = 20 + (1,64 x 1,5) = 22,46 MPa

Setelah data yang diperlukan sudah disiapkan langkah selanjutnya adalah proses perhitungan rancangan campuran beton sebagai berikut :

Langkah 1 Pemilihan Slump

 

Slump yang direncanakan yaitu 75 mm

Langkah 2 Menentukan kadar kebutuhan air dan kandungan udara

Berdasarkan data yang ada ukuran maksimum agregat 37,5. Slump 75 mm. Banyaknya udara dalam beton 1%.  dipilih beton tanpa tambahan udara. Maka, Perkiraan air pencampur adalah sebanyak 181 kg.

Langkah 3  Pemilihan rasio air semen atau rasio air bahan bersifat semen

 

Mutu beton 22.6 Mpa. Maka rasio air semen dihitung menggunakan interpeloasi yaitu sebagai berikut :

20 = 0,69
25 = 0,61
0,69 + (((22,46-25)/(20-25) x (0,61-0,69))) = 0,649.

Rasio air semen didapat adalah 0,649

Langkah ke 4 menghitung kebutuhan kadar semen 

 

Kadar semen adalah 181/0,649 = 278,89 kg/m3

 

Langkah 5  Perkiraan agregat kasar

 

Berdasarkan data yang ada, modulus kehalusan 3,39. Ukuran nominal agregat maksimum 37,5. Maka, satuan volume beton adalah 0,69. Maka, berat kering adalah 0,69 x 1481 = 1021,89 kg.

 

Langkah 6  Peerkiraan agregat halus

 

Berat (massa) yang sudah diketahui :

Air                         : 181 kg
Semen                   : 278,89 kg
Agregat Kasar       : 1021,89 kg
Jumlah                   : 1481,78 kg

Maka berat (massa) agregat halus adalah 2410-1481,78 = 928,22 kg

 

Volume Absolut

Volume air                                        : 181/1000                               = 0,181 m3
Volume padat semen                         : 278,89/(2,92 x 1000)            = 0,0955 m3
Volume absolut agregat kasar           : 1021,89/(2,45x1000)            = 0,4171 m3
Volume udara terperangkap (1%)                                                     = 0,01 m3
Jumlah                                                                                               = 0,7036 m3
Volume agregat halus yang dibutuhkan                                            = 1,000 – 0,7036 = 0,2964
Berat agregat halus yang dibutuhkan                                                = 0,2964 x 2,71 x 1000 = 803,244 kg

Perbandingan berat campuran satu meter kubik beton yang dihitung dengan dua acara

Material	Berdasarkan perkiraan massa beton (kg)	Berdasarkan volume absolut bahan-bahan (kg)
Air	181	181
Semen	278,89	278,89
Agregat kasar (kering)	1021,89	1021,89
Agregat halus (kering)	928,22	803,244

 

PERHITUNGAN PROPORSI CAMPURAN BETON DENGAN SUBSTITUSI AGREGAT HALUS EX PAVING BLOCK

Material substitusi yang akan digunakan yaitu dengan data sebagai berikut :

a.    Menggunakan agregat halus ex paving block dengan BJ = 2.27 gr/cm3
b.    ASTM C.618 pengganti 5-20% terhadap berat Ag. Halus Cilopang

Bahan tersebut menggantikan sebagian agregat halus sebanyak 5%, 10%, 15% dan 20 % dari bahan campuran utama. Maka perhitungannya adalah sebagai berikut :

a.      Berat agregat halus dan agregat halus ex paving block per m³

Jenis Campuran	Agregat Halus (kg)	Agregat Halus Ex Paving Block (kg)	Total (kg)	Satuan (kg)
Campuran Dasar	803,244	-	803,244	kg
Campuran 1	763,082	40,162	803,244	Kg
Campuran 2	722,92	80,324	803,244	Kg
Campuran 3	682,757	120,487	803,244	Kg
Campuran 4	642,596	160,648	803,244	kg

b.      Volume agregat halus cilopang dan agregat halus paving block

Untuk campuran 1

Agregat halus cilopang                       = Berat SP (95%)/ (BJ Ag. Halus x 1000)
                                                            = 763,082 / (2,71 x 1000)
                                                            = 0,281

 Agregat Halus Ex Paving Block       =  Berat (5%) / (BJ x 1000)
                                                            = 40,162 / (2,27 x 1000)
                                                            = 0,017

Untuk Campuran 2

Agregat halus cilopang                       = Berat SP (90%)/ (BJ Ag. Halus x 1000)
                                                            = 722,92 / (2,71 x 1000)
                                                            = 0,266

 Agregat Halus Ex Paving Block        =  Berat (10%) / (BJ x 1000)
                                                            = 80,324 / (2,27 x 1000)
                                                            = 0,035

Untuk Campuran 3

Agregat halus cilopang                       = Berat (85%)/ (BJ Ag. Halus x 1000)
                                                            = 682,757 / (2,71 x 1000)
                                                            = 0,252

 Agregat Halus Ex Paving Block        =  Berat (15%) / (BJ x 1000)
                                                            = 120,487 / (2,27 x 1000)
                                                            = 0,053

Untuk campuran 4

Agregat halus cilopang                       = Berat SP (80%)/ (BJ Ag. Halus x 1000)
                                                            = 642,596 / (2,71 x 1000)
                                                            = 0,237

 Agregat Halus Ex Paving Block        =  Berat (20%) / (BJ x 1000)
                                                            = 160,648 / (2,27 x 1000)
                                                            = 0,071

Jenis Campuran	Ag. Halus Cilopang	Ag. Halus Ex PB	Total	satuan
Campuran dasar	0,296	-	0,296	m3
Campuran 1	0,281	0,017	0,298	m3
Campuran 2	0,266	0,035	0,301	m3
Campuran 3	0,252	0,053	0,305	m3
Campuran 4	0,237	0,071	0,308	m3

c.   Proporsi campuran menggunakan pasir cilopang dan agregat halus ex paving block untuk 1 m3
(Agregat kering)

Untuk campuran 1

            Air                   = 181
            Ag. Ex PB         = 40,162
            Ag. Kasar         = (1-(0,298+0,0955+0,181+0,01) )x 2,45 x1000
            Semen             = 278,89

Untuk campuran 2     

            Air                   = 181
            Ag. Ex PB       = 80,324
            Ag. Kasar        = (1-(0,301+0,0955+0,181+0,01) )x 2,45 x1000
            Semen             = 278,89

Untuk campuran 3     

            Air                   = 181
            Ag. Ex PB         = 120,487
            Ag. Kasar         = (1-(0,305+0,0955+0,181+0,01) )x 2,45 x1000
            Semen             = 278,89

Untuk campuran 4     

            Air                   = 181
            Ag. Ex PB       = 160,468
            Ag. Kasar        = (1-(0,308+0,0955+0,181+0,01) )x 2,45 x1000
            Semen             = 278,89

Jenis Campuran	Ag. Halus Cilopang	Ag. Halus Ex PB	Ag. Kasar	Semen	Air	Satuan
Campuran dasar	803,244	-	1021,89	278,89	181	Kg
Campuran 1	763,082	40,162	1017,975	278,89	181	Kg
Campuran 2	722,92	80,324	1010,625	278,89	181	Kg
Campuran 3	682,757	120,487	1000,825	278,89	181	Kg
Campuran 4	642,596	160,648	993,475	278,89	181	Kg

Benda uji menggunakan cetakan silinder ukuran diameter 15 cm dan tinggi 30 cm. Sehingga : π.r².t = 0,0053m³ (Belum mempertimbangkan kadar air agregat lapangan).

Jenis Campuran	Ag. Halus Cilopang	Ag. Halus Ex PB	Ag. Kasar	Semen	Air	Satuan
Sampel 1	4,26	-	5,42	1,45	0,96	Kg
Sampel 2	4,05	0,22	5,40	1,45	0,96	Kg
Sampel 3	3,83	0,43	5,36	1,45	0,96	Kg
Sampel 5	3,62	0,64	5,30	1,45	0,96	Kg
Sampel 6	3,4	0,86	5,27	1,45	0,96	Kg

Masing-masing campuran dibuat sebanyak 3 sample. Sehingga :

Jenis Campuran	Ag. Halus Cilopang	Ag. Halus Ex PB	Ag. Kasar	Semen	Air	Satuan
Sampel 1	12,78		16,26	4,35	2,96	Kg
Sampel 2	12,15	0,6	16,2	4,35	2,96	Kg
Sampel 3	11,49	1,29	16,08	4,35	2,96	Kg
Sampel 5	10,86	1,92	15,9	4,35	2,96	Kg
Sampel 6	10,2	2,58	15,81	4,35	2,96	Kg
Total	57,48	6,39	80,25	21,75	14,8	kg

 

 

Itu dia sobat perhitungan mix design dengan substitusi bahan lain berupa agregat halus ex paving block. data diatas merupakan hasil dari penelitian yang telah saya lakukan dalam menyelesaikan Tugas Akhir mengenai beton. Semoga bermanfaat.