Buku Ajar Konstruksi Beton i

BUKU AJAR

KONSTRUKSI BETON I

DISUSUN OLEH :

I PUTU LAINTARAWAN, ST, MT.

I NYOMAN SUTA WIDNYANA, ST, MT.

I WAYAN ARTANA, ST.

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HINDU INDONESIA

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia i

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, atas

rahmatNya sehingga penyusunan Buku Ajar Konstruksi Beton I dapat diselesaikan.

Tulisan ini disusun untuk menunjang proses belajar mengajar untuk mata kuliah

Konstruksi Beton I sehingga pelaksanaannya dapat berjalan dengan baik dan lancar,

serta pada akhirnya tujuan dari mata kuliah ini dapat dicapai.Tulisan ini bukanlah satu-

satunya pegangan mahasiswa untuk mata kuliah ini, terdapat banyak buku yang bisa

digunakan sebagai acuan pustaka. Diharapkan mahasiswa bisa mendapatkan materi dari

sumber lain.

Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih banyak kelemahan dan

kekurangannya. Oleh karena itu kritik dan saran pembaca dan juga rekan sejawat

terutama yang mengasuh mata kuliah ini sangat kami perlukan untuk kesempurnaan

tulisan ini. Untuk itu penulis mengucapkan banyak terima kasih.

Denpasar, Februari 2009

Penulis

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia ii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ................................................................................................... i

DAFTAR ISI .................................................................................................................. ii

BAB I SEMEN .............................................................................................................. 1

1.1 Sejarah Semen .......................................................................................................... 1

1.2 Sifat-Sifat Semen ..................................................................................................... 1

1.3 Semen Portland ........................................................................................................ 1

1.3.1 Jenis-Jenis Semen Portland secara Umum ............................................................. 2

1.3.2 Pembuatan Semen Portland ................................................................................... 3

1.4 Pengikatan (Setting) .................................................................................................. 5

1.4.1 Kehalusan .............................................................................................................. 5

1.4.2 Waktu Ikat ............................................................................................................. 5

1.5 Kekuatan .................................................................................................................. 6

1.6 Penggunaan Semen Portland ................................................................................... 6

1.7 Warna Semen ........................................................................................................... 7

1.8 Penyimpanan Semen ................................................................................................. 8

1.9 Pemeriksaan Semen .................................................................................................. 9

1.10 Pasta Semen ........................................................................................................... 9

1.11 Semen Merah ......................................................................................................... 10

1.12 Semen Bentuk Tinggi ............................................................................................. 10

BAB II AIR .................................................................................................................... 11

2.1 Pendahuluan ............................................................................................................. 11

2.2 Fungsi Air ................................................................................................................ 11

2.3 Persyaratan Air Untuk Beton ................................................................................... 13

2.4 Shringkage ................................................................................................................ 16

BAB III AGREGAT ...................................................................................................... 18

3.1 Pendahuluan .............................................................................................................. 18

3.2 Jenis Agregat ............................................................................................................ 18

3.2.1 Agregat Kasar ....................................................................................................... 18

3.2.2 Agregat Halus ....................................................................................................... 19

3.3 Sifat Fisik Agregat ................................................................................................... 20

3.4 Kekuatan Agregat .................................................................................................... 20

3.5 Susunan Butir Agregat (Gradasi) ............................................................................. 22

3.6 Kebersihan Agregat ................................................................................................. 22

3.7 Berat Volume dan Berat Jenis Agregat .................................................................... 23

3.7.1 Berat Volume Agregat .......................................................................................... 23

3.7.2 Berat Jenis Agregat ............................................................................................... 23

3.8 Kandungan Unsur Kimia Agregat ........................................................................... 23

3.9 Porositas Agregat ..................................................................................................... 24

BAB IV BAHAN TAMBAH (ZAT ADDITIVE) .......................................................... 25

4.1 Pendahuluan ............................................................................................................. 25

4.2 Jenis Bahan Tambahan ............................................................................................ 25

4.2.1 Bahan Tambahan Kimia (Chemical Admixture) .................................................... 26

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia iii

4.2.2 Bahan Tambahan Mineral (Mineral Admixture) .................................................. 30

4.3 Cara Pakai Bahan Tambahan (Zat Additive) ............................................................. 31

BAB V BETON NORMAL ........................................................................................... 33

5.1 Hipotesis Dasar Beton Bertulang ............................................................................. 33

5.2 Karakteristik Beton ................................................................................................... 33

5.3 Parameter-parameter yang Mempengaruhi Kualitas Beton ..................................... 34

5.4 Definisi Beton Normal ............................................................................................. 35

5.5 Persyaratan Mix Disain Beton Normal .................................................................... 35

5.6 Jenis-Jenis Mix Disain ............................................................................................. 37

5.7 Contoh Perhitungan Mix Disain Beton Normal ...................................................... 37

BAB VI BETON MUTU TINGGI ................................................................................ 50

6.1 Pendahuluan ............................................................................................................. 50

6.2 Sifat-Sifat Beton Mutu Tinggi ................................................................................. 51

6.2.1 Sifat Fisik Beton Mutu Tinggi .............................................................................. 52

6.2.1 Sifat Mekanik Beton Mutu Tinggi ........................................................................ 52

6.3 Persyaratan Mix Disain Beton Mutu Tinggi ............................................................ 54

6.4 Jenis Mix Disain Beton Mutu Tinggi ...................................................................... 58

6.5 Contoh dan Perhitungan Mix Disain Sesuai dengan Jenis Campuran ..................... 60

6.6 Analisa Balok Beton Mutu Tinggi ........................................................................... 66

BAB VII BETON BERTULANG ................................................................................. 68

7.1 Pengertian ................................................................................................................ 68

7.2 Baja Tulangan .......................................................................................................... 69

7.3 Keuntungan dan Kerugian Struktur Beton ............................................................... 69

7.4 Perkembangan Peraturan Beton di Indonesia .......................................................... 70

7.5 Istilah dan Definisi ................................................................................................... 71

7.6 Jenis Beban .............................................................................................................. 71

7.7 Kombinasi Beban ..................................................................................................... 72

7.8 Faktor Reduksi Kekuatan ( ) ................................................................................... 73

BAB VIII LENTUR MURNI ........................................................................................ 74

8.1 Asumsi-Asumsi ......................................................................................................... 74

8.2 Penutup Beton .......................................................................................................... 75

8.3 Persyaratan Tumpuan .............................................................................................. 76

8.3.1 Bentang Teoritis Balok ......................................................................................... 77

8.3.2 Perkiraan Dimensi Balok ...................................................................................... 77

8.3.3 Kondisi Penulangan .............................................................................................. 78

8.3.4 Persentase Tulangan Seimbang ( b) ...................................................................... 78

8.3.5 Persentase Tulangan Minimum dan Maksimum .................................................. 79

BAB IX ANALISIS DAN PERENCANAAN PENAMPANG PERSEGI TERHADAP

LENTUR DENGAN TULANGAN TUNGGAL ........................................... 80

9.1 Analisis Penampang ................................................................................................. 80

9.2 Analisis Penampang Persegi Tulangan Tunggal ..................................................... 80

9.3 Perencanaan Penampang Persegi dengan Tulangan Tunggal .................................. 83

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia iv

BAB X ANALISIS DAN PERENCANAAN PENAMPANG PERSEGI TERHADAP

LENTUR DENGAN TULANGAN RANGKAP ........................................... 85

10.1 Analisis Penampang ............................................................................................... 85

10.2 Pemeriksanaan Keserasian Regangan .................................................................... 87

10.3 Contoh Analisis Penampang dengan Tulangan Rangkap ...................................... 91

10.4 Perencanaan Penampang Persegi Terhadap Lentur dengan Tulangan Rangkap .... 94

BAB XI ANALISIS BALOK T...................................................................................... 98

11.1 Pendahuluan ........................................................................................................... 98

11.2 Lebar Efektif Flens ................................................................................................ 98

11.3 Analisis Balok T .................................................................................................... 99

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 104

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia 1

BAB I

SEMEN

1.1 Sejarah Semen

Pada zaman Mesir, Yunani dan Romawi Kuno, bahan perekat batu - batuan

dalam konstruksi dipergunakan bahan inorganik. Setelah revolusi industri di ropa maka

dikembangkah banyak penelitian-penelitian penting. Pada tahun 1797 James Parker

(penemu Inggris) menemukan suatu pembaharuan dengan membuat semen hydraulit

dengan cara membakar batuan kapur dan batuan silika.

Pada tahun 1824 John Aspeden (pengukir batu Inggris membuat paten tentang

perbaikan cara membuat batu-batuan. Semen yang digunakan akhirnya disebut

"Portland", kira-kira 20 tahun kemudian setclah pembaharuan oleh John Aspeden

berubah diproduksi semen dengan kualitas yang dapat diandalkan. Tahun 1850 Portland

cement dengan kualitas yang baik dikembangkan di Inggris dengan dibukanya 4 buah

pabrik semen dan sejak itu mulai bermunculan pabrik semen di negara Eropa dan

Amerika disusul oleh Jepang dan negara - negara di dunia lainnya. Semen berasal dari

kata "cement" dan dalam bahasa Inggrisnya yaitu pengikat/perekat. Kata Cement

diambil dari kata "cemenum” yaitu nama yang diberikan kepada batu kapur yang

serbuknya telah dipergunakan sebagai bahan adukan lebih dari 2000 tahun yang lain

dinegara Italia.

1.2 Sifat-Sifat Semen

Semen adalah Hidrolic. Binder (perekat hidraulis) yaitu senyawa - senyawa yang

terkandung didalam semen tersebut dapat bereaksi dengan air dan membentuk zat baru

yang bersifat sebagai perekat terhadap batuan. Oleh karena itu maka semen bersifat:

Dapat mengeras bila dicampur dengan air.

Tidak larut dalam air.

1.3 Semen Portland

Semen Portland adalah bahan pengikat organis yang sangat penting dipakai

dalam bangunan - bangunan pada masa kini. Semen Portland adalah bahan pengikat

Hidrolig (Hidrolic bending agent) artinya dapat mengeras dengan adanya air.


1.3.1 Jenis - Jenis Semen Portland secara Umum

1. Ordinary Portland Cement

Adalah semen Portland yang dipakai untuk semua macam konstruksi apabila tidak

diperlukan sifat-sifat khusus seperti ketahanan terhadap silfat, panas, hidrasi. Semen

portland ini yang biasa dipakai untuk umurn dan biasanya dikenal dengan nama

semen saja karena pembuatannya massal.

2. Moderate Sulphate Resistance

Adalah semen portland yang dipakai untuk kebutuhan semua macam konstruksi

apabila diisyaratkan mempunyai ketahanan terhadap sulfat pada tingkatan sedang

yaitu dipakai dilokasi tanah yang mengandung air tanah 0,08% - 0,17% dan

mengandung 125 ppm SO3 serta pH tidak kurang dari 6 dan sedang yaitu pada

lokasi suhunya agak tinggi.

3. Hight Early Strength Cement

Adalah semen portland yang digiling lebih halus dan mehgandung C38 lebih banyak

dibandingkan Ordinary Portland Cement. Mempunyai sifat pengembangan kekuatan

awal dan kekuatan pada umur panjang yang lebih linggi dibandingkan OPC. Semen

ini dapat dipakai pada keadaan emergency dan musim dingin, disamping itu dapat

juga digunakan untuk concrete product atau presstress concrete.

4. Low Heat of Hydration Cement

Sifat- sifatnya ;

Panas hidrasi yang rendah, oleh karenanya sesuai untuk masa concrete

construction.

Kekuatan tekan awalnya rendah tetapi kekuatan tekan pada umur panjang adalah

sama dengan Ordinary Portland Cement.

Shrinkage akibat pengeringan adalah rendah.

Bersifat chemical, resistance terutarna terhadap sulfat.

5. High Sulfate Resistance Cement

Sifatnya mempunyai ketahanan terhadap sulfat yang tinggi. Semen ini dipakai untuk

semua jenis konstruksi apabila kadar sulfat pada air tanah dan tanah 0,17%-1,67%

dan 12 ppm – 1250 ppm dinyatakan sebagai SO3. Misalnya pada konstruksi untuk

air buangan atau konstruksi di bawah air.


6. Super High Early Strength Portland Cement

Semen ini dipakai untuk kebutuhan – kebutuhuan konstruksi yang perlu cepat

selesai atau pekerjaan grating karena mempunyai kekuatan tekan yang tinggi.

7. Calloid Cement

Adalah semen yang pada pemakaiannya dipakai dalam bentuk Sturry semen

(Calloid) yang dipoMPakan mengingat pengecoran harus dilakukan pada formasi

yang dalam dan sempit.

8. Blended Cement

Dalam rangka memproduksi sifat ordinary portland cement maka dikembangkan

jenis Blended cement. Dalam pemasarannya dikenal dengan Fly Ash Cement,

Pozoland Cement, Masnry Cement. Jenis-Jenis dalam Blanded Cement tergantung

pada proses dan bahan yang digunakan dan berakibat pada keunggulan– keunggulan

yang dimilikinya. Keunggulan ini diharapkan untuk memperbaiki :

Kelecakan

Plastisitas

Kerapatan

Panas hidrasi

Ketahanan

Dll

1.3.2 Pembuatan Semen Portland

Pada pembuatan semen portland, batu kapur dan lempung atau batu karang,

tanah liat kemudian digiling halus dan dicampur dengan air membentuk, slurry (bubur).

Slurry ini kemudian dibakar dalam sebuah tanur sampai menjadi klinker pada suhu ±

1450oC.

Klinker didinginkan dan kemudian digiling halus disertai penambahan 3-4% gips

untuk memperlambat hidrasi komponen aluminat dari semen sehingga waktu pergeseran

tidak berlangsung dengan cepat. Klinker, slury yang dibakar dalam suatu Rotary Klin

yang hasilnya berupa batu keras.

Komponen - komponen Semen Portland :

Trikalsium Silikat(C3S)

Dikalsium Silikat(C2S)


Trikalsium Aluminat (C, A)

Tetra Kalsium Alurnino Ferit (C4 AF)

Semen Portland terdiri dari 4 oksidasi utama

Kapur CaO (60 - 66) %

Silika SiO2 (19 – 25) %

Alumina Al2O3 (3 – 8)%

Besi Fe2O3 (1 – 5)%

Pengerasan adalah proses kimia dimana terjadi senyawa baru. Proses pengerasan

terjadi dalam 2 tahap :

Tahap I (Tahap Pendahuluan)

Bila butir - butir semen mengalami kontak dengan air, maka lapisan permukaan dari

mineral - mineral yang terdapat didalain semen mulai bereaksi dengannya secara

kimia. C2S mengalami hidrolisa dan hidrasi diiringi dengan pembentukan 2 senyawa

baru :

3CaO.SiO2 + (n + 1) H 2O 2CaO.Si.nH2O + Ca(OH)2

Sedangkan C2S dan C3A1 hanya mengalami pembentukan hidrat sebagai

berikut;

2CaO.SiO2+nH2O = 2CaSiO2.nH2O (Kalsium Hydroksilat)

3CaO.Al2O3 + 6H2O = 3CaO.Al2O3.6H20 (Kalsium Hydro Aluminat)

Terbentuknya senyawa - senyawa hidrat menyebabkan terjadinya senyawa -senyawa

yang sukar larut, terutama senyawa kalsium hydroksilat dan dengan cepat

menyebabkan adukan (Mortar). Proses hydrasi dari senyawa - senyawa kalsium

hanya terjadi secara insentif pada waktu terjadi pengikatan awal, penetrasi air

kedalam lapisan yang lebih dalam dari partikel semen sangat tertahan sehingga

interaksi antara air oleh senyawa - senyawa kompleks dalam semen berkurang

sehingga proses berkembang dengan lambat.

Tahap II (Peristiwa Kolidal)

Pada tahap ini terjadi peristiwa kolidal pada saat Ca (OH)2 menjadi jernih betul,

senyawa - senyawa hydrat yang terurai sekarang sukar larut dan tinggal dalam

keadaan kolidal/gel. Pada proses reaksi hydrasi selanjutnya dari 3CaO.SiO2 terjadi

dan menghasilkan C-S-H dengan volume lebih dari dua kali volume semen, C-S-M

ini mengisi rongga kemudian membentuk titik kontak yang menghasilkan kekakuan.


Pada tahap berikutnya terjadi konsentrasi dari C-S-M yang akhirnya pasta menjadi

kaku dan proses pengerasan pun mulai terjadi.

1.4 Pengikatan (Setting)

Sifat set pada adonan semen dengan air adalah dimaksud sebagai gejala

terjadinya kekakuan pada adonan tersebut.

Dikenal dua macam setting time (waktu pengikatan):

Initial Setting Time (waktu pengikatan awal)

Ialah waktu mulai terjadi adonan sampai mulai terjadi kekakuan tertentu dimana

adonan sudah mulai tidak workable.

Final Setting Time (waktu pengikatan akhir)

Ialah waktu mulai terjadi adonan sampai terjadi kekakuan penuh.

Pada umumnya setting time dipengaruhi oleh :

1. Kandungan C 3 A

Makin besar kandungan C3A akan cenderung menghasilkan setting time yang

pendek.

2. Kandungan Gypsum (CaSO4.2H2O)

Makin besar kandungan CaSO4.2H2O didalam semen menghasilkan setting time

yang panjang.

1.4.1 Kehalusan

Kehalusan sangat mempengaruhi penggeseran semen portlad dan juga

kekuatannya, makin halus semen makin cepat dan lebih cfektif terjadinya inleraksi

dengan air dan kekuatannya pun makin tinggi. Kehalusan tersebut setidaknya 80%

(berat) harus dapat melalui ayakan yang 4900 lubang tiap cm, biasanya kehalusan

dinyatakan luas permukaan tiap gram bahan.

1.4.2 Waktu Ikat

Menentukan awal dan akhir pengikatan pasta semen, disamping kehalusan.

waktu ikat juga sangal dipengaruhi oleh komposisi mineral dari air yang dipakai, air

yang dipergunakan semen disamping yang digunakan untuk menghidrasikan semen juga

diperlukan air yang memberikan mobilitas bagi pasta semen proses hydrasi memerlukan

banyak air sebanyak 15% berat semen, tetapi untuk inenjamin mobilitas pasta semen


tersebut diperlukan air yang lebih banyak penguapan air yang kclebihan tersebut diiringi

terjadinya pori-pori dalam campuran semen tersebut (beton, adukan, plesteran) tegangan

disebabkan adanya penyusutan (Shrinkage), terjadinya retak - retak dan kekuatan dari

bahan tersebut tadi akan menurun.

1.5 Kekuatan

Kekuatan semen yang diukur adalah kekuatan tekan terhadap pasta, mortar,

beton.

Pasta : campuran antara semen dan air pada peibandingan tertentu

Mortar : campuran antara semen, air dan pasir pada perbandingan tertentu

Beton : campuran antara semen, air, pasir dan agregat/kerikil peda perbandingan

tertentu, kadang-kadang ditambah additive.

Umumnya kekuatan tekan diukur pada umur 28 hari. Kekuatan tekan yaitu kekuatan

tarik dan kekuatan lentur. Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan tekan adalah :

1. Kualitas semen (makin halus semen makin tinggi kekuatan tekannya)

2. Kualitas selain semen

a. Kualitas air (suhu air 23° C ± 1,7° C )

b. Kualitas agregat

c. Kualitas additive

Untuk mengetahui mutu semen biasanya dibuat kubus-kubus untuk kuat

tekannya yang ukurannya bermacam-macam, bisa juga dibuat spesimen-spesimen uniuk

kuat tarik yang berbentuk khusus dan untuk kuat lentur prisma-prisma yang berukuran

4x4x16 cm2. Benda-benda percobaan (spesimen) tersebut dibuat dari campuran semen

portland.

1.6 Penggunaan Semen Portland

Adapun penggunaan semen Portland antara lain :

1. Sebagai bahan pengikat dalam pembuatan campuran beton.

2. Bahan untuk pembuatan elemen - elemen bangunan, seperti : tegel, genteng, pipa -

pipa dan lain- lain.

3. Dipakai sebagai bahan campuran pembuatan semen PPC (Puzzolanic Portland

Cement)

4. Dipakai sebagai bahan stabilitasi seperti bata-bata tanah stabilitasi.


Tabel 1.6a Syarat – Syarat Kimia Semen Portland Standar

No Uraian Jenis Semen Portland I II III IV V

1 Magnesium Oksida, M30 maks % berat 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0

2 Belerang Trioksida S03 rnaks % berat

a. Bila CA < 8 % 3.0 3,0 3,5 3,0

b. Bila CsA > 8 % 3,5 4,5

3 Hilang pijar maks % berat 3,0 3,0 3,0 2,5 3,0

4 Bagian tidak larut maks % berat 1,5 1,5 1,5 1.5 1.5

5 Alkali sebagai Na20, maks % berat +) 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6

6 Trikalsium Silikat C3S, maks % berat ++)

7 Dikalsium Silikat C2S, min % berat ++) 40,0

8 Trikalsium Aluminat C3A, maks % berat ++) 8,0 15,0 5,0

9 Tetrakalsium Aluminoferit ditambah 2 x Trikalsium 20,0

Aluminal ( C4AF + 2CsA ) atau kadar larytan padat

( C4AF + C2F ), rnaks % berat ++)

10 Jumlah Trikalsium Silikat dan Trikalsium Aluminat 58,0

( C3S + C3A ) maks % berat ++)

Tabel 1.6b Syarat - syarat Fisika Semen Portland Standar

No Uraiart Jenis Semen Portland I II III IV V

1 Kehalusan, sisa diatas ayakan 0,09 mm maks % berat 10 10 10 10 10

Dengan alat Blaine, luas permukaan tiap satuan berat

semen, min m2/kg

280

280

300

280

280

2 Waktu pengikatan dengan alat Vicat : @

Awal, min menit 60 60 60 60 60

Akhir, maks jam 8 8 8 8 8

3 Waktu pengikaian aengan alat Gillmore : @

Awal, min menit 10 10 10 10 10

Akhir, maks Jam

4 Kekekalan :

Pemuaian dalam Otoklat % maks 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

1.7 Warna Semen

Masyarakat pemakai semen di Indonesia sering kali tidak mengerti tentang

hubungan antara warna semen dengan mutu semen. Oleh karena itu berikut ini

penjelasan tentang hubungan warna semen dengan mutu semen.

Warna gelap atau pucat ditentukan oleh dua hal, yaitu :

1. Kandungan Magnesia (Magnesium Oxide - MgO )

MgO umumnya berasal dari Limestone, dalam proses pembakaran didalam

klinkerisasi, kadar MgO tidak lebih dati 2%, maka MgO terscbut akan bersenyawa

dengan mineral klinker menghasilkan senyawa mineral yang berwarna gelap,

senyawa ini tidak memberikan pengaruh negatif atau positif terhadap kualitas semen.


Jika kadar MgO lebih dari 2% maka kelebihannya disebut periclase atau free MgO.

Periclase berekasi dengan air menghasilkan MgO(OH)2.

Reaksinya :

MgO + H2O Mg (OH)2

Reaksi ini berjalan lambat. Volume MgO(OH)2 lebih besar dari volume MgO maka

dapat menyebabkan terjadinya keretakan expansi volume tcrsebut, peristiwa ini

dikenal dengan "magnesia expansion".

Jika kadarnya lebih besar dari 2% digolongkan kepada negatif komponen, jika

kadarnya sama atau lebih besar dari 5% maka semen tersebut sudah tidak memenuhi

standar ASTM atau SII untuk type I.

2. Kandungan Tetra Kalsium Alumino Ferrite (C4AF)

Disamping MgO, C4AF dapat menyebabkan warna semen menjadi gelap karena

warna C4 AF itu gelap. Makin besar kadar C4AF, akan menyebabkan kadar C3A

makin kecil dan ini menyebabkan kekuatan tekan semen akan menurun. Secara

proses produksi kadar C4 AF ini dapat diatur yaitu dengan menaikkan proporsi

pemakaian pasir besi dan mengurangi clay. Namun dengan harga pasir besi mahal

dari bahan baku yang lainnya, maka kenaikkan kadar C4AF disamping menurunkan

kualitas juga menaikkan product cost.

Dari penjelasan diatas, sebenarnya dapat disimpulkan bahwa warna semen tidak

dapat menentukan kualitas dari semen, bahkan pada batas tertentu warna semen yang

gelap yang disebabkan oleh adanya MgO yang terlalu besar atau kadar C4AF Yang

terlalu besar. Sedangkan semen dengan warna pucat pasti tidak mernpunyai kelemahan–

kelemahan yang diakibatkan oleh sebab-sebab tersebut diatas akan menghasilkan

kualitas semen yang rendah.

1.8 Penyimpanan Semen

Semen Portland akan tetap bermutu baik jika tidak berhubungan dengan air atau

udara lembab. Cara penyimpanan yang baik adalah dengan jalan memperhatikan hal-hal

berikut ini :

1. Tempat penyimpanan semen sedapat mungkin harus kedap air, semua retak -retak

pada genting dan tembok harus secepatnya diperbaiki, tidak boleh ada lubang antara

tembok dan genting.


2. Lantai harus dinaikkan diatas tanah untuk menjaga agar supaya tidak terjadi

penyerapan air.

3. Kantong-kantong semen harus disimpan berimpit sedemikian rupa sehingga tidak

terjadi perputaran udara diantaranya, kantong semen tidak boleh berimpit dengan

tembok dan semen itu harus ditutupi dengan kain terpoal.

4. Unsur semen yang dapat digunakan pada konstruksi beton boleh melebihi 3 bulan,

Bila ada keragu-raguan tentang mutu maka semen harus diperiksa dengan

pemeriksaan standard untuk pengujian.

1.9 Pemeriksaan Semen

Pemeriksaan semen meliputi:

1. Pemeriksaan konsistensi normal.

2. Pemeriksaan waktu pengikatan awal dengan jarum picat

3. Pemeriksaan pengikatan semen dengan jarum Gillmore

4. Pemeriksaan pengikatan semu

5. Pemeriksaan kuat tekan mortar

6. Pemeriksaan pemuaian pasta semen dengan autoolave

7. Pemeriksaan kadar udara dalam mortar semen

8. Pemeriksaan kehalusan semen

9. Pemeriksaan jenis semen

1.10 Pasta Semen

Dalam beton, pasta semen merupakan bahan utama serta merupakan pcngikat

butir-butir agregat mutu massa yang kuat dan padat. Sifat pengikatan pasta semen

disebabkan oleh reaksi kimia antara semen dan air.

Semen + air pasta semen + CaO + Panas

Hanya diperlukan sedikit air untuk menyelesaikan reaksi kimia ini, kelcbihan air

dapat menurunkan kekuatan dan ketahanan pasta tetapi dalam prakteknya lebih benyak

air yang digunakan. Perbandingan antara air dan semen yang tepat perlu dicari. Beton

biasanya terdiri dari:

Semen 7 - 14% volume beton

Air 15 - 19% volume beton

Agregat 66 - 78% volume beton


1.11 Semen Merah

Yang disebut semen merah yaitu: Semen merah termasuk kedalam puzzolan

buatan, dibuat dari bata merah yang digiling halus, berdasarkan susunan kadarnya bahan

bereaksi asam. Semen merah ini bila dicampur dengan kapur dan air akan mengeras

seperti halnya puzzolan-puzzolan lainnya. Hal ini disebabkan karena bahan tersebut

mengandung siliki amorf didalam mineral-mineral tersebut, didalamnya membentuk

scnyawa kalsium hidroksilat. Semen merah biasanya digunakan untuk bahan campuran

mortar (adukan).

1.12 Semen Bentuk Tinggi

Sifat - sifat semen bentuk tinggi :

- Kekuatan awalnya tinggi

- Penggilingan lebih halus

- Bisa dipakai dalam waktu yang singkat

- Daya ikatnya lebih keras

Jenis-jenis semen yang lainnya :

a. Semen abu terbang

b. Semen abu besi

c. Semen kapur tinggi

d. Semen portland pozzolan

e. Semen tras kapur


BAB II

AIR

2.1 Pendahuluan

Meningkatnya aktivitas perekonomian baik disektor industri, pariwisata,

perdagangan serta meningkatnya jumlah penduduk didaerah perkotaan & sentra-sentra

industri mengakibatkan kebutuhan penyediaan air akan terus meniangkat baik secara

kualitas maupun kuantitas. Secara umum bahwa pemanfaatan sumber daya air

digunakan untuk kebutuhan irigasi.

Agar kebutuhan air secara menyeluruh dapat dipenuhi maka perlu adanya

pengembangan dan pengelolaan sumber daya air secara terpadu, sehingga air dapat

dimanfaatkan secara efektif dan efesien. Pembangunan dibidang sumber daya air secara

bertahap dan berkelanjutan termasuk perbaikan dan peningkatan sebagian besar jaringan

irigasinya dari konstruksi sederhana seperti: kayu, batu, tanah menjadi bangunan air

yang permanen.

2.2 Fungsi Air

Tujuan utama dari penggunaan air adalah agar terjadi hidrasi yaitu reaksi kimia

antara semen dan air yang menyebabkan campuran ini menjadi keras setelah lewat

beberapa waktu tertentu. Air yang dibutuhkan agar terjadi proses hidrasi tidak banyak,

kira - kira 30% dari berat semen. Dengan menambah lebih benyak air harus dibatasi

sebab penggunaan air yang terlalu banyak dapat menyebabkan berkurangnya kekuatan

beton.

Keadaan kandungan air secara nyata dari pasta dipengaruhi oleh kandungan

kelembaban dalam agregat. Bila kondisi udara kering, pasta akan menyerap air. Dengan

cara demikian secara efektif menurunkan faktor air semen dan mengurangi workability.

Pada sisi yang lain jika agregat terlalu basah, pasta akan mengkontribusi air

kepermukaan pasta, keduanya meningkatkan kadar air semen dan workability tetapi

menurunkan kekuatan. Oleh karena agregat yang digunakan dalam pencampuran beton

diusahakan dalam keadaan SSD (Saturated Surface Dry), yaitu butir- butir agregat yang

jenuh air, artinya semua pori-pori yang tembus air terisi penuh oleh air sedang

permukaannya kering, Proses agregat dari keadaan kering lab menjadi keadaan SSD

dapat dijelaskan sebagai berikut:


Gambar 2.2 Proses agregat dari keadaan kering lab menjadi keadaan SSD

Selama proses pengerasan, beton akan mengalami reaksi kimia yaitu proses

hidrasi, proses hidrasi membutuhkan air dalam jumlah yang cukup, sehingga dihindari

terjadinya penguapan, sebab akan menghentikan proses hidrasi akibat kehilangan air.

Penguapan selain menghentikan proses hidrasi juga menyebabkan penyusutan kering

secara tepat, yang mengakibatkan beton menjadi retak-retak, untuk itu dilakukan

pekerjaan perawatan beton agar permukaannya selalu basah.

Perawatan beton yang perlu dilakukan adalah menjaga kelembaban beton agar

terus menerus dalam keadaan basah selarna beberapa hari dan mencegah penguapan dan

penyusutan awal. Perawatan yang teratur dan terjaga akan memperbaiki kualitas beton

itu sendiri yaitu membuat beton tahan terhadap agresi kimia. Cara perawatan beton yang

dilakukan antara lain sebagai berikut :

1. Menyirami permukaan beton dengan air secara terus menerus

Hal ini dilakukan pada waktu beton belum mengeras, dilakukan sekitar satu minggu

setelah pencetakan beton. Perawatan dengan cara ini dapat dilakukan pada beton

untuk konstruksi balok, kolom dan dinding - dinding vertikal.

2. Mengenai permukaan beton dengan air.

Perawatan dengan cara ini sangat cocok untuk konstruksi pelat-pelat atap.

Penggenangan yang dilakukan minimal dua minggu untuk menurunkan suhu akibat

terjadi penguapan.

3. Menyelimuti permukaan beton dengan karung basah.

Perawatan dengan cara ini dilakukan minimal dua minggu secara terus menerus.

Bila karung kelihatan akan kering maka karung segera disiram lagi. Karena karung

basah dapat melindungi beton dari terik rnatahari langsung dan

menurunkan suhu penguapan beton.

Penyerapan air Air reaksi

Agregat kreding lab Agregat kering udara

(mengandung air

didalamnya tetapi pori -

pori belum dipenuhi oleh air

serta permukaan agregat

tetap kering)

Agregat dalam keadaan SSD ( pori -

pori agregat dipenuhi oleh air

tetapi permukaan agregat tetap

kering)


Air untuk perawatan dan pembuatan beton tidak boleh mengandung minyak, asam,

alkali, garam, bahan-bahan organis atau bahan lain yang dapat merusak beton atau

tulangannya. Sebaiknya digunakan air bersih, tidak berasa, tidak berbau dan dapat

diminum.

Air merupakan media pencampur pada pembuatan pasta, mortar dan beton.

Mortel adalah terbentuk senyawa-senyawa hidrat menyebabkan terjadinya senyawa-

senyawa yang sukar larut dalam air terutama senyawa kalsium hidroksilat dan dengan

cepat menyebabkan adukan.

Kandungan air yang tinggi menghalangi proses pengikatan dan kandungan air

yang rendah menyebabkan reaksi tidak selesai. Kandungan air yang tinggi dapat

mengakibatkan mudah mengerjakannya, kekuatan mortar dan beton rendah, mortar dan

beton menjadi porous. Terjadinya pemisahan antara pasir/agregat pada adukan mortar

atau beton yang disebut ”segresi”. Kekuatan dari hardened cement pasta ditentukan oleh

perbandingan berat antara faktor air semen.

2.3 Persyaratan Air Untuk Beton

Ketentuan umum air yang digunakan untuk beton, yaitu ;

1. Air yang digunakan untuk pembuatan beton harus bersih, tidak boleh

mengandung minyak, asam, alkali, garam-garam. Zat organik atau bahan-bahan lain

yang dapat merusak beton dan atau baja tulangan. Air tawar yang umumnya dapat

diminum baik air yang telah diolah diperusahaan air minuin maupun tanpa diolah

dapat dipakai untuk pembuatan beton.

2. Air yang dipergunakan untuk pembuatan beton pratekan dan beton yang didalamnya

akan tertanam logam aluminium serta beton bertulang tidak boleh mengandung

sejumlah ion khlorida. Sebagai pedoman, kadar ion khlorida (Cl) tidak melaMPaui

500 mg per liter air. Didalam beton ion khlorida dapat berasal dari air, agregat dan

bahan tambahan (admixture) dan biasanya total khlorida maksimum (dalam %

terhadap berat semen) yang diisyaratkan adalah:

- Beton pratekan 0,06%

- Beton bertulang yang selamanya berhubungan dengan khlorida 0,15%

- Beton bertulang yang selamanya kering atau terlindung dari basah 1,00%

- Konstruksi beton bertulang lainnya 0,30%


3. Air tawar yang tidak dapat diminum tidak boleh dipakai untuk pembuatan beton

kecuali dapat dipenuhi ketentuan - ketentuan berikut:

- Pemilihan campuran beton yang akan dipakai didasarkan kepada campuran

beton yang mempergunakan air dari sumber yang sama yang telah menunjukkan

bahwa mutu beton yang diisyaratkan dapat dipenuhi. Dilakukan percobaan

perbandingan antara mortar yang memakai air tersebut dan mortar yang

memakai air tawar yang dapat diminum atau air suling. Untuk ini dibuat kubus

uji mortar berukuran sisi 50 mm dengan cara sesuai dengan ASTM C 109.

Air tersebut dapat dipakai untuk pembuatan beton apabila tekan mortar yang

memakai air tersebut pada umur 7 hari dan umur 28 hari paling sedikit adalah

90 % dari kuat tekan mortar yang memakai air tawar yang dapat diminum atau

air sulung.

Air yang berasal dari sumber alam tanpa pengolahan, sering mengandung bahan

- bahan organik dan zat-zat yang mengandung seperti lempung/tanah liat, minyak dan

pengotoran lain yang berpengaruh buruk kepada mutu dan sifat beton. Ion-ion utama

yang biasanya terdapat dalam air adalah kalsium, magnesium, natrium, kalium, sulfat,

khlorida, nitrat dan kadang-kadang karbonat. Air yang mengandung ion-ion tersebut

dalam jumlah gabungan sebesar tidak lebih dari 2000 mg perliter pada umumnya baik

untuk beton. Syarat - syarat air untuk campuran

a. Kadar Clorida < 500 ppm.

b. Kadar SO4 < 1000 ppm.

c. Kadar Fe < 40000 ppm

d. Kadar Na2 CO3 & K2 CO3 < 1000 ppm

e. Kadar CaCO3 & MgO < 400 ppm.

f. Zat memadat < 2000 ppm.

Pengaruh kandungan asam dalam air terhadap kualitas mortar dan beton :

- Mortar atau beton dapat mengalami kerusakan oleh pengaruh asam.

- Serangan asam pada mortar dan beton akan mempengaruhi ketahanan pasta

tersebut.

Pengaruh pelarut Carbonat

Pelarut Carbonat akan bereaksi dengan Ca(OH)7 membentuk CaCO3 dan akan

bereaksi lagi dengan pelarut carbonat membentuk calcium bicarbonat yang sifatnya


larut dalam air, akibatnya mortar atau beton akan terkikis dan cepat rapuh.

Pengaruh bahah padat

Bahan padat bukan pencampur mortar atau beton. Air yang mengandung bahan

padat atau lumpur, apabila dipakai untuk moncampur semen dan agregat maka

terjadinya pasta tidak sempurna. Agregat dilapisi dengan bahan padat, tidak terikat

satu sama lain. Akibatnya agregat akan lepas-lepas dan mortar atau beton tidak kuat.

Pengaruh kandungan minyak

Air yang mengandung minyak akan mengakibatkan emulsi apabila dipakai untuk

mencampur semen. Agregat akan dilapisi minyak berupa film, sehingga agregat

kurang sempurna ikatannya satu sama lain. Agregat bisa lepas - lepas dan mortar

atau beton tidak kuat.

Pengaruh air laut

Air laut tidak boleh dipakai sebagai media pencampur semen karena pada

permukaan mortar atau beton akan terlihat putih-putih yang sifatnya larut dalam air,

sehingga lama-lama terkikis dan mortar atau beton menjadi rapuh.

Hal - hal yang mempengaruhi kekuatan tekan

Faktor air semen (water ratio cement = w/c)

Faktor air semen adalah perbandingan berat air terhadap berat semen. Faktor air

semen (FAS = w/c) = berat air/berat semen. Faktor air semen harus dihitung

sehingga caripuran air dan semen mcnjadi pasta yang baik, artinya tidak kelebihan

air dan tidak kelebihan semen. Apabila faktor air semen tinggi, berat air tinggi,

sehingga kelebihan air akibatnya air akan merembes keluar membawa sebagian

pasta semen, pasta tidak cukup mengikat agregat dan mengisi rongga yang

menyebabkan beton tidak kuat. Hal ini harus dipahami oleh pelaksana pembuat

mortar atau beton. Kadang kala karena menginginkan jumlah pasta yang besar

dengan menambahkan air tanpa perhitungan, sehingga menjadi encer.

Pemisahan (segration)

Beton dikatakan mengalami pemisahan apabila agrcgat kasar terpisah dari campuran

selama pengangkutan, pengecoran dan pemadatan sehingga sukar dipadatkan,

berongga-rongga tidak homogen, beton yang berongga-rongga kurang kuat/mudah

pecah.

Bleeding


Bleeding adalah pemisahan air dari campuran beton yang merembes kepermukaan

beton waktu diangkut, dipadatkan atau setelah dipadatkan. Bleeding terjadi karena:

- Pemakaian air yang berlebihan.

- Semennya kurang.

- Agregat kasar turun karena beratnya sendiri dan air naik kepermukaan dengan

sendirinya akibat gaya capillary.

Bleeding dapat mengakibatkan permukaan beton rusak dan apabila penguapan lebih

cepat dari bleeding, beton akan retak-retak.

2.4 Shrinkage

Kandungan air dari adonan semen dengan air yang telah mengeras dapat

diklasifikasikan menjadi 3 macam :

1. Air (H2O) yang telah terikat dalam senyawa - senyawa hydrat yang mengeras.

Air ini terikat secara ikatan kimiawi, biasanya disebut "combined water” atau "non-

evaporable water”.

2. Adsorber water atau gei water yaitu H2O yang terikat secara ikatan fisika dalam

molekul - molekul cement gel.

3. Air bebas (free water) adalah air yang terdapat diantara fase padat dan pasta, air ini

disebut "capillary water".

Pada proses pengeringan beton terjadi penguapan dari "capillary water" yang

menyebabkan terjadinya penyusutan dari volume beton atau shrinkage. Shrinkage ini

dipengaruhi oleh :

- Komposisi semen.

- Jumlah mixing water

- Concrete mix.

- Curing condition.

Pengaruh komposisi semen terhadap shrinkage

Pada dasarnya komponen yang terkandung pada semen yang melepaskan panas

hidrasi paling besar akan memberikan kontribusi terhadap shrinkage paling besar.

Karena panas hidrasi tersebut akan menaikkan suhu pengeringan.

Pengaruh jumlah mixing water terhadap shrinkage.

Makin besar mixing water yang dipakai maka makin besar terjadinya penguapan

capillary water selama proses pengeringan dan oleh karenanya makin besar


terjadinya shrinkage.

Pengaruh concrete mix terhadap shrinkage

Shrinkage dapat dikurangi dengan memperbanyak agregat dan juga steel

reinforcements juga dapat mengurangi terjadinya shrinkage.

Pengaruh curing condition terhadap shrinkage

Suhu, humidity, aliran angin adalah berpengaruh terhadap shrinkage karena faktor -

faktor tersebut berpengaruh terhadap kecepatan penguapan capillary water.

Penentuan pemakaian air juga dapat ditentukan sebagai berikut:

Banyaknya air yang dipcrlukan tergantung pada mobilitas dan pengerjaan

adukan beton yang diinginkan. Dalam penentuan kebutuhan air untuk adukan beton

absorsi air oleh agregat kasar haruslah diperhitungkan sebab dalam hal ini absorsi

melebihi 0,5 % berat.

Karena pengerasan beton berdasarkan reaksi antera semen & air, sangat

diperlukan agar memeriksa apakah air yang akan digunakan memenuhi syarat-syarat

teretentu. Air tawar yang boleh diminum tanpa meragukan boleh dipakai. Air minum

tidak selalu ada dan bila tidak ada disarankan untuk mengamati air tersebut agar tidak

mengandung bahan-bahan yang merusak beton/baja.

Pertama-tama kita harus mengamati apakah air itu tidak mengandung bahan

bahan perusak. Conlohnya fosfat, minyak, asam, alkali, bahan-bahan organik atau

garam-garam. Penelitian ini harus dilakukan di laboratorium kimia. Selain air

dibutuhkan untuk reaksi pengikatan, dipakai pula sebagai perawatan. Sesudah beton

dituang, metode perawatan selanjutnya yaitu secara membasahi terus-menerus atau

beton yang baru dituang direndam air.

Air ini pun harus memenuhi syarat-syarat yang lebih tinggi dari pada air untuk

pembuatan beton, misalkan air untuk perawatan selanjutnya keasaman tidak boleh pH

nya > 6, juga tidak boleh terlalu sedikit mengandung kapur.


BAB III

AGREGAT

3.1 Pendahuluan

Pesatnya pembangunan sering mengalami kekurangan akan bahan-bahan

bangunan seperti semen, kayu dan agregat. Kekurangan akan bahan-bahan tersebut

diantaranya disebabkan karena belum berkembangnya industri-industri bahan bangunan

dan pengolahan bahan bangunan yang kurang sempurna, misalnya masih sering terjadi

campuran agregat untuk pemakaian beton yang rnengandung tanah (lempung) sehingga

hasilnya akan mempengaruhi kekuatan beton yang dihasilkan. Oleh karena itu perlu

dilakukan penelitian-penelitian mengenai sifat-sifat dan karakteristik dari bahan-bahan

bangunan khnsusnya agregat sehingga dapat mencegah kesalahan-kesalahan

dikemudian hari.

3.2 Jenis Agregat

Agregat merupakan komponen beton yang paling berperan dalam menentukan

besarnya kekuatan beton. Pada beton biasanya terdapat 60% sampai 80% volume

agregat. Agregat ini harus bergradasi sedemikian rupa sehingga seluruh massa beton

dapat berfungsi sebagai benda yang utuh, homogen, rapat, dimana agregat yang

berukuran kecil berfungsi sebagai pengisi celah yang ada diantara agregat berukuran

besar. Dua jenis agregat adalah :

1. Agregat kasar (kerikil, batu pecah atau pecahan dari blast furnace)

2. Agregat halus (pasir alami atau batuan)

Karena agregat merupakan bahan yang terbanyak didalam beton, maka semakin

banyak person agregat dalam campuran akan semakin murah harga beton, dcngan syarat

campurannya masih cukup mudah dikerjakan untuk elemen struktur yang memakai

beton tersebut.

3.2.1 Agregat Kasar

Agregat disebut agregat kasar apabila ukurannya sudah melebihi ¼ inch (6 mm).

Sifat agregat kasar mempengaruhi kekuatan akhir beton keras dan daya tahannya

terhadap disintegrasi beton, cuaca dan efek-efek perusak lainnya. Agregat kasar mineral


ini harus bersih dari bahan-bahan organik dan harus mempunyai ikatan yang baik

dengan sel semen. Jenis -jenis agregat kasar yang umum adalah :

1. Batu pecah alami

Bahan ini didapat dari cadas atau batu pecah alami yang digali. Batu ini dapat

berasal dari gunung api, jenis sedimen atau jcnis metamorf. Meskipun dapat

menghasilkan kekuatan yang tinggi terhadap beton, batu pecah kurang mcmberikan

kemudahan pengerjaan dan pengecoran dibandingkan dengan jenis agregat kasar

lainnya.

2. Kerikil alami

Kerikil ini didapat dari proses alami yaitu dari pengikisan tepi maupun dasar sungai

oleh air sungai yang mengalir. Kerikil memberikan kekuatan yang lebih rendah dari

pada batu pecah, tetapi memberikan kemudahan pengerjaan yang lebih tinggi.

3. Agregat kasar buatan

Terutama berupa slag atau shale yang bisa digunakan untuk beton berbobot ririgan.

Biasanya merupakan hasil dari proses lain seperti dari blast-furnace dan lain - lain.

4. Agregat untuk pelindung nuklir dan berbobot berat

Dengan adanya tuntutan yang spesifik pada jaman atom sekarang ini, juga untuk

pelindung dari radiasi nuklir sebagai akibat dari semakin banyaknya pcmbangkit

atom dan stasiun tenaga nuklir, maka perlu ada beton yang dapat melindungi dari

sinar x, sinar gamma dan neutron. Pada beton demikian syarat ekonomis maupun

syarat kemudahan pengerjaan tidak begitu menentukan. Agregat kasar yang

diklasifikasikan disini, misalnya baja pecah, barit, magnetik dan limonit. Berat

volume beton yang dengan agregat biasa adalah sekitar 144 lb/ft3. Sedangkan beton

dengan agregat berbobot berat mernpunyai berat volume sekitar 225 sampai 330

lb/ft3. Sifat - sifat beton penahan radiasi yang berbobot berat ini bergantung pada

kerapatan dan kepadatannya, hampir tidak bergantung pada seklor air - semennya.

Dalam hal demikian, kerapatan yang tinggi merupakan satu satunya kriteria

disamping kerapatan dan kekuatannya.

3.2.2 Agregat Halus

Agregat halus merupakan pengisi yang berupa pasir. Ukurannya bervariasi antara

ukuran no. 4 dan no. 100 saringan standar Amerika. Agregat halus yang baik harus

bebas bahan organik, lempung, paitikel yang lebih kecil dan saringan no. 100 atau


bahan - bahan lain yang dapat merusak campuran beton. Variasi ukuran dalam suatu

campuran harus mempunyai gradasi yang baik, yang sesuai dengan standar analisis

saringan dari ASTM (American Society of Testing and Materials). Untuk beton penahan

radiasi, serbuk baja halus dan serbuk besi pecah digunakan sebagai agregat halus.

3.3 Sifat Fisik Agregat

Pada umumnya agregat yang dihasilkan dari Aggregate Crushing Plant (ACP)

memiliki bentuk bersudut. Bentuk pipih atau lonjong dapat terjadi karena komposisi dan

struktur batuan. Pada penghancuran batuan yang sangat keras akan terjadi proporsi

bentuk pipih yang cukup besar. Tetapi pada proses crushing selanjutnya akan didapat

proporsi bentuk bersudut yang lebih baik.

Bentuk agregat pipih atau lonjong tidak disukai dalam struktur pekerjaan jalan

karena sifatnya yang mudah patah sehingga dapat mempengaruhi gradasi agregat,

interlocking dan menyebabkan peningkatan Porositas perkerasan tidak beraspal.

Bentuk agregat bulatpun tidak disukai tetapi untuk kondisi perkerasan tertentu,

misalnya kelas jalan rendah, bentuk bulat masih diperbolehkan tetapi hanya sebatas

penggunaan untuk lapisan pondasi bawah dan lapisan pondasi saja. Maksimal

penggunaan untuk lapisan pondasi tidak boleh lebih dari 40%. Sedangkan untuk lapisan

pondasi bawah dapat lebih besar lagi. Pada penggunaan praktis di jalan, agregat

berbentuk bulat dapat digunakan untuk lapisan permukaan dengan sebelumnya

dipecahkan terlebih dahulu.

3.4 Kekuatan Agregat

Kekuatan agregat tidak begitu mempengaruhi kekuatan beton, bila kekuatan

agregat jauh lebih baik daripada kekuatan beton yang direncanakan. Scbaliknya

pemakaian agregat yang kekuatannya rendah dibandingkan dengan kekuatan beton yang

direncanakan, sangat mempengaruhi kekuatan beton. Semua kondisi lainnya menurun,

bila kekuatan agregat yang dipakai semakin rendah. Kasarnya permukaan agregat juga

mempengaruhi kekuatan beton. Berbeda dengan batu kerikil, batu pecah mempunyai

permukaan cukup kasar dan hal ini menjamin pengikatan yang lebih kuat dengan semen

bila seinua koridisi-kondisi lainnya sama. Ternyata beton batu pecah lebih tinggi

kekuatannya dari beton kerikil.

Alat Uji Ketahanan dan Cara Kerjanya :


a. Peralatan yang digunakan :

Peralatan yang digunakan dalam uji ketahanan agregat adalah Aggregate IMPact

Machine. Alat ini masih digerakkan secara manual dengan tenaga manusia. Berat

total mesin tidak lebih dari 60 kg dan tidak kurang dari 40 kg. Dasar mesin terbuat

dari baja dengan diameter 300 mm dan memiliki berat antara 22 sampai 30 kg.

Cylinder Steel Cup memiliki diameter dalam 102 mm dan kedalaman 50 mm.

Ketebalan cup tidak lebih dari 6 mm. Palu baja yng digunakan memiliki berat antara

13,5 sampai 14 kg dengan bagian bawah (bidang kotak) merupakan lingkaran dan

berbentuk datar. Diameter komak sebesar 100 mm dan ketebalan 50 mm, dengan

chamfer 1,5 mm. Palu diatur sedemikian rupa, sehingga dapat naik turun dengan

rnudah tanpa gesekan berarti. Palu baja bergerak jatuh bebas dengan tinggi jatuh

380±5 mm, diukur dari bidang kontak palu sampai permukaan sampel di dalam

cup. Alat pengunci palu dapat sedemikian rupa untuk dapat memudahkan pergantian

sampel dan pemasangan cup. Saringan dengan diameter 14,0 m; 10,0 mm dan 2,36

mm. Timbangan dengan ketelitian 0,1 gr.

b. Penyiapan Sampel

o Sampel yang digunakan adalah agregat yang lolos saringan 14,0 mm dan yang

tertahan saringan 10,0 mm. Untuk setiap pengujian dibuat dua sampel.

o Saring antara 500 - 1000 gr agregat pada urutan saringan 14,0 mm dan 10,0 mm

selama 10 menit. Sampel yang diambil adalah agregat yang lolos saringan

14,0 mm dan tertahan di 10.0 mm.

o Cuci sampel dengan air yang mengalir dan keringkan dalam oven

(110 ± 5)°C selama 4 jam (kondisi kering oven).

o Setelah suhu turun (atau sama dengan suhu ruangan, 25°C) sampel siap untuk

digunakan.

c. Prosedur Pengujian

o Ambil kira - kira setengah dari sarnpel yang telah disiapkan dan timbang sebagai

A gr.

o Masukkan sampel dalam cup (Cylindrial Steel Cup) sedemikian rupa hingga

tidak melebihi tinggi cup (50 mm). Sampel dimasukkan kedalam cup dengan

sedikit ditekan atau dipadatkan dengan tangan.

o Letakkan Mesin IMPact Agregat pada lantai datar dan keras, seperti lantai beton.


o Letakkan cup berisi sampel pada teMPatnya dan pastikan letak cup sudah baik

dan tidak akan bergeser akibat tumbukan palu.

o Atur ketinggian palu agar jarak antara bidang kontak palu dengan permukaan

sampel 380±5 mm.

o Lepaskan pengunci palu dan biarkan palu jatuh bebas ke sampel. Angkat palu

pada posisi semula dan lepaskan kernbali (jatuh bebas). Tumbukan dilakukan

sebanyak 15 kali dengan tenggang waktu tumbukan tidak lebih dari satu detik.

o Setelah selesai saring benda uji dengan saringan 2,36 mm selama satu menit dan

timbang berat yang lolos dengan kctelitian 0,1 gr yang dinyatakan sebagai B gr

dan yang tertahan sebagai C gr. Pastikan tidak ada partikel yang hilang selama

proses tersebut. Jika jumlah berat agregat yang lolos dan tertahan berbeda 1 gr

dengan berta awal (A) maka pengujian harus diulangi.

o Ulangi prosedur tersebut untuk sisa sampel berikutnya.

3.5 Susunan Butir Agregat (Gradasi)

Komposisi butiran pasir sungai cenderung menghasilkan beton yang berkualitas

baik. Pasir yang dipakai sebagai campuran beton harus mempunyai atau terdiri dari

partikel-partikel yang ukuran atau besarnya berbeda-beda dari 0,14 - 5,0 mm untuk

mengurangi rongga-rongga sesedikit mungkin.

Untuk butir-butir kerikil yang dapat digunakan tergantung pada dimensi dari

batuan betonnya. Untuk menjamin peneMPatan kerikil dalam campuran beton dengan

baik maka ukuran butiran kerikil tidak boleh lebih besar dari pada ¼ penampang

minimum dari konstruksi beton dan tidak boleh lebih besar dari pada jarak minimum

antara dua tulangan pada konstruksi beton bertulang. Ukuran butiran kerikil yang

maksimum ditentukan olch ukuran ayakan dimana yang tinggal diatasnya (residu) tidak

rnelebihi 5 % dari contoh kerikil yang diuji.

3.6 Kebersihan Agregat

Dalam agregat khususnya pasir zat-zat yang tercampur yang paling berbahaya

adalah lempung yang rnenutupi partikel-partikel dengan semen, menyebabkan

menurunnya kekuatan beton, Adanya lempung didalam pasir ditandai dengan

bcrtambahnya volume waktu direndam air. Pasir yang dimaksudkan akan dipakai

sebagai agregat untuk beton, kadar lempung, pasir halus dan debu tidak boleh lebih dari


5%. Pasir dapat dibersihkan dari lempung dan zat-zat lainnya dengan jalan mencucinya

dengan air dalam suatu mesin pencuci.

Sedangkan jumlah zat-zat yang tercampur dalam kerikil seperti lempung, pasir

halus dan debu tidak boleh rnelebihi 1%. GuMPalan-guMPalan tanah liat atau

guMPalan-guMPalan lainnya yang dapat merugikan haruslah dibuang dari kerikil yang

akan dipakai sebagai campuran beton.

3.7 Berat Volume dan Berat Jenis Agregat

3.7.1 Berat Volume Agregat

Berat volume beton bergantung pada berat volume agregat, berarti juga

bergantung pada jenis agregatnya, apakah berbobot ringan, normal atau berat (untuk

pelindung terhadap nuklir). Untuk memahami cara menetapkan nilai berat volume

agregat dengan mcnggunakan alat silinder logam dan bahan agregat dengan ukuran

butir lolos saringan dengan ukuran 20 mm dan tertahan pada saringan no. 4.

3.7.2 Berat Jenis Agregat

Pengukuran berat jenis agregat diperlukan untuk perencanaan campuran agregat,

misalnya dengan aspal. Campuran ini berdasarkan perbandingan berat, karena lebih

teliti dibandingkan dengan perbandingan volume dan juga urluk menentukan banyaknya

pori agregat. Berat jenis yang kecil akan mempunyai volume yang besar sehingga

dengan berat yang sama akan membutuhkan aspal yang banya.

3.8 Kandungan Unsur Kimia Agregat

Kandungan unsur kimia belerang dan senyawa yang terdapat dalam pasir akan

membantu terjadinya korosi (karat) didalam beton. Pada senyawa ini tidak boleh

melebihi 1 % berat agregat dihitung sebagai SO3. Pasir alami sering mengandung zat-

zat organis yang tercampur (sisa-sisa tanaman, humus, dan lain-lain). Ini juga

berpengaruh negatif terhadap semen, sebab organis yang tercampur dapat membentuk

asam organis dan zat-zat lainnya yang dapat bereaksi dengan semen yang sedang

mengeras yang menyebabkan berkurangnya kekuatan beton.


3.9 Porositas Agregat

Berdasarkan ukurannya pori agregat memiliki ukuran lebih besar dari 2 mm

ataupun ruangan kosong diantara partikel-partikel batuan ynag gembur. Porositas dari

agregat perlu diketahui sebab erat hubungannya dengan sifat-sifat agregat seperti

kekuatan, sifat absorpsi dan lain-lain.

Agregat dengan kadar pori yang besar akan membutuhkan jumlah semen yang

lebih banyak, karena banyak semen yang terserap dan akan mengakibatkan semen

mcnjadi lebih tipis. Penentuan banyaknya pori ditentukan berdasarkan air yang dapat

terabsorsi oleh agregat.


BAB IV

BAHAN TAMBAHAN (ZAT ADDITIVE)

4.1 Pendahuluan

Adalah suatu bahan tambahan untuk beton yaitu suatu produksi disamping bahan

semen, agregat campuran dan air juga dicampurkan dalam campuran spesi beton.

Tujuan dari bahan ini adalah urituk memperbaiki sifat - sifat tertentu dari campuran

beton keras dan lunak. Takaran bahan tambahan ini sangat sedikit dibandingkan dengan

bahan utama hingga takaran bahan ini dapat diabaikan. Bahan tambahan tidak dapat

mengkoreksi komposisi spesi - beton yang buruk, karenanya harus diusahakan

komposisi beton seoptimal mungkm dengan bahan-bahan dasar yang cocok. Ide bahan

tambahan sering berdasarkan efek ball-bearing, dcngan kata lain gelombang udara kecil

dibentuk dengan massa spesi dan bekerja scbagai pelumas yang mana konsistensinya

terpengaruh.

Dalam praktek pcmbuatan konstruksi beton, bahan tambahan (admixture)

merupakan bahan yang dianggap penting, terutama untuk pembuatan beton di daerah

yang beriklim tropis seperti di Indonesia. Penggunaan bahan tambahan tersebut

dimaksudkan untuk memperbaiki dan menambah sifat beton sesuai dengan sifat beton

yang diinginkan. Definisi bahan tambahan ini mempunyai arti yang luas, yaitu meliputi

material-material seperti polimer, fiber, mineral yang mana dcngan adanya bahan

tambahan ini komposisi beton mempunyai sifat yang berbeda dcngan aslinya atau beton

biasa.

4.2 Jenis Bahan Tambahan

Air Entraining Agent (ASTM C260)

Yaitu bahan tambahan untuk meningkatkan kadar udara agar beton tahan terhadap

pembekuan dan pencucian terutama untuk daerah salju.

Admixture Kimia (ASTM C49 dan BS 5075)

Yaitu bahan tambahan cairan yang ditambahkan untuk mengendalikan waktu

pengerasan (mempercepat atau memperlambat), mereduksi kebutuhan air,

menambah kemudahan pengerjaan beton (meningkatkan nilai slump) dan

sebagainya.


Mineral Admixture

Bahan tambahan ini merupakan bahan padat yang dihaluskan yang ditambahkah

untuk memperbaiki sifat beton agar beton mudah dikerjakan dan kekuatan serta

keawetannya meningkat.

Bahan-bahan mineral ini misalnya bahan tambahan puzzolan, slag, abu terbang

(batu bara), abu sekam (gabah) dan silika fume (bahan produksi sampingan silika

murni).

Bahan tambahan lainnya

Yang termasuk kategori bahan tambahan ini adalah semua bahan tambahan yang

tidak termasuk dan ketiga kategori diatas, misalnya bahan tambahan jenis polymer,

fiber mash, bahan pencegah keretakan, bahan tambahan yang dapat mengembang,

bahan tambahan untuk perekat (bonding admixture).

4.2.1 Bahan Tambahan Kimia (Chemical Admixture)

Ketentuan dan syarat mutu bahan tambahan kimia sesuai dengan ASTM C494-

81 "Standart Specification for Chemical Admixture for Concrete”. Definisi tipe dan

jenis bahan tambahan kimia tersebut dapat diterangkan sebagai berikut:

Type A : Water-reducing Admixtures, adalah bahan tambahan yang bersifat

mengurangi jumlah air pencampuran beton untuk menghasilkan beton yang

konsistensinya tertentu.

Type B : Retarding Admixture, adalah bahan tambahan yang berfungsi menghambat

pengikat beton.

Type C : Accelerating Admixture, adalah bahan tambahan berfungsi mempercepat

pengikatan dan pengembangan kekuatan awal beton.

Type D : Water Reducing dan Retarding Admixture, adalah bahan tambahan yang

berfungsi ganda mengurangi jumlah air pencampuran yang diperlukan untuk

menghasilkan beton yang konsistensinya tertentu dan menghambat

pengikatan beton.

Type E : Water Reducing dan Accelerating Admixture, adalah bahan tambahan yang

berfungsi ganda mengurangi jumlah air pencampuran yang diperlukan untuk

menghasilkan beton yang konsistensinya tertentu dan mernpercepat

pengikatan beton.


Type F : Water Reducing, High Range Admixture, adalah bahan tambahan yang

berfungsi mengurangi jumlah air pencampuran yang diperlukan untuk

menghasilkan beton yang konsistensinya tertentu sebanyak 12%

Type G : Water Reducing High Range and Retarding Admixture, adalah bahan

tambahan yang berfungsi mengurangi jumlah air pencampuran yang

diperlukan untuk menghasilkan beton yang konsistensinya tertentu,

sebanyak 12 % atau lebih dan juga menghambat pengikatan beton.

Bahan tambahan kimia yang urnum dipakai :

Super Plasticizer

Tujuannya : mempertinggi kelecakan (zona konsistensi dipertinggi). Mengurangi

jumlah air pencampur.

Pembentuk Gelembung Udara

Tujuannya : meninggikan sifat kedap air, meninggikan kelecakannya.

Retarder

Tujuannya : memperlambat awal pengikatan/pengerasan, memperpanjang waktu

pengerjaan/digunakan pada saat cor, mernbatasi panas hidratasi.

Bahan Warna

Tujuannya : memberi warna permukaan. Penggunaan plasticizer dan super

plasticizer dapat dilihat pada skema dibawah :


Faktor air semen rendah.

Kekuatan dan durabilitas

beton meningkat. Susut

dan perkembangan panas

meningkat. Kelecakan

sesuai

PENGONTROLAN

BETON

Kekuatan sesuai dan

kelecakan meningkat.

Susut dan perkembangan

panas meningkat


sesuai

Kecelakaan meningkat

Kekuatan, durabilitas dan

kecelakaan sesuai

Susut dan perkembangan

panas lebih rendah

Faktor air semen rendah


beton meningkat

Kecelakaan sesuai

Kekuatan ditingkatkan

(- air)Kekuatan

ditingkatkan (+ semen)

Menghemat semen

(- air – semen)

Kekuatan ditingkatkan

(tanpa merubah porsi campuran)Kekuatan

ditingkatkan (- air - semen)

I

II

IIIV

IV

TANPA TAMBAHAN DENGAN TANPA TAMBAHAN

Gambar 4.2.1 Skema Penggunaan Pasticizer dan Sper Pasticizer

Selain bahan-bahan tersebut di atas digunakan juga bahan-bahan (yang

mempengaruhi kekuatan tekan) sebagai berikut :


1. Water Reducer kegunaannya:

a. Meningkatkan workability tanpa menambah air, dengan menghasilkan kekuatan

yang sama.

b. Pemakaian semen lebih sedikit untuk kekuatan dan workability yang sama.

2. Water Reducer kegunaannya :

a. Mengurangi kecepatan evaluasi panas, dipakai didaerah yang pengecorannya

luas dalam cuaca yang panas.

b. Menghindari terjadinya sambungan dingin pada pengecoran lapisan demi

lapisan yang mernakan waktu lama

c. Menunda waktu pengikatan awal dengan tetap menjaga workability. Biasanya

dipakai apabila jarak antara teMPat pengadukan dengan teMPat yang dibangun

jauh.

d. Memperlambat waktu pengikatan dan pengerasan untuk kondisi penuangan yang

sulit Misalnya : pengerjaan penyemenan pondasi pada sumur minyak.

3. Accelerator

Kegunaannya :

a. Untuk mempercepat reaksi pada pengerjaan jalan beton yang berfungsi lalu

lintas yang padat atau untuk menambal kebocoran air yang mempunyai tekanan

merata semua.

4. Air Entrain kegunaannya :

a. Mencegah kerusakan beton pada musim dingin karena air dalam beton

membeku.

b. Memperbaiki ketahanan terhadap pembekuan dimusim dingin terutama

digunakan pada perkerasan beton untuk jalan dan landasan pesawat terbang.

5. Water Proofing kegunaannya :

a. Mengurangi kadar air dalam workability yang sama.

b. Memasukkan sejumlah udara kedalam beton, dipakai dimusim dingin supaya air

didalam beton tidak membeku.

c. Mengandung mineral filter untuk menghentikan adanya pori-pori udara.


4.2.2 Bahan Tambahan Mineral (Mineral Admixture)

Yang termasuk dalam bahan tambahan mineral adalah :

1. Pozzolan

Pozzolan adalah bahan yang mengandung senyawa silika atau silika alumina dan

alumina yang tidak mempunyai sifat mengikat seperti semen akan tetapi dalam

bentuknya yang halus dengan adanya air maka senyawa-senyawa tersebut akan

bereaksi dengan kalsium hidroksida pada suhu normal rnembentuk senyawa

senyawa kalsium silikat hidrat dan kalsium yang bersifal hidrolis dan mempunyai

angka kelarutan yang cukup rendah.

Menurut ASTM C618-86 mutu pozzolan dibedakan menjadi tiga kelas, dimana tiap-

tiap kelas ditentukan komposisi kimia dan sifat fisiknya. Pozzolan mempunyai mutu

yang baik apabila jumlah kadar SiO2 + A12O2 + Fe2O, tinggi dan reaktifnya tinggi

dengan kapur.

Ketiga kelas pozzolan diatas adalah :

Kelas N : Pozzolan alam atau hasil pembakaran, pozzolan alam yang dapat

digolongkan didalam jenis ini seperti tanah diatomik, oparine cherts

dan shales, tuff dan abu vulkanik atau pumicite, dimana bisa diproses

melalui pembakaran maupun tidak. Selain itu juga berbagai material

hasil pembakaran yang mempunyai sifat pozzolan yang baik.

Kelas C : Fly ash yang mengandung CaO diatas 10% yang dihasilkan dari

pembakaran lignite atau sub-bitumen batubara.

Kelas F : Fly ash yang mengandung CaO kurang dari 10% yang dihasilkan dari

pembakaran antrhacite atau bitumen batubara.

Sedangkan mcnurut proses pembentukannya, bahan pozzolan dapat dibedakan

menjadi 2 jenis yaitu :

a. Pozzolan alam

Pozzolan alam adalah bahan alam yang merupakan sedimentasi dari abu atau

lava gunung berapi mengandung silika aktif yang bila dicampur dengan kapur

padam akan mengadakan proses sementasi.

Sifat pozzolan alam terhadap beton pada dasarnya mirip dengan pola lainnya,

yaitu memperlambat waktu setting sehingga kekuatan awal beton rendah,

bereaksinya dengan Ca(OH)2 membentuk senyawa kalsium silikat hidrat (CSH)


sehingga mengurangi kandungan Ca(OH)2 dalam beton, membuat beton

tahan terhadap air laut dan sulfat.

b. Pozzolan buatan

Pozzolan buatan sebenarnya banyak macamnya, baik merupakan sisa

pembakaran dari tungku maupun hasil pemanfaatan limahah yang diolah

menjadt abu yang mengandung silika reaktif dengan melalui proses pembakaran

seperti abu terbang (fly ash), abu sekam (rice husk ash), silika fume dan lain-lain.

2. Abu Terbang (Fly Ash)

Fly Ash adalah hasil pemisahan sisa pembakaran yang halus dari pembakaran batu

bara yang dialirkan dari ruang pembakaran melalui ketel berupa scmburan asap,

yang dikenal di Inggris sebagai serbuk abu pembakaran. Fly ash mempunyai butiran

yang cukup halus dan berwarna abu-abu kehitaman.

3. Abu Sekam

Abu sekam adalah limbah dari tanaman padi dimana didalamnya terdapat unsur

SiO2, yang dengan mengatur pembakaran tertentu akan diperoleh silica yang reaktif.

Pembakaran sekam pada proses pembuatan batu bata menoapai suhu 600o - 700°.

Pada suhu tersbut akan dihasilkan SiO2 yang reaktif yang dapat dimanfaatkan

sebagai bahan pozzolan buatan.

4.3 Cara Pakai Bahan Tambahan ( Zat Additive )

Biasanya penggunaan zat aditive hanya 10 - 20% berat jenis semen. Sebelum

dicampurkan dengan semen, zat aditive dicampur terlebih dahulu dengan air

secukupnya. Lalu dituangkan ke dalam adonan semen yang sudah bercampur dengan

pasir dan koral. Aditive tidak boleh dicampur pada semen yang sudah mulai membatu

atau mengeras.

Aditive jarang dipakai oleh masyarakat umum karena harganya kurang

terjangkau dan pemakaian aditive dalam campuran beton jarang diketahui oleh

masyarakat karena kelangkaan barang tersebut.

Karena mahalnya aditive tersebut biasanya digunakan hanya untuk pengecoran

beton pada bagian yang penting, misalnya pada kolam renang atau kamar mandi lantai

II. Beberapa contoh bahan tambahan untuk beton, yaitu :


Tabel 4.3 Contoh Bahan Tambahan

NO TIPE PEMIMPIN PABRIK NAMA DAGANG

1 A Sika Flastrocreto NC

Plastiment Bv- 100

Plastocrete N

Crosfield Cormix P 1

Cormix P 3

Cormix P.6

FEB Feblow Standard

Berk Tricosal BV

2 B Sika Sika Retardar

Cosfield Cormix P.2

Cormix R.1

Bork Tricosal VZ 100

3 C Sika Sika Set

FEB Febeast

Febspeed

Berk Tricosal T4

Tricosal Sill

4 D Sika Plastocrete – R

Plastimen – VZ

Crosfield Cormix P.S

FEB Ferblow Retarding

Berk Tricosal BVS

5 E Sika Plastocrete- HL

Sika-Set-CL

Crofield Cormix P.S

FEB Feblow- Accelerating

Feoeast P.3

Febexel

Berk Tricosal BVS

6 F Sika Sika.ment

Crosfield Cormix SP1

Berk Acosal

Acosal

Acasal NT

G Sika Sikament- R4

Menurut hasil survei terdapat beberapa zat aditive sebagai berikut

Partemen : Rp. 36.000/Kg

Supermen : Rp. 21.000/Kg

Addibon : Rp. 20.000/Kg


BAB V

BETON NORMAL

5.1 Hipotesis Dasar Beton Bertulang

Beton sederhana dibentuk oleh pengerasan campuran semen, air, agregat halus,

agregat kasar (batu pecah/kerikil), udara dan kadang-kadang campuran tambahan

lainnya. Campuran yang masih plastis ini dicor kedalam acuan dan dirawat untuk

mempercepat reaksi hidrasi campuran semen-air yang menyebabkan pengerasan beton.

Bahan yang terbentuk ini mempunyai kekuatan tekan yang tinggi dan ketahanan

terhadap tarik rendah atau kira- kira kekuatan tariknya 0,1 kali kckuatan terhadap tekan.

Maka penguatan tarik dan geser harus diberikan pada daerah tarik dari penampang

untuk mengatasi kelemahan pada daerah tarik dari elemen beton bertulang.

Karena adanya perbedaan dengan penampang kayu atau baja yang homogen

yang dari komposisinya beton merupakan bahan yang tidak homogen, maka pcrlu

adanya modifikasi pendekatan dari prinsip - prinsip dasar perencanaan struktural. Kedua

komponen ini (beton dan tulangan) harus disusun komposisinya sehingga dapat dipakai

sebagai material yang optimal. Hal ini dimungkinkan karena boton dapat dengan mudah

dibentuk dengan cara meneMPatkan campuran yang masih basah ke dalam cetakan

beton sampai terjadi pengerasan beton. Jika berbagai unsur pembentuk beton tersebut

dirancang dengan baik, maka hasilnya adalah bahan yang kuat, tahan lama dan apabila

dikombinasikan dengan baja tulangan akan menjadi elemen yang utama pada suatu

sistem struktur.

5.2 Karakteristik Beton

Untuk merencanakan dan memperoleh beton yang karakteristik dan fungsinya

sesuai dengan tujuan tertentu, kita perlu mengetahui karakteristik beton yang baik. Yang

perlu disadari benar disini adalah perancangan komposisi bahan pembentuk beton

merupakan penentu kualitas beton yang berarti pula kualitas total. Bukan hanya

bahannya yang harus baik, melainkan juga keseragamannya harus dipertahankan pada

keseluruhan produk beton.

Karakteristik beton yang baik disimpulkan sebagai berikut:


1. Kepadatan

Ruang yang ada pada beton sedapat mungkin terisi oleh agregat dan pasta semen.

Kepadatan mungkin saja merupakan kriteria primer untuk beton yang dipakai pada

radiasi nuklir.

2. Kekuatan.

Beton harus mempunyai kekuatan dan daya tahan internal berbagai jenis kegagalan.

3. Faktor air - semen.

Faktor air semen harus terkontrol sehingga memenuhi persyaratan kekuatan beton

yang direncanakan.

4. Tekstur

Permukaan beton ekspos harus mempunyai kerapatan dan kekerasan tekan yang

tahan segala cuaca.

5.3 Parameter-Parameter yang Mempengaruhi kualitas Beton.

Untuk mencapai kondisi-kondisi yang dituliskan diatas, harus ada control

kualitas yang baik. Parameter-parameter yang paling penting adalah :

1. Kualitas semen.

2. Proporsi semen terhadap air dalam campurannya.

3. Kekuatan dan kebersihan agregat.

4. Interaksi atau adesi antara pasta semen dan agreyat.

5. Pencampuran yang cukup dari bahan-bahan pembentuk beton.

6. PeneMPatan yang benar, penyelesaian dan koMPaksi beton segar.

7. Perawatan pada temperature yang tidak rendah dari 50 F pada saat beton hendak

mencapai kekuatannya.

8. Kandungan klorida tidak melebihi 0,15% dalam beton ekspos dan 1% untuk beton

terlindung.

Penyelidikan mengenai persyaratan ini membuktikan bahwa hampir semua

kontrol menyangkut hal-hal sebelum pengecoran beton segar. Karena kontrol ini

menyangkut penentuan komposisi dan kemudahan mekanis atau kemudahan

pengangkutan dan pengecoran, maka perlu pula dipelajari kriteria-kriteria yang

berdasarkan teori penentuan komposisi untuk setiap campuran beton.

Dua metode yang diterima secara umum untuk perancangan campuran beton

berbobot ringan dan beton berbobot berat adalah metode perancangan campuran


American Concrete Institute yang berupa rekomendasi praktis untuk perancangan

campuran pada beton struktur ringan.

5.4 Definisi Beton Normal

Beton normal adalah beton yang mempunyai berat isi 2200 - 2500 kg/m

menggunakan agregat alam yang dipecah atau tanpa dipecah serta tidak menggunakan

bahan tambahan. Dalam klasifikasi beton, yang termasuk beton normal adalah kelas II.

Beton kelas II adalah untuk pekerjaan-pekerjaan struktural secara umurn.

Pelaksanannya memerlukan keahlian yang cukup dan harus dilakukan dibawah

pimpinan tenaga-tenaga ahli. Beton kelas II dibagi dalam mutu-mutu standar B1, K125,

Kl75 dan K225. Pada mutu B1, pengawasan mutu hanya dibatasi pengawasan sedang

terhadap mutu bahan-bahan, sedangkan terhadap kekuatan tekan tidak diisyaratkan

pemeriksaan. Pada mutu-mutu K15, K175 dan K225, pengawasan mutu terdiri dari

pengawasan yang ketat terhadap mutu bahan-bahan dengan keharusan untuk memeriksa

kekuatan tekan beton secara kontinyu.

Pada beton kelas II, untuk pertimbangan-pertimbangan tertentu bila diinginkan

mutu lain daripada mutu standar yang telah disebutkan diatas, maka hal itu diijinkan

asal syarat-syarat yang ditentukan tetap dipenuhi. Dalam hal ini mutu beton tersebut

dinyatakan dengan hurup K diikuti dengan angka dibelakangnya, yang menyatakan

kekuatan karakteristik beton yang bersangkutan.

5.5 Persyaratan Mix Disain Beton Normal

Seperti kita ketahui bahan campuran beton terdiri dari semen, agregat, air dan

bahan tambahan (admixture). Bahan campuran ini sudah diteliti oleh para ahli tcknik

terdahulu, begitu juga dilakukan pada sifat-sifat dan perbandingan bahan-bahan

campuran beton. Pada dasarnya Perencanaan Campuran Adukan Beton (PCAB) harus

memenuhi syarat-syarat sebagai berikut:

1. Memenuhi ketentuan tekan karakteristik atau kekuatan tekan minimum yang

dikehendaki (Compressive strength).

2. Memenuhi keawetan terhadap pengaruh-pengaruh serangan agresif lingkungan

(durabilitas).

3. Memenuhi kemudahan pengerjaan di lapangan (workabilitas)

4. Harga adukan beton harus ekonomis.


Yang dimaksud kekuatan tekan beton adalah tegangan tekan hancur karakteristik

yang dibutuhkan dan dapat diperkirakan dari tegangan rata-rata, yang dipengaruhi pula

oleh standar deviasi rencana, fc’ = fcr – 1,65.S dan fc = fcr + 2,33 – N – 4. Besarnya

standar deviasi rencana (Sr) ini tcrgantung kemampuan mutu pclaksanaan dari

kontraktor, yang mana mutu pelaksanaan ini sangat dipengaruhi oleh manajemen

pelaksanaan di lapangan, peralatan yang dipakai dan skil labour (pengetahuan dari

pelaksana). Harga K = 1,64 yang berarti kemungkinan kegagalan tes benda dibawah fc

sekitar 5%. Pada metode ACI, probabilitas kegagalan 10% dengan K = 1,34. Bila

tegangan rata–rata (fcr) diketahui, FAS pun ditentukan pula.

Sedangkan untuk masalah durabilitas ini sulit diukur, sebab masalah keawetan

merupakan fungsi waktu. Dalam beton, hal keawetan ini dipertimbangkan terutama

pada beton yang dibuat pada lingkungan yang agresif atau pekerjaan khusus. Untuk

masalah keawetan ini, unsur-unsur kimia dari bahan-bahan beton yaitu semen, agregat

juga mempunyai pengaruh dan masalah kekedapan beton (water tight) juga merupakan

tuntutan yang harus diperhatikan.

Beberapa saran yung perlu diperhatikan agar beton yang dihasilkan memenuhi syarat

keawetan. Syarat-syarat yang dimaksud antara lain:

1. Penggunaan semen sesuai dengan fungsi dari konstruksi yang akan dibangun dan

lingkungannya.

2. Rencanakan adukan beton sedapat mungkin dengan menggunakan gradasi sebaik

mungkin.

3. Batasi penggunaan diameter maksimum agregat kasar = 30 mm.

4. Batasi penggunaan FAS, harga FAS berkisar antara 0,4 - 0,6 atau maksimum 0,6.

5. Bila perlu diadakan tes permeabilitas untuk mengukur kekedapan beton.

6. Kekuatan minimal rata - rata 250 - 300 kg/m2

7. Penggunaan pasir zone 2.

8. Gunakan tambahan mineral yang dapat meningkatkan kekedapan/impermeabilitas

beton.

Untuk masalah workabilitas (kemudahan pengerjaan beton), sesuaikan dcngan

kcbuluhan atau fungsi struktur, karena bagian struktur kolom, balok dan pelat serta

pondasi mempunyai batasan slump masing - rnasing. Pada dasarnya slump 7,5 - 8,0 cm


menghasilkan workabilitas yang baik karena slump 7,5 memenuhi tuntutan slump

keseluruhan bagian struktur.

Untuk masalah ekonomis, berhubungan dengan pelaksanaan dan ruang pori

adukan minimum. Makin minimum ruang porinya, makin sedikit pasta yang

dipergunakan, sehingga kebutuhan semen juga makin berkurang. Masalah lain yang

perlu diperhatikan ialah bahwa adukan beton harus dikontrol sifat bleeding dan

segresinya secara visual. Perlu dipertimbangkan keadaan tertentu ponambahan

admixture dan pengurangan semen untuk mendapatkan beton yang ekonomis.

5.6 Jenis - Jenis Mix Disain

Seperti telah dijelaskan diatas, beton normal adalah beton kelas II yang

mempunyai mutu standar B KI25, K175 dan K. Untuk beton mutu B, dan KI25 harus

dipakai campuran nominal semen, pasir dan kerikil (batu pecah) dalam perbandingan isi

1 : 2 : 3 atau 1 : 1½ : 2 ½. Sedangkan untuk beton mutu K175 dan K225 serta mutu - mutu

lainnya yang lebih tinggi, harus dipakai campuran beton yang direncanakan. Yang

dimaksud dengan campuran beton yang direncanakan adalah campuran yang dapat

dibuktikan dengan data otentik dari pengalaman-pengalaman pelaksanaan beton di

waktu yang lalu atau dengan data dari percobuan-percobaan pendahuluan, bahwa

kekuatan karakteristik yang disyaratkan dapat tercapai.

Dalam melaksanakan beton dengan campuran yang telah direncanakan, jumlah

semen minimum dan nilai fakor air semen maksimum yang dipakai harus

disesuaikan dengan keadaan sekelilingnya. Sehingga dapat dicapai beton yang

kekuatannya optimum, dengan semen yang minimum dan kemudahan pengerjaan yang

dapat diterima Semakin kecil faktor air semen, semakin tinggi kekuatan beton.

Dengan demikian dapat disimpulkan, jenis - jenis campuran pada beton normal

ada dua, yaitu : campuran nominal dan campuran yang direncanakan.

5.7 Contoh Perhitungan Mix Disain Beton Normal

Seperti telah direncanakan diatas, bahwa jenis-jenis campuran pada beton normal

ada dua, yaitu: campuran nominal dan campuran yang direncanakan. Campuran nominal

biasanya dibuat untuk pckerjaan-pekerjaan kecil. Seringkali untuk pekerjaan pekerjaan

kecil, sulit untuk bekerja lebih teliti. Juga tidak memungkinkan dari segi waktu untuk

menunggu sejumlah percobaan beton itu mengeras, sehingga kekuatan karakteristik


dapat ditentukan. Dibawah ini ditampilkan sebuah tabel yang menyediakan berbagai

jenis campuran dalam beton yang mempunyai kekuatan dan keawetan yang cukup,

selama air hanya cukup untuk memudahkan pekerjaan beton. Walaupun demikian

perkiraan kasar ini tidak dapat menggantikan perekonomiaan beton yang tepat.

Tabel 5.7a Contoh Perhitungan Mix Disain Beton Normal

Prosedur : Pilih ukuran agregat maksimum yang tepat. Gunakan campuran B,

tambahan air untuk menambah beton. Bila beton kelihatan kekurangan

pasir, ganti mix A dan kalau beton kelebihan pasir ganti mix B

Ukuran

Agregat

Maksirnum

Mix

Semen

Perkiraan Berat Beton (lb/ft3 )

Pasir Agregat Kasar

Beton

berudara

Beton

tanpa

udara

Batu pecah Slag tamur

besi

½ A 25 48 51 54 47

B 25 46 49 56 49

C 25 44 47 58 51

¾ A

B

23

23

45

43

49

47

62

64

54

56

C 23 41 45 66 58

1 A 22 41 45 62 54

B 22 39 43 64 56

C 22 37 41 66 58

1 ½ A

B

20

20

41

39

45

43

75

77

05

67

C 20 37 41 79 69

2 A 19 40 45 79 69

B

19

19

38

36

43

41

81

83

71

75

Untuk campuran yang direncanakan, akan membahas dua metode, yaitu: metode

DOE dan metodc ACI.

Metode DOE

Di Indonesia, metode DOE paling sering digunakan dalam pencampuran beton.

Cara ini dikembangkan oleh Departement of Environmental dari kerajaan Inggris dan

telah dikembangkan oleh Prof. Torben C, Hansen dengan sedikit modifikasi. Pada

metode DOE ini, beton terdiri dari campuran air, semen pasir dun bahan kerikil batu

pecah. Baik buruknya hasil campuran tergantung dan mutu bahan beton dan proporsi

dari masing-masing bahan tersebut.


Dalam penggunaan metode DOE ini ada dua anggapan dasar, yaitu :

a. Mudahnya pengerjaan adukan beton tergantung dari jumlah air bebas dan tidak

tergantung dari kadar semen dan faktor air semen,

b. Kekuatan beton tergantung dari faktor air semen (FAS) dan tidak tergantung dari

banyaknya air dan kadar semen.

Dari dua anggapan dasar inilah perhitungan rancangan adukan beton

dikembangkan. Penjelasan pengisian formulir Perancangan Adukan Beton dan Urutan

Tahapan Perancangan dengan metode DOE dan Kriteria menurut PBI 1971.

1. Kekuatan Tekan Karakteristik

Ialah suatu nilai kekuatan beton umur 28 hari dimana jumlah yang cacat tidak lebih

dari 5%, artinya kekuatan yang ada hanya 5% yang diperbolehkan dari jumlah yang

dites.

2. Standar deviasi.

3. Nilai tambah (Margin)

Adalah hasil faktor dari deviasi standar dimana faktor K tergantung pada banyaknya

yang cacat dan jumlah benda uji.

4. Kekuatan rata-rata (cr) yang akan dicapai.

Adalah kuat tekan karakteristik ditambah nilai tambah.

5. Jenis semen.

6. Jenis agregat kasar dan halus.

7. Faktor air semen (FA S).

8. Faktor air semen maksimum

Faktor air semen yang dipakai adalah faktor air semen yang terendan.

9. Slump.

10. Ukuran agregat maksimum

11. Kadar air bebas.

Kebutuhan air yang dibutuhkan untuk proses hidrasi semen, bukan untuk peresapan

air.

12. Kadar semen.

Didapat dari membagi kadar air bebas dibagi dengan FAS.

13. Kadar semen maksimum.

Bila tidak dituangkan dapat diabaikan.


14. Kadar semen ditetapkan untuk persyaratan kondisi tertentu. Mungkin ditetapkan

persyaratan kondisi tertentu.

15. Faktor air semen yang disesuaikan.

Bila kadar semen berubah karena lebih kecil dari kadar semen minimum yang

ditetapkan, maka faktor air semen harus diperhitungkin kembali.

16. Susunan besar batu agregat halus.

17. Persentase fraksi pasir.

Makin halus pasir, persentase pasir makin kecil. Untuk pasir zone 2 persentasenya

antara 31 % - 40 % sedangkan untuk zone 1 persentasenya antara 40%-55%.

18. Berat jenis relative agregat gabungan.

Terdiri dari persentase pasir dikalikan berat jenis agregat kasar. Bila tidak ada data

maka digunakan berat jenis pasir ( agregat halus ) 2,5 t/m3 dan untuk agregat kasar

2,6 t/m3.

19. Berat jenis beton.

20. Kadar agregat gabungan.

Adalah berat jenis beton dikurangi jumlah (kadar) semen dan air.

21. Kadar agregat halus

Adalah persentase fraksi pasir dikalikan jumlah agregat campuran. Dan ini

merupakan jumlah pasir yang diperlukan.

22. Kadar agregat kasar.

Didapat dari pcngurangan jumlah agregat gabungan dikurangi jumlah pasir.

Dari langkah-langkah perhitungan 1 sampai dcngan 22 akan didapat jumlah,

bahan beton, air, semen, agregat halus dan agregat kasar untuk 1 m3 beton dalam

kondisi SSD. Berikut adalah contoh perhitungannya: Ketentuan-ketentuan campuran

beton yang dibuat:

a. Kuat tekan karaktristik = 225 kg/cm2 untuk umur 28 hari dcngan jumlah yang

mungkin cacat adalah 5 %.

b. Semua semen yang dipakai adalah semen Portland normal type I

c. Tinggi slump disyaratkan 45 mm (30 - 60 mm)

d. Ukuran besar butir maksirnum 40 mm.

e. Nilai faktor air semen maksimum 0,6.

f. Kadar semen minimum = 275 kg/m3


g. Susunan butir agregat halus ditetapkan zone 2.

h. Agregat yang tersedia adalah pasir Yp1 dan Yp2 dan kerikil Ya123

i. Data-data berat jenis, penyerapan air dan kadar air bebas dari agregat dapat dilihat

pada tabel dibawah ini :

Tabel 5.7b Date - data Agregat

Sifat Fisis

Agregat

Pasir Halus

Alami

Pasir Kasar

Alami

Batu Pecah

(Kerikil)

Berat Jenis ( SSD )

Penyerapan Air

Kadar Air

2,50 t/m3

3,10%

6,50%

2,44 t/m3

4,20%

8,80%

2,66 t/m3

1,63%

1,06%

Rencanakan adukan beton sesuai dengan ketentuan-ketentuan diatas dan data-data dari

bahan yang ada.

Tabel 5.7c Daftar Isian (Formulir) Rancangan Campuran Beton

Uraian Tabel/Grafik

Perhitungan Nilai

1. Kuat tekan karakteristik

2. Standar deviasi

3. Nilai tambah

4. Kekuatan rata-rata yang hendak

dicapai

5. Jenis semen

6. Jenis agregat : kasar

halus

7. Faktor air semen bebas

8. Faktor air semen maksimum

9. Slump

10. Ukuran agregat maksimum

11. Kadar air bebas

12. Kadar semen

13. Kadar semen minimum

14. Kadar semen maksimum

15. Faktor air semen yang disesuaikan

16. Susunan butir agregat halus

17. Persen bahan lebih halus dari 4,8 mm

18. Berat jenis relatif agregat (kering

permukaan)

19. Berat jenis beton

20. Kadar agregat gabungan

21. Kadar agregat halus

22. Kadar agregat kasar

Ditentukan

Diketahui

1 + 3

Ditetapkan

Ditetapkan

Ditetapkan

Ditetapkan

Ditetapkan

Ditetapkan

Ditetapkan

Tabel 4

11:8

Ditetapkan/PBI

Ditetapkan

Grafik 3-9 PBI

Grafi 8

Grafik 7

19, 12, 11

20 – 21

22,5 N/mm2 pada 28 hari bagian cacat 5%

7 N/mm2 atau tanpa data (k = 1,64)

1,64 * 7 = 11,5 N/mm2

22,5 + 11,5 = 34 N/m2

Semen normal type I

Batu pecah alami

0,6

0,6

Slump 30 – 60

40 mm

170 kg/m2

170” 0,6 = 283 kg/m3

265 kg/m3 pakai bila > 12, hitung no. 15

......... Kg/m3

Daerah (zone) susunan butir 2

35%

2,59 diketahui

2,380 kg/m3

2,380 – 283 – 170 = 1.927 kg/m3

1927 * 0,35 = 674 kg/m3

1927 – 647 = 1253 ko/m3


Berdasarkan (teoritis) Semen

(kg)

Air

(kg atau 1)

Agregat Halus

(kg)

Agregat Karet

(kg)

Tiap m3 dengan ketel 5 kg

Tiap campuran uji 0,05 m3

283

14,5

170

8,5

674

33,17

1253

62,65

Banyaknya bahan

ditimbang

Semen

(kg)

Air

(kg atau 1)

Agregat Halus

(kg)

Agregat Kasar

(kg)

Tiap m3

Tiap 0,05 m3

283

14,5

150

7,5

702

35,1

1245

62,25

Penjelasan formulir isian :

1. Sudah jelas

2. Lihat tabel berikut :

Tabel 5.7d Mutu Pelaksanan Diukur dengan Deviasi Standar (PBI 1971)

Isian Pekerjaan Standar Deviasi (S), kg/cm2

Sebuatn Jumlah beton

(m3)

Baik sekali Baik Dapat terima

Kecil

Sedang

Besar

1000

1000-3000

3000

45 < S < 55

35 < S < 45

25 < S < 35

55 < S < 65

45 < S < 55

35 < S < 45

65 < S < 85

55 < S < 75

45 < S < 65

Untuk 1000 m

3 beton, S = 7 N/mm

2 atau tergantung derajat kontrol yang

ditetapkan.

3. Sudah jelas

4. Sudah jelas

5. Sudah jelas

6. Jenis agregat diketahui :

- Agregat halus (pasir) alami (pasir kali)

- Agregat kasar berupa batu pecah (kerikil)

7. Gunakan gambar 1 dan tabel berikut :


Tabel 5.7e Jumlah Semen Minum dan Nilai Faktor Air Semen Maksimum

(PBI 1971)

Jumlah semen

minimum per

m3 beton (kg)

Nilai faktor air

semen

maksimum

Beton di dalam ruangan bangunan :

a. Keadaan keliling non korosif

b. Keadaan keliling non korosif

disebabkan oleh kondensasi atau uap-

uap korosif

Beton di luar ruangan bangunan

a. Tidak terlindung dari hujan dan terik

matahari

b. Terlindung dari hujan danterik

matahari langsung

Beton yang masuk dalam tanah :

a. Mengalami keadaan kering dan

basah berganti-ganti

b. Mendapat pengaruh sulfat alkali

tanah atau air tanah

Beton yang kontinyu berhubungan

dengan air :

a. Air tawar

b. Air laut

275

325

325

275

325

375

275

375

0,60

0,52

0,60

0,60

0,55

0,52

0,57

0,52

Tabel 5.7f Perkiraan Kekuatan Tekan (N/mm2) Beton dengan Faktor Air

Semen 0,5 dan Jenis Semen dan Agregat Kasar yang Biasa dipakai di

Indonesia

Jenis Semen Jenis Agregat

Kekuatan Tekan (N/mm2)

Pada Umur (hari)

3 7 28 91

Semen Portland (tipe I)

Semen Portland (tipe II)

Alami (koral)

Batu pecah

Alami (koral)

Batu pecah

20

23

13

11

28

32

18

26

40

45

32

36

48

54

40

44

- Dari tabel, untuk semen Portland tipe I dan batu pecah, pada umur 28 hari

’bk = 45 N/mm

2

- Dari grafik / gambar 1 :


Dari titik kekuatan tekan 45 N/mm2, tarik garis datar hingga memotong garis tengah

kurva yang berbentuk kira-kira sama dengan kurva diatas dan dibawahnya

(memakai garis putus-putus).

- Dari titik kekuatan beton yang direncanakan (34 kg/cm2) tarik garis mendatar yang

memotong kurva putus-putus tersebut.

- Dari titik potong ini, tarik garis tegak lurus kc bawah yang memotong sumbu x

(sumbu x = faktor air semen).

8. Faktor air semen maksimum ditetapkan 0,6.

Dalam hal ini, faktor air semen yang diperoleh dari gamhar 2 tidak sama dengan

yang ditetapkan, dipakai FAS yang lebih kecil.

9. Sudah jelas

10. Sudah jelas

11. Gunakan tabel berikut:

Tabel 5.7g Perkiraan Kadar Air Bebas (kg/m3) yang dibutuhkan untuk Beberapa

Tingkat Kemudahaan Pengerjaan Adukan Beton

Ukuran Besar Butir

Agregat Maksimum

( mm )

Jenis Agregat

Slump ( mm )

0 -10 10 -20 20-60 60-80

10 Alami 150 180 205 225

Batu pecah 180 205 230 250

20 Alami 135 130 180 190

Batu pecah 170 190 210 225

30 Alami 115 140 160 175

Batu pecah 155 175 190 205

Karena dalam tabel ukuran butir maksimum adalah 30 mm, maka untuk butir

maksimum 40 mm, juga memiliki nilai yang sama, maka dan tabel didapat:

- Alami = 160 kg/m3

- Batu pecah = 190 kg/m3

- Slump = 30 -60 mm

Untuk agregat gabungan digunakan rumus :

2/3 Wf + 1/3 Wc

Wf = jumlah air pada agregat halus

Wc = jumlah air pada agregat kasar

Sehingga 2/3. 160 + 1/3 . 190 = 170 kg/m3 kadar air bebas.


12. Sudah jelas

13. Bila kadar semen yang diperoleh dari perhitungan pada nomor 12 belum

mencapai syarat minimum, maka harga minimum ini harus digunakan dan FAS

yang baru perlu disesuaikan.

14. Tidak ditentukan dapat diabaikan

15. Karena syarat semen minimum (275 kg/m3) sudah rerlaMPaui dengan jumlah semen

= 283 kg/m3, maka FAS tidak perlu dikoreksi.

16. Dengan trial & error diperoleh campuran 36 % Yp1 dan 64 % Yp2

17. Dari gambar 2

Berdasarkan nilai slump (30-60 mm), FAS = 0,6 dan ukuran butir agregat

maksimum 40 mm, untuk susunan butir pada zone 2, diperoleh nilai rata rata 30 -

37,5 % diambil 35 %

18. Berat jenis relative agregat, karena merupakan agregat gabungan antara pasir dan

kerikil, sedang agregat halus sendiri terdiri dari dua tipe pasir, maka berat jenis (bj)

masing-masing agregat halus dihitung terlebih dahulu sebelum mencari berat jenis

relatif.

berat jenis gabungan = (0,36x2,5) + (0,64x2,44)

= 2,64

berat jenis agregat kasar = 2,66

berat jenis agregat gabungan = (0,35 x 2,64) + (0,65 x 2,66)

= 2,59

19. Dari gambar 3

Dengan jalan membuat grafik baru sesuai dengan berat jenis gabungan yaitu 2,59.

Titik potong grafik baru dengan garis tcgak lurus yang menunjukkan kadar air bebas

(170 kg/m) menunjukkan nilai berat jenis beton yang dirancang 2380 kgh/m3.

20. Sudahjelas

21. Sudahjelas

22. Sudah jelas

Dari langkah-langkah no 1 – 22 untuk 1 m3, yaitu sebagai berikut:

Semen Portland type I = 283 kg

Air seluruhnya = 170 kg

Agregat halus = 674 kg

- Pasir I = 0,36 x 6754 = 242,6 kg


- Pasir II = 0,64 x 674 = 431,4 kg

Agregat kasar = 1253 kg

Metode ACI

Contoh :

Beton dikehendaki mempunyai kekuatan tekan rata-rata pada 28 hari sebesar 35

MPa (500 lb/m2) untuk kondisi pengecoran, slump dianjurkan antara 25 sampai 50 mm

(1 dan 2 inch) dan ukuran agregat maksirnum tidak boleh melebihi 20 mm (¼ inch).

Sifat - sifat bahan beton adalah sebagai berikut:

- Semen : tipe I berat jenis = 3,15

- Agregat kasar : berat jenis (SSD) = 2,70

Resapan = 1,0%

kelembapan = 2,5%

berat kering = 1600 kg/m3 (100 lb/ft

1)

- Agregat halus berat jenis = 2,65

Resapan = 1,3%

kelembapan = 5,5%

modulus kehalusan = 2,7

Informasi ini sangat penting pada Mix Disain yang biasanya rangkaian tahapannya

sebagai berikut:

Tahap 1 : Diperlukan informasi material

Tahap 2 : Pemilihan slump

Tahap 3 : Ukuran agregat maksirnum

Tahap 4 : Perhatikan tabel berikut

Tabel 5.7h Kandungan Udara

1 - 2 30 - 50 350 205 335 200 315 105 300 180 275 160 260 155 240 145

3 - 4 80 - 100 305 225 365 215 340 200 325 195 300 175 285 170 265 160

6 - 7 150 - 180 410 240 385 230 360 210 340 205 310 185 300 180 285 170

1 - 2 30 - 50 305 180 295 175 280 165 270 160 250 145 240 140 225 135

3 - 4 80 - 100 340 200 325 190 305 175 295 175 275 160 265 155 250 150

6 - 7 150 - 180 365 215 245 205 325 185 310 180 290 170 280 165 270 160

Dianjurkan kandungan udara total rata-rata (%)

Permukaan dari yang didapat :

5,5 5,0

1,5d

1,5d

4,5d6,0

3,5 3,0

5,0 4,5

6,0 5,5Berat

4,5

6,0

7,5

Ringan

Beton dengan rongga udara

Sedang

4,0

5,5

2,5 2,0

4,5 4,0

0,5 0,52,5 2 1,5 1Perkiraan jumlah

udara di beton

tanpa rongga (5)

3


Dari tabel, kandungan udara mempunyai nilai ekstrim 6,0 %. Kebutuhan air adalah 165

kg/m3 ( 2801b/yd

3) Tahap 5 : Pcrhatikan tabel berikut

Tabel 5.7i Faktor air semen pada umur 28 hari

Kekuatan tekan pada

umur 28 hari

Faktor air/semen dengan berat

Tanpa rongga udara beton Dengan rongga udara beton

6000 lb/in2 0,4 -

5000 lb/in2 0,5 0,4

4000 lb/in2 0,6 0,5

3000 1b/in2 0,7 0,6

2000 lb/in2 0,6 0,7

50 Moa 0,3 -

45 MPa 0,4 -

35 MPa 0,4 -

25 MPa 0,5 0,4

20 MPa 0,5 0,5

1 5 MPa 0,6 0,5

0,7 0,6

0,8 0,7

Faktor air/semen dari tabel 3 pada umur 28 hari scbesar 35 MPa (5000 lb/in2)

adalah 0,4

Tahap 6 : Perhitungan kebutuhan semen, didasarkan pada hasil tahap 4 dan 5 adalah

165/0,4 = 413 kg/m3 ( 280/0,4 = 700 lb/yd

2)

Tahap 7 : Perhatikan tabel berikut

Tabel 5.7j Volume dari Agregat Kasar per Unit Volume Belon

Ukuran maksimum

agregat

Volume kering agregat kasar per unit volume untuk

modulus kehalusan yang berbeda dari pasir

in mm 2,4 2,6 2,8 3,0

1/8 10 0,50 0,48 0,46 0,44

½ 12,5 0,59 0,57 0,55 0,53

¾ 20 0,66 0,64 0,62 0,60

1 25 0,71 0,69 0,67 0,60

1 ½ 40 0,76 0,74 0,72 0,70

2 50 0,78 0,76 0,74 0,72

3 75 0,82 0,80 0,78 0,76

6 150 0,87 0,85 0,83 0,81

Berdasarken tabel diatas, untuk modulus kehalusan 2,7 maka volume dry radded

agregat kasar menjadi 0,63 m3/m

3 atau 0,63 x 27 = 17,61 ft

3 /yd

3. Berat oven agregat

kasar adalah 0,63 x 1600 = 1008 kg (1701 lb). Berat SSd adalah 1008 x 1,01 = 1018 kg

(1718 lb).


Tahap 8 : Mencari kebutuhan agregat halus dengan menggunakan mctode berat

Tabel 5.7k Mencari kebutuhan agregat halus dengan menggunakan metode berat

Ukuran maksimum

agregat

Estimasi pertania dari beto

Beton non air entrained Beton air entrained

in mm Ib/yd3 kg/cm

J Ib/yd

3 kg/cm

3

3/8 10 3840 2285 3690 2190

½ 12,5 3890 2315 3760 2235

¾ 20 3960 2355 3840 2280

1 25 4010 2375 3900 2315

1 ½ 40 4070 2420 3960 2355

2 50 4120 2445 4000 2375

3 70 4160 2465 4040 2400

Dari tabel diatas, berat beton diperkirakan 2280 kg/m3 atau 3840 Ib/yd

3.

Berdasarkan persamaan Um = 10Ga (100 - A) + Cm (1 – Ga/ge) – Wm (Ga – 1)

dimana :

Um (U) = Berat beton segar, kg/m3 (lb/yd

3)

Ga = Berat rata-rata bulk spesific gravity (SSD) dari kombinasi agregat halus dan

agregat kasar, asumsi rasional yang proporsi agregat kasar dan halus

Ge = Spesific gravity semen (umumnya 3,15 )

A = Kandungan udara, %

Wm, W = Jumlah kebutuhan air, kg/m3 (lb/yd

3)

Cm, C = Kebutuhan semen, kg/m3 (lb/yd

3)

Maka nilai yang digunakan :

Um = 10 (2,68)(100-6)+ 413(1 – 15,368,2 ) – 165 (2,68 - 1).

Penggunaan persamaan Urn = 10Ga (100 - A) + Cm (1 - geGa ) - Wm (Ga – 1)

mendapatkan nilai 3879 Ib/yd3. Berat yang telah ditentukan adalah :

Air = 165 kg (180 1b)

Semen = 413 kg (700 lb ) dan

Agregat kasar (SSD) = 1018 kg (1718 lb)


Maka :

Berat agregat halus ( SSD ) = 2304 - 165 - 413 - 1018

= 708 kg (1181 lb)

Tahap 9 : Penyesuaian kelembapan pada agregat karena agregat tidak pasti SSD atau

OD (Open Dry) di lapangan, maka hal ini perlu penyesuaian berat agregat

karena sejumlah kandungan air didalam agregat (catatan: bahwa agregat

yang sangat kering akan menyerap air dari campuran yang telah ditentukan)

hanya air permukaan perlu dipcrhatikan, sedang air serapan pada agregat

bukan menjadi air cumpuran sebab telah tercakup pada kelembapan

penyesuaian berat pada agregat.

Agregat kasar (basah) = 1018 (1,025-0,01) = 1033 kg/m3

= 1718(1,025 - 0,01) = 1744 lb/yd3

Jika berat jenis dari agregat bcrdasarkan OD, maka berat OD seharusnya

juga dipakai umuk menghitung volume pada agregat kasar dan berat dari

agregat halus akan ditentukan berdasarkan atas dasar OD juga.

Agregat halus (basah) = 708 (1,055 - 0,013 ) = 738 kg/m

= 1179 (1,055 - 0,023 ) = 1229 lb/yd3

Kelembapan yang terdistribusi pada permukaan agregat kasar adalah 2,5 -

1,0 = 1,5 % untuk agregat halus 5,5 - 1,3 = 4,2%. Pcnambahan air

dibutuhkan, yaitu :

165 - 1018 ( 0,015 ) - 708 ( 0,042 ) = 120,0 kg/m3 (yd

3) adalah :

Air (dengan penambahan) 120 kg 205 lb

Semen 413 kg 700 lb

Agregat kasar (basah) 103 kg 174 lb

Agregat halus (basah) 734 kg 1229 lb

Total 2304 kg/m3 = 3837 lb/yd

3

Tahap 10 : Percobaan suatu campuran yaitu mempergunakan dalam bentuk hitungan.

Jika beberapa dari mutu beton yang diinginkannya tidak tercapai, maka

beton harus disesuaikan seperti petunjuk di atas.

Apabila penyesuaian taMPaknya terlalu besar yang ditunjukkan mungkin

hal ini lebih untuk mendesain kembali campuran keseluruhannya,

diharapkan mengubah materialnya.


BAB VI

BETON MUTU TINGGI

6.1 Pendahuluan

Beton merupakan bahan bangunan yang sampai saat ini merupakan sangat

populer karena beberapa sifat yang unggul dibandingkan bahan lain. Diantaranya adalah

mudah dalam mendapatkan bahan bakunya, tahan api dalam tingkat suhu tertentu,

mudah mengikuti bentuk arsitektur yang diinginkan.

Meskipun teknologi beton telah terbukti kemampuannya, namun karena tuntutan

konstruksi terhadap kekuatan dan keawetan, teknologi ini dapat ditingkatkan efektifitas

kinerjanya dengan memperbaiki mutu beton yang dikcnal dengan sobutan beton mutu

tinggi. Banyak yang mendifinisikan tentang kategori beton mutu tinggi disesuaikan

dengan kuat tekannya, seperti misalnya :

a. CSA mendifinisikan beton mutu tinggi untuk beton dengan kuat tekan f’c lebih

besar dari 70 MPa.

b. ACI mendifinisikan beton mutu tinggi untuk beton dengan kuat tekan f’c lebih besar

dari 60 MPa.

c. Sedangkan Firlandia telah kategori beton sebagai berikut :

- Normal Strength Concrete adalah beton yang mempunyai kekuatan tekan

nominal berkisar antara 20 MPa - 60 MPa.

- High Strength Concrete adalah beton yang mempunyai kekuatan tekan nominal

sampai dengan 100 MPa.

Karena beton ini memiliki kekuatan yang tinggi maka sering disebut dengan

High Strength Concrete (HSC), selain memiliki kekuatan yang tinggi, beton ini juga

memiliki keawetan yang tinggi schingga disebut juga High Performance Concrete

(HPC).

Perbedaan yang jelas antara beton mutu tinggi dengan beton normal adalah

faktor air semen (f.a.s) yang digunakan. Pada beton mutu tinggi faktor air semen yang

digunakan rendah sehingga proses pengeringannya lebih cepat.

Teknologi beton mutu tinggi telah banyak digunakan dalam konstruksi

konstruksi, baik dalam konstruksi gedung, jembatan maupun untuk konstruksi beton

pratekan. Ada beberapa alasan mengapa betcn mutu tinggi ini digunakan, diantaranya

adalah:


1. Pada bangunan tinggi (struktur kolom, balok, pelat, core atau shearwall)

- Kekuatan yang dicapai dapat lebih tinggi dibandingkan baton biasa. Pengerjaan

yang lebih mudah.

- Kekakuan frame yang lebih tinggi

- Lebih ekonomis karena dapat dikerjakan lebih ccpat dan mudah

- Mempunyai daktilitas sendi-sendi balok pada frame yang lebih tinggi. Bila

digunakan pada struktur pelat akan lebih tipis.

2. Industri Komponen Pracetak-Pratekan (komponen balok, kolom, pipa tiang listrik,

sheet pile, tiang pancang, pelat atap atau pelat lantai):

- Mempunyai berat yang ringan, sehingga memudahkan untuk pcngangkatan.

- Beban retaknya lebih tinggi.

- Penggunaan untuk komponen pelat tidak memerlukan perancah.

- Mempunyai ketahanan geser pons yang lebih tinggi. Lebih tahan terhadap

lingkungan agresif

- Dapat dipratekan dengann dipratekan yang lebih tinggi

3. Untuk jembatan

- Dapat meningkatkan bentang jembatan

- Mempunyai creep dan susut yang kecil

- Beban ringan sehingga dapat mengurangi beban struktur pondasi.

6.2 Sifat-Sifat Beton Mutu Tinggi

Selain berbagai keuntungan yang dimiliki oleh beton mutu tinggi tcrdapat juga

permasalahan yang ditimbulkan dengan pcmakaian beton mutu tinggi ini. Pada beton

mutu tinggi pola keruntuhan yang dihasilkan bersifat getas (keruntuhan getas akan

segera terjadi retak lentur merambat sampai titik tangkap beban terpusat).

Melihat dan sifat getas yang dimiliki oleh beton mutu tinggi maka perlu

diketahui tentang sifat-sifat beton mutu tinggi baik sifat fisik maupun mekaniknya.

Selain itu telah dilakukan penelitian tentang perilaku balok boton mutu tinggi.


6.2.1 Sifat Fisik Beton Mutu Tinggi

Beberapa perbandingan sifat phisik beton mutu tinggi cengan beton normal

Tabel 6.2.1 Sifat fisik beton mutu tinggi

No Sifat fisik yang ditinjau Beton mutu tinggi vs beton

normal Catatan

1 Peningkatan kekuatan terhadap

umur

Pada awal lebih tinggi,

selanjutnya hampir sama)

Sifat ini

menguntungkan

dalam pelaksanaan

2 Perkembangan panas akibat

hidrasi

Lebih besar karena partikel

halus lebih banyak

Hati-hati pada susut

awal

3 Sifat termodinamika (kalor

spesifikasi, penyebaran panas,

pengantar panas).

Hampir sama

6.2.2 Sifat Mekanik Beton Mutu Tinggi

Tegangan - regangan beton mutu tinggi

Hubungan antara tegangan dan regangan beton sangat berpengaruh untuk

menetapkan perumusan dalam perhitungan kapasitas penampang dari sebuah

elemen struktur beton.

Gambar 6.2.1 Diagram tegangan-regangan berbagai mutu beton

Dari diagram tegangan dan regangan berbagai mutu beton terlihat bahwa apabila

kadar spesinya sangat dominan maka harya modulus elastisitasnya dapat menurun


cukup berarti dan semakin tinggi mutu beton semakin rendah regangan yang terjadi

sehingga hal ini menyebabkan perilaku keruntuhan lebih getas dibandingkan dengan

beton normal.

Durabilitas

- Kepadatan

HPC dibentuk selain dengan adanya kualilas agregat yang tinggi, juga dengan

adanya bahan tambahan yang menjadikan pasta semennya mempunyai kekuatan

dan kekompakan yang lebih tinggi. Bahan tambahan tersebut dapat berupa

bahan mineral seperti abu terbang (fly ash), abu sekam (rice ash), silica fume,

blast furnace slag dan lain sebagainya, sedang bahan kimia biasanya berupa

plasticiser atau super plasticiser dan bahan tambahan lain berupa steel fibre,

Bahan tambahana mineral ini (Mineral Admixture) akan bereaksi dengan kapur

scbagai proses hidrasi Portland semen dan membentuk perekat baru yang

mengisi pori-pori yang ada sebclumnya, sehingga akan memperkecil nilai

porositas, permeabilitas dan koefesien difusitasnya.

- Ketahanan terhadap lingkungan agrcsif

Proses pelapukan umumnya sulit untuk dihindari, yang biasa dilakukan adalah

memperlambat proses pelapukan dengan cara membuat beton menjadi lebih

kompak dan padat. Dengan pori pori yang berdiameter lebih kecil senyawa yang

terbentuk akibat reaksi dengan lingkungan agresif akan mengendap (tidak karat)

dan menutup pori-pori sehingga menurunkan difusitas beton sehingga dapat

memperlambat korosi. Mineral admixture yang paling baik untuk meningkatkan

ketahanan MFC adalah Silica Fume (SF).

- Ketahanan terhadap kebakaran

Ketahanan terhadap kebakaran pada HPC dan pada beton normal tidak jauh

berbeda. Hanya terdapat perbedaan mekanisme yang terjadi. Pada HPC uap air

yang ada didalam tidak mudah keluar karena pori-pori HPC yang lebih kecil, hal

ini dapat menyebabkan tckanan dari dalam beton itu sendiri. Tekanan uap itu

sendiri tidak hanya rnenurunkan kuat tekanan tetapi juga dapat menyebabkan

penutup beton mengelupas.


6.3 Persyaratan Mix Disain Beton Mutu Tinggi

Perencanaan campuran Beton menurut metoda ACI dikenal atas dua macam yaitu

metoda ACI 211.1 -91 dan ACI 211.4R-93

a. Metoda ACI 211.1-91 didasarkan atas “Standard Practice for Selecting

Proportions for Normal, Heavyweight, and Mass Concrete". Metoda ini

digunakan bagi beton dengan kekuatan normal (f’c<40 MPa) tanpa

menggunakan bahan tambahan termasuk superplasticizer.

b. Metode ACI 211.4R-93 didasarkan atas "Guide for Selecting Proportions for

High Strength Concrete". Metoda ini digunakan untuk merancang campuran

beton dengan kuat tekan rencana rata-rata 48 MPa sampai 83 MPa.

Dalam perencanaan campuran beton mutu tinggi perlu diperhatikan beberapa syarat

menurut ACI 211.4R-93 yaitu sebagai berikut:

1. Pemilihan nilai slump

Nilai slump yang dianjurkan oleh ACI 211.JR-93 adalah seperti pada tabel.

Tabel 6.3.1 Nilai Slump untuk Beton gengan dan Tanpa HRWR

Beton dengan HRWR

Slump sebelum penambahan HRWR 1 inch - 2 inch

Baton tanpa HRWR

Slump 2 inchi - 4 inch

2. Pemilihan ukuran maksimum agregat kasar

Untuk beton mutu tinggi, ACI 211.4R-93 merekomendasikan penggunaan ukuran

maksimum agregat kasar pada tabel 6.3.2.

Tabel 6.3.2 Ukuran makslmuni agregat kasar

Kuat tekan beton (MPa) Ukuran maksimum agregat kasar (inch)

< 62

> 62

¾ - 1

3/8 – 1/2

Saat menggunakan HRWR kekuatan beton 9000 Psi sampai 12000 Psi dapat

dicapai dengan menggunakan ukuran agregat kasar > 1 inci.


3. Perkiraan volume agregat kasar

Perkiraan volume agregat kasar kondisi kering persatuan volume beton ditentukan

berdasarkan ukuran maksimum agregat kasar seperti icrlihat pada tabel.

Tabel 6.3.3 Perkiraan volume agregat kasar per satuan volume beton untuk agregat

halus dengan modulus kehalusan 2,5 - 3,2

Ukuran maksimum agregat kasar

(inch)

Volume agregat kasar kondisi kering padat

3/8

½

¼

1

0,66

0,68

0,72

0,75

Berat agregat kasar kondisi kering padat adalah volume menurut tabel diatas

kalikan dengan be rat isi kering padat agregat.

4. Perkiraan jumlah air dan udara terperangkap

Jumlah kebutuhan air per satuan volume beton tergantung dari nilai slump dan

ukuran maksimum agregat kasar. Perkiraan jumlah kebutuhan air dibcrikan dalain

tabel 6.3.4.

Tabel 6.3.4 Perkiraan jumlah air dau udara terperangkup dengan

kadar udara pasir 35%

Slump

(inch)

Air pencampur (lb/yd3)

Ukuran maksimum agregat kasar (inch)

3/8 1/2 3/4 1

1-2 310 295 285 280

2-3 320 310 295 290

3-4 330 320 305 300

Udara (%) 3 2,5 2 1.5

Udara* (%) 2,5 2 1,5 1

* : Dengan menggunakan HRWR

Dengan jumlah air menurut tabel dan kadar udara pasir 35%, maka void agregat

halus adalah :

V = drygravityspesificBulk

halusagregatkeringisiBerat1

Tambahan air = ( V - 35 ) 4,75 kg/m3

5. Pemilihan rasio air/bahan semen (w/c+p)


Rasio air/bahan semen ditentukan berdasarkan kua tekan beton rcncana rata-rata dan

ukuran maksimum agregat kasar.

Tabel 6.3.5.a Rasio (w/c+p) untuk beton tanpa HRWR

3/8 1/2 3/4 1

28 hari 0,42 0,41 0,40 0,39

7000 56 hari 0,46 0,45 0,44 0,43

28 hari 0,35 0,34 0,33 0,33

8000 56 hari 0,38 0,37 0,36 0,35

28 hari 0,30 0,29 0,29 0,28

9000 56 hari 0,33 0,32 0,31 0,30

28 hari 0,26 0,26 0,25 0,25

10000 56 hari 0,29 0,28 0,27 0,26

Kuat tekan rata-rata

f cr

(Psi)

Ukuran maksimum agregat kasar (inch)

Rasio (w/c + p)

Tabel 6.3.5.b Rasio (w/c+p) untuk beton dengan HRWR

3/8 1/2 3/4 1

28 hari 0,50 0,48 0,45 0,43

7000 56 hari 0,55 0,52 0,48 0,46

28 hari 0,44 0,42 0,40 0,38

8000 56 hari 0,48 0,45 0,42 0,40

28 hari 0,38 0,36 0,35 0,34

9000 56 hari 0,42 0,39 0,37 0,36

28 hari 0,33 0,32 0,31 0,30

10000 56 hari 0,37 0,3 0,33 0,32

28 hari 0,30 0,29 0,27 0,27

11000 56 hari 0,33 0,31 0,29 0,29

28 hari 0,27 0,26 0,20 0,25

12000 56 hari 0,30 0,28 0,27 0,26

(Psi)

Kuat tekan rata-rata Rasio (w/c + p)

f cr Ukuran maksimum agregat kasar (inch)

6. Kebutuhan semen

Jumlah kebutuhan semen adalah jumlah kebutuhan air dibagi dengan rasio (w/c+p)

menurut tabel 2.6. diatas.

7. Menghitung berat agregat halus kerina

Volume agregat halus kering adalah :

Vah = 1 - (Va + Vs + Vu + Vak)

Dimana :

Va : Volume air

Vs : Volume semen


Vu : Volume udara

Vak : Volume agregat kasar

Berat agregat halus kering adalah volume agregat halus dikalikan dengan berat isi

kering agregat halus.

8. Koreksi jumlah air dan agregat berdasarkan kondisi lapangan.

Koreksi air ini perlu dilakukan karena jumlah agregat yang diperoleh sampai dengan

langkah

Akibat absorbsi agregat kasar

X = ( ak - wak). Wak (kering)

Dimana :

X : Tambahan air agregat kasar

ak : Absorbsi agregat kasar

Wak : Kadar air agregat kasar

Wak (kering) : Berat agregat kasar kering

Akibat absorbsi agregat halus

Y = ( ah - wah). Wah (kering)

Dimana :

Y : Tambahan air agregat kasar

ah : Absorbsi agregat kasar

Wah : Kadar air agregat kasar

Wah (kering) : Berat agregat kasar kering

Jumlah air actual : air pada langkah 4 + X + Y

Jumlah agregat aktual juga berubah mcnurut :

Agregar kasar

Wak (lap) = (1 + wak) . Wak (kering)

Agregat halus

Wah (aktual) - (1 + wah) . Wah (kering)


Selain persyaratan yang disebutkan diatas masih ada persyaratan performance

dari beton mutu tinggi yaitu :

1. Tes umur

Penentuan perbandingan campuran dapat dipengaruhi dapat dipengaruhi oleh ics

umur. Beton mutu tinggi bias diperoleh setelah umur 28 hari. Untuk mendapatkan

keuntungan karakteristik, banyak spesifikasi untuk kuat tekan dimodifikasi dari

kriteria umur 28 hari ke umur 56 hari, 91 hari, atau lebih. Perbandingan komponen

semen biasanya sudah diperkirakan untuk mendapatkan kekuatan yang diinginkan

pada umur yang ditentukan.

2. Kekuatan yang diinginkan

ACI 318 mengijinkan campuran beton dibuat dilapangan atau dilaboratorium. Untuk

menemukan spesifikasi kekuatan yang diinginkan, beton harus dibuat sedemikian

rupa sehingga hasil kekuatan tekan rata-rata pengesetan lapangan melampaui

kakuatan tekan desain (fc) dengan jumlah yang cukup tinggi untuk mendapatkan

probabilitas untuk pengesetan dengan jumlah kecil. Untuk mendapatkan kekuatan

tekan rata-rata yang dikehendaki dapat menggunakan persamaan :

f’cr = f’c + 1.34s

f’ cr = 0.90 f’c + 2.33s

3. Persyarataan - persyaratan Lainnya

Pertimbangan yang lain dari kekuatan tekan dapat mempengaruhi pemilihan

material dan perbandingan campuran. Persyaratan-persyaratan lain itu adalah

modulus elastisitas, kuat lentur dan kuat tarik, panas hidrasi, durabililas,

permaibilitas, workabililas.

6.4 Jenis Mix Disain Beton Mutu Tinggi

Dalam perencanaan beton mutu tinggi jenis mix disain (jenis campuran) yang

mengisi bagian dalamnya, yaitu :

1. Jenis Semen

Salah satu langkah terpenting dalam memproduksi beton mutu tinggi adalah

menyeleksi merk dan tipe semen Portland yang akan digunakan. ASTM C97 sangat

berguna dalam menentukan bahan semen. Variasi komposisi kimia dan sifat fisik

semen dapat mempengaruhi kekuatan beton melebihi dari variasi yang lainnya.

Untuk beberapa set material yang diberikan, ada kadar semen optimum yang lebih,


dimana ada atau tidak peningkatan dalam kekuatan yang dicapai dari penambahan

kadar semen.

2. Bahan Lain Yang Bersifat Semen

Dalam pembuatan beton mutu tinggi selain semen Portland diperhitungkan pula

penggunaan bahan yang bersifat semen, misalnya abu terbang, blast furnace slag

ataupun silica fume. Hal ini disebabkan oleh kebutuhan akan semen yang tinggi

sementara (w/c + p) harus rendah.

3. Air Pencampur

Kriteria penggunaan air untuk beton mutu tinggi tidak perlu diperhatikan secara

khusus jika air yang digunakan mutunya cukup baik untuk diminum. Jika tidak,

maka mutu air harus diuji sesuai ASTM C94.

4. Agregat Kasar

Dalam merancang proporsi campuran beton, agregat kasar perlu diperhatikan secara

khusus karena agregat kasar sangat mempengaruhi kekuatan dan sifat-sifat beton.

Agregat kasar mempengaruhi kekuatan dan sifat struktur beton. Untuk hal ini

agregat kasar harus dipilih yang cukup keras, tidak retak dan tidak mudah pecah,

bersih, bebas dari lapisan pada permukaannya. Sifat dari agregat kasar juga

mempengaruhi karakteristik lekatan agregat mortar dan pencampuran air yang

diperlukan. Untuk setiap tingkatan kekuatan bcton, ada ukuran optimum kasar

sehingga menghasilkan kekuatan terbesar setiap pound semen.

5. Agregat halus

Gradasi dan bentuk butiran agregat halus adaiah faktor yang terpenting dalam

produksi beton mutu tinggi. Sepertti halnya agregat kasar, bentuk butiran dan tekstur

permukaan agregat halus dapat sangat mempengaruhi kebutuhan air dan kuat tekan

beton.

6. Bahan Tambahan Kimiawi (Admixture Kimia)

Pada pembuatan beton, kekuatan yang lebih tinggi biasanya dicapai dengan rasio

(w/c+p) yang lebih rendah. Penggunaan bahan tambahan kimiawi dapat

meningkatkan dan mengcndalikan laju pengerasan dan kehilangan slump, sehingga

dihasilkan campuran beton yang lebih lecak, perkembangan kekuatan beton yang

lebih cepat, serta keawetan jangka panjang yang lebih baik. Menurut ASTM C494,


tipe-tipe bahan tambahan kimiawi yang dapat digunakan dalam campuran beton

adalah :

• Tipe A : Water reducting admixture

• Tipe B : Retarding admixture

• Tipe C : Accelerating admixture

• Tipe D : Water reducting and retarding admixture

• Tipe E : Water reducting and accelerating admixture

• Tipe F : Water reducting high range admixture

• Tipe G : Water reducting high range and retarding admixture

6.5 Contoh dan Perhitungan Mix Disain Sesuai Dengan Jenis campuran

Sebuah contoh disajikan disini untuk menggarnbarkan prosedur perbandingan

beton mutu tinggi. Pada contoh ini semen yang digunakan adalah tipe I.

Beton mutu tinggi yang diinginkan untuk kolom pada tiga lantai pertama dun

bangunan tingkat tinggi. Persyaratan kekuatan tckan adalah 9000 Psi atau 62 MPa pada

umur 28 hari. Akibat jarak tulangan yang dekat dalam kolom. Ukuran maksimum

nominal agregat yang dapat digunakan adalah 1/4 inch. Pasir alami dalam bata 5 ASTM

C33 akan digunakan, yang mempunyai sifat seperti : modulus kehalusan (FM) = 2,90 ;

bulk specific gravity pada berat kering (BSG dry) 2,59 ; resapan pada berat kering (Abs)

= 1,1% ; dry roppcd unit weight (DKUW) 103 lb/ft3. Juga digunakan HRWR dan

sejumlah retander admixture.

1. Menentukan slump dan kekuatan yang diinginkan

Karena HRWR digunakan, beton didesain berdasarkan slump antara 1 sampai inch

sebelum penambahan HRWR. Kekuatan rata-rata yang digunakan untuk

menentukan perbandingan bcton adalah:

f’cr = 90,0

)1400c'f( =

90,0

)14009000( = 11.556 Psi,... yaitu ... 11.600 Psi

2. Menentukan ukuran maksimum agregat

Batu pecah (crushed limestone) yang mempunyai ukuran maksimum nominal ½

inch yang digunakan. Sifat-sifal material ini adalah: bulk specific gravity pada berat

kering (BSG dry) 2,76; resapan pada berat kering (Abs) 0,7%, dry ropped unit

weight (DRUW) =101 lb/ft3.


3. Menentukan kadar agregat kasar optimum

Kadar agregat kasar optimum yaitu 0,68 per unit volume beton. Berat kering agregat

per yd3 beton (Wdry) adalah ;

Wdry = (0,68) x (101) x (27) = 1854 lb, menggunakan persamaan :

Wdry = (% x DRUW x 27)

4. Estimasi air campuran dan kadar udara

Berdasarkan pada slump 1 sampai 2 inch dan ukuran maksimum agregat kasar ½

inch, estimasi pertama dari air campuran yang diperlukan dipilih, yaitu 295 lb/yd3

dan entrapped air content, maka campuran yang menggunakan HRWR adalah 2,0%.

Dengan menggunakan persamaan :

V = %1001 xdryBSG

DRUW

Maka voids content pasir yang digunakan adalah

V = %36%100x)4.62(x)59.2(

1031

Pengaturan air campuran, dihitung dengan menggunakan persamaan:

Pengaturan air = (V - 35 ) 8 lb/yd3

= (36-35)8 lb/yd3

= + 8 lb/yd3 beton

Akan tetapi total air campuran yang diperlukan per Ib/yd beton adalah 295 + 8 atau

303 lb. Air campuran yang diperlukan itu termasuk retarding admixture, tetapi tidak

termasuk air dalam HRWR.

5. Menentukan Rasio air/bahan semen (W/C +P)

Untuk beton yang dibuat dengan menggunakan HRWR deugan ukuran maksimum

agregat l/2 inci, dan mempunyai kekuatan tekan rata-rata beradasarkan trial mix

laboratorium sebesar 11600 Psi pada urnur 28 hari. (W/C+P) yang diperlukan

dipilih dari tabel 2.6. yang kemudian ditambah sehingga menjadi 0,31.

(0,9) x fcr

(0,9) x 11,600 = 10440 Psi

6. Mengitung kadar bahan semen

Berat bahan semen per lb/yd3 beton adalah


lb97731,0

303

7. Perbandingan dasar campuran hanya dengan semen

a) Kadar semen per yd3 = 977 lb

b) Volume material per lb/yd3 kecuali pasir, sebagai berikut:

Semen = (977) / (3,15 x 62,4) = 4.97 ft3

Agregat kasar = (1854) / (2,76 x 62,4) = 10,77 ft3

Air = (303)7(62,4) = 4,86 ft3

Udara = (0,02) x (27) = 0,54 ft3

Volume total = 21,14 ft3

Oleh karena itu, volume pasir yang diperlukan per lb/yd3 beton adalah :

(27 -21,14) = 5,86 ft3

Perubahan ini untuk berat pasir kering per yd3 beton, berat pasir yang diperlukan

adalah :

(5,86) x (62,4) x (2,59) = 947 lb.

Semen 977 lb

Pasir, kering 947 lb

Agregat kasar, kering 1854 lb

Air, termasuk 3 ons / cwt* retanding admixture 303 lb

* = seratus dari berat semen

8. Perbandingan campuran gabungan semen dan fly ash

a. Pada ASTM fly ash kelas C yang digunakan mempunyai bulk specific gravity

2,64. Batasan yang dianjurkan untuk pengganti diberikan dalam label :

Fly ash Penggantian yang dianjurkan

(berat dalam persen)

Kelas F 15 sampai 25

Kelas C 20 sampai 30

b. Empat gabungan campuran dibandingkan mempunyai perseratus pengganti fly

ash sebagai berikut :

Gabungan campuran # 1 20%





c. Untuk gabungan campuran #1, berat fly ash per yd3 beton adulah (0,2) x (977) =

195 lb, oleh karena itu semennya = (977) - (195) = 782 lb.

d. Untuk campuran #1, volume semen per yd3 beton adalah (782) (3,14 x 62,4) =

3,98 ft3 dan fly ash per yd

3 adalah (195) (2,64 x 62,4 ) = 1,18 ft

3. Volume semen,

fly ash dan total bahan semen pada campuran pertama adalah 5,16 ft. Untuk

semua gabungan campuran, volume agregat kasar, air dan udara per yd3 beton

adalah sama dengan dasar campuran yang tidak mengandung bahun semen.

Bagaimanapun juga, volume bahan semen setiap campuran bervariasi. Berat

pasir yang diperlukan per yd3 beton untuk gabungan campuran #1 sebagai

berikut :

Komponen Volume

(per kubik yard beton)

Bahan Semen 5,16

Agregat Kasar 10,77

Air (termasuk 2,5 ons/cwt retarding admixture) 4,86

Udara 0,54

Volume total 21,33

Volume pasir yang diperlukan adalah (27 - 21,33) + 5,6 ft3. Perubahan pada

berat pasir kering per yd3 beton, berat yang diperlukan adalah (5,67) x (62,4) x

(2,59) = 916, 1b.

Perbandingan campuran beton untuk masing-masing campuran adulah

Campuran gabungan #1

Semen 782 lb

Fly ash 195 lb



Air, termasuk 2,5 ons / cwt* retanding admixture 303 Ib


Semen 733 lb

Fly ash 244 lb






Semen 684 lb

Fly ash 293 lb





Semen 782 lb

Fly ash 195 lb




9. Trial Campuran

Trial mixtures (trial campuran) dilakukan untuk campuran dasar dan masing-masing

dari keempat campuran gabungan tersebut. Pasir ditentukan yang mempunyai total

kelembaban 6,4% dan agregat kasar mempunyai total kelembaban 0,5%, pada

kondisi kering. Koreksi untuk menentukan bcrat batching untuk campuran dasar

dilakukan sebagai berikut: pasir, basah (947) x (1+ 0,064) = 1008 lb; agregat kasar,

basah (1854) x (1 + 0,005) = 1863 lb; dan air, koreksi = (303)- (947) (0,064 - 0,01

1) - (1854) -0,007) = 257 lb.

Ukuran trial campuran menjadi 3,0 ft3. Pengurangan berat batch untuk

menghasilkan 3,0 ft3 adalah sebagai berikut:

Campuran Dasar Camp. # 1 Camp. # 2 Camp. # 3 Camp. #,4

Semen, lb 108,56 86,89 81,44 76 70,56

Fly ash, Ib - 21,67 27,11 3256 38

Pasir, Ib 112 108,33 107,33 1 06,44 105,44

Agregat kasar, lb 207 207 207 207 207

Air, lb 28,56 28,67 28,67 28,78 28,78


10. Penentuan perbandingan campuran

Trial Mix yang dicapai :

Semen (108,56)7(3,15 x 62.4) = 0,55 ft3

Pasir (105,26)7(2,59 x 62,4) = 0,65 ft3

Agregat kasar (205,97)7(2,76 x 62,4) = 1,20 ft3

Air (34,73)/(62,4) = 0,56 ft3

Udara (3,02) (3,0) = 0,06 ft3

Volume total = 3,02 ft3

Kesimpulan dari Performance Trial Campuran

Campuran Dasar Camp. # 1 Camp. # 2 Camp. # 3 Camp. #4

Semen, lb 1003 782 738 671 621

Fly ash;lb - 195 246 237 331

Pasir, lb 915 916 914 917 922

Agregat kasar, lb 1841 1854 1866 1854 1866

Air, lb 311 303 301 297 296

Slump, inci 1,00 1,25 1,00 1,50 2,00

Retarder, ons/cwt 3,0 2,5 2,5 2,0 2,0

HRWR, ons/cwt 11,0 11,0 10,0 9,5 9,0

Slump, inci 10,0 10,5 9,0 10,3 9,5

Kuat tekan 28 hari, psi 11.750 11.500 11.900 11.600 11.370

11. Menentukan Perbandingan Campuran Optimum

Campuran gabungan #4 merupakan satu-satunya trial mix yang mcmpunyai

kekuatan tekan yang diinginkan kurang dari 11.600 psi pada umur 28 hari. Semua

trial batch yang lainnya dibuat dilapangan. Campuran diatur menurut slump yang

diinginkan baik sebelum maupun sesudah penambahan HRWR dan kekuatan benda

uji tetap berlangsung. Temperatur beton juga dicatat. Masih tes seperti ditunjukkan

pada tabel dibawah ini :


Campuran Kekuatan tekan pada

umur 28 hari, psi

Temperatur,

Farenhaith

Campuran gabungan # 1 10.410 94




Meskipun semua campuran menghasilkan kekuatan dilapangan yang diinginkan

yaitu 10.400 pada campuran 28 hari, temperatur beton berkurang dan kadar bahan

semen dari campuran #3 dibuat lebih disukai oleh prosedur rcady mix. Karena kondisi

lingkungan atau sifat material yang bervariasi, mcnambah pentingnya pcngaturan

dilapangan.

6.6 Analisa Balok Beton Mutu Tinggi

Analisa mengenai perilaku balok HSC mencakup aspek daktilitas, tulangan

minimum, kekuatan geser dan retak lentur balok LSC di lingkungan agresif

a. Seperti pada beton normal, daktilitas balok NSC sangat tergantung dari rasio / b.

b. Tulangan tarik minimum pada SNI’93 atau pada ACI-318 dinyatakan sccara

sederhana tergantung hanya pada fy, untuk pemakaian HSC juga dikaitkan dengan

nilai b.

c. Percobaan kekuatan balok beton tanpa dan dengan begel telah diselidiki, diperoleh

kesimpulan :

- Balok tanpa tulangan dengan rasio a/d = 2,5 - 3,0 seperti pada beton normal

akan gagal secara getas setelah retak lentur merambat sampai titik tangkap

beban terpusat.

- Balok dengan rasio a/d < 5 untuk beton mutu tinggi memberikan keruntuhan

yang dapat dikategorikan sebagai keruntuhan geser lentur. Dengan pemasangan

begel ternyata kekuatan geser balok mencapai lebih dari 2x kekuatan yang

ditaksir oleh rumus ACI. Balok menunjukkan perilaku daktail.


- Perilaku hubungan beban dengan lendutan mendekati prediksi lecndutan teoritis

untuk kondisi beban dibawah beban runtuh.

d. Pada uji pembebanan lentur didapatkan pola retak yang sama antara balok

dilingkungan normal dengan balok dilingkungan agrcsilf. Yang membedakan adalah

jumlah retak yang terjadi pada balok HSC di lingkungan agresif lebih banyak

dibandingkan dengan jumlah retak balok HSC di lingkungan normal.

e. Tulangan longitudinal minimum (balok dalam lentur)

min = fy

c'f2,0 CSA

f. Tulangan tranversal

y

wc

f

sxbxf'0,06minAv

g. Modulus hancur berkisar 0,6 s/d c'f

h. Batas rendah tarik belah 0,5


BAB VII

BETON BERTULANG

7. 1 Pengertian

Beton didefinisikan sebagai campuran antara sement portland atau semen

hidraulik yang lain, agregat halus, agregat kasar dan air, dengan atau tanpa bahan

tambahan yang membentuk massa padat.

Beton Bertulang adalah beton yang ditulangi dengan luas dan jumlah tulangan

yang tidak kurang dari nilai minimum yang diisyaratkan dengan atau tanpa prategang,

dan direncanakan berdasarkan asumsi bahwa kedua material bekerja bersama-sama

dalam menahan gaya yang bekerja.

Keunggulan sifat dari masing-masing bahan dimanfaatkan untuk menahan beban

secara bersama-sama atau dikatakan terjadi aksi komposit yaitu dengan kekuatan

tekannya dan baja dengan kekuatan tariknya.

Beton sangat mampu menahan tegangan tekan tetapi hampir tidak dapat

menahan tegangan tarik (kuat tarik beton berkisar 9%-15% dari kuat tekannya). Hasil

pengujian tekan benda uji beton diperlihatkan pada gambar di bawah. Nilai-nilai ’c dan

’c didapat dari hasil pengujian tekan tersebut. Tegangan tekan maksimum/ultimit ’cu

terjadi saat regangan beton ’c mencapai ±0,002.

]

Gambar 7.1 Diagram tegangan-regangan benda uji beton


7.2 Baja Tulangan

Hasil pengujian tarik batang baja tulangan diperlihatkan pada gambar di bawah.

Pada bagian awal diagram tegangan-regangan, modulus elastisitas baja Es konstan (Es =

2,0 x 105 MPa = 2,0 x 10

6 kg/cm

2). Kemudian terdapat bagian horisontal yang dikenal

sebagai batas leleh dimana regangan bertambah sedangkan tegangan dapat dikatakan

konstan. Tegangan pada kondisi ini disebut tegangan leleh baja ( y). Setelah terjadi

pelelehan, kurva naik lagi melewati titik maksimum (tegangan ultimit), kemudian turun

ke suatu nilai tegangan yang lebih rendah dimana batang baja akan putus.

Gambar 7.2 Diagram tegangan-regangan baja

7.3 Keuntungan dan Kerugian Struktur Beton

a. Keuntungan Struktur Beton

- Dari segi ekonomi, merupakan pertimbangan yang sangat penting yang meliputi:

material, kemudahan dalam pelaksanaan, waktu untuk konstruksi, pemeliharaan

struktur, daktilitas dan sebagainya.

- Keserasian beton untuk memenuhi kepentingan struktur dan arsitektur. Beton

dicor ketika masih cair dan menahan beban ketika telah mengeras. Hal ini sangat

bermanfaat, karena dapat membuat berbagai bentuk.

- Tahan terhadap api (sekitar 1 – 3 jam tanpa bahan kedap api tambahan).

- Rigiditas tinggi

s (mm/mm)

’s

y

daerah elastik

putus

idealisasi

y

batas leleh


- Biaya pemeliharaan rendah

- Penyediaan material mudah

b. Kerugian Struktur Beton

- Kekuatan tarik rendah (sekitar 10% dari kekuatan tekannya), sehingga mudah

retak, serta memungkinkan udara lembab masuk yang akan menyebabkan baja

tulangan berkarat.

- Memerlukan biaya bekesting, perancah yang tidak sedikit jumlahnya.

- Kekuatan per satuan berat atau satuan volume yang relatif rendah. Kekuatan

beton berkisar antara 5 – 10% dari kekuatan baja, meskipun berat jenisnya kira-

kira 30% dari berat baja.

- Mengalami rangkak jangka panjang dan susut.

7.4 Perkembangan Peraturan Beton di Indonesia

Dalam perkembangannya, peraturan beton yang berlaku di Indonesia mengalami

beberapa kali perubahan. Hal ini disebabkan kemajuan teknologi bahan dan pelaksanaan

dan pengaruh peraturan beton negara lain. Peraturan beton yang berlaku di Indonesia

adalah sebagai berikut :

1. Peraturan Beton Bertulang Indonesia (PBI) 1955

2. Peraturan Beton Bertulang Indonesia (PBI) 1971

3. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung

(SK SNI T-15-1991-03)

4. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung

(SK SNI 03-2847-2002)

Ketentuan Kekuatan dan Kemampuan Layan yang digunakan dalam analisis dan

perencanaan struktur beton bertulang berdasarkan SNI 03-2847-2002, Pasal 11.1 s/d

11.5). Kekuatan didefinisikan dimana struktur dan komponen struktur harus

direncanakan sedemikian rupa sehingga semua penampang mempunyai kuat rencana

minimum sama dengan kuat perlu, yang dihitung berdasarkan kombinasi beban dan

gaya terfaktor yang sesuai dengan ketentuan dalam tata cara ini. Disamping itu,

komponen struktur juga harus memenuhi ketentuan lain yang tercantum dalam tata cara


ini untuk menjamin tercapainya perilaku struktur yang cukup baik pada tingkat beban

kerja, disebut sebagai Kemampuan Layan.

7.5 Istilah dan Definisi

Adapun istilah-istilah yang umum digunakan dalam analisis dan disain beton

bertulang adalah sebagai berikut:

1. Beban Kerja : beban rencana yang digunakan untuk merencanakan komponen

struktur.

2. Beban Terfaktor : beban kerja yang telah dikalikan dengan faktor beban yang

sesuai.

3. Kuat Perlu : kekuatan suatu komponen struktur atau penampang yang diperlukan

untuk menahan beban terfaktor atau momen dan gaya dalam yang berkaitan dengan

beban tersebut dalam suatu kombinasi seperti yang ditetapkan dalam tata cara ini.

4. Kuat Nominal : kekuatan suatu komponen struktur atau penampang yang dihitung

berdasarkan ketentuan atau asumsi metode perencanaan sebelum dikalikan dengan

nilai faktor reduksi kekuatan yang sesuai.

5. Kuat Rencana : kuat nominal dikalikan dengann suatu faktor reduksi kekuatan .

7.6 Jenis Beban

Ketidakpastian besarnya beban yang bekerja pada komponen struktur untuk tiap

jenis beban berbeda-beda sehingga besarnya pengambilan faktor-faktor beban juga

berbeda-beda untuk tiap kombinasi beban yang bekerja. Jenis beban yang biasanya

bekerja pada komponen struktur beton bertulang :

1. Beban mati (dead load) / D

2. Beban hidup (live load) / L

3. Beban atap /A

4. Beban hujan (rain load) /R

5. Beban geMPa (earthquake load) /E

6. Beban angin (wind load) /W

7. Beban tekanan tanah /H

8. Beban tekanan fluida /F

9. Beban struktural lainnya akibat pengaruh rangkak, susut, dan ekspansi beton

atau pengaruh perubahan temperatur.


7.7 Kombinasi Beban

Beban yang bekerja pada struktur atau komponen struktur merupakan kombinasi

dari beban-beban di atas. Kuat perlu untuk berbagai kombinasi beban yang bekerja

menurut SNI 03-2847-2002:

1. Kuat perlu U untuk menahan beban mati D

U ≥ 1,4D (1)

2. Kuat perlu U untuk menahan beban mati D, beban hidup L, dan beban atap A atau

beban hujan R

U ≥ 1,2D + 1,6L + 0,5 (A atau R) (2)

3. Kuat perlu U untuk menahan beban mati D, beban hidup L dan beban angin W harus

diambil nilai terbesar dari kombinasi berikut:

U ≥ 1,2D + 1,0L ± 1,6W + 0,5 (A atau R) (3)

atau

U ≥ 0,9D ± 1,6W (4)

Tetapi nilai-nilai ini tidak boleh kurang dari persamaan (2)

4. Kuat perlu U untuk menahan beban mati D, beban hidup L dan beban geMPa E

harus diambil nilai terbesar dari kombinasi berikut:

U ≥ 1,2D + 1,0L ± 1,0E (5)

atau

U ≥ 0,9D ± 1,0E (6)

Tetapi nilai-nilai ini tidak boleh kurang dari persamaan (2)

5. Kuat perlu U yang menahan beban tambahan akibat tekanan tanah H,

maka persamaan (2), (4) dan (6) ditambahkan dengan 1,6H

U ≥ 1,2D + 1,6L + 0,5(A atau R) + 1,6H (7)

U ≥ 0,9D ± 1,6W + 1,6H (8)

U ≥ 0,9D ± 1,0E + 1,6H (9)

6. Kuat perlu U yang menahan beban tambahan akibat tekanan fluida F

U ≥ 1,4 (D + F) (10)

U ≥ 1,2D + 1,6L + 0,5(A atau R) + 1,2F (11)

7. Kuat perlu U yang menahan beban tambahan akibat pengaruh struktural, T

U ≥ 1,2 (D + T) + 1,6L + 0,5(A atau R) (12)


7.8 Faktor Reduksi Kekuatan ( )

Faktor digunakan untuk mengantisipasi ketidakpastian kekuatan bahan

terhadap pembebanan. Beberapa ketentuan faktor reduksi kekuatan menurut SNI 03-

2847-2002 (Pasal 11.3) sebagai berikut.

Tabel 7.8 Faktor reduksi kekuatan

Lentur, tanpa beban aksial 0,80

Aksial tarik dan aksial tarik dengan lentur 0,80

Aksial tekan dan aksial tekan dengan lentur

- dengan tulangan spiral

- dengan tulangan sengkang biasa

Untuk aksial tekan yang rendah, nilai boleh ditingkatkan

dari 0,65 menjadi 0,80

0,70

0,65

Geser dan torsi

- penahan geMPa kuat

- hubungan balok-kolom

- tumpuan pada beton

- daerah pengangkeran pasca tarik

- komponen struktur pratarik menahan lentur tanpa aksial

0,75

0,55

0,80

0,65

0,85

Lentur, tekan, geser dan tumpuan pada beton polos struktural 0,55

Gambar 7.8 Komponen Struktur Beton Bertulang


BAB VIII

LENTUR MURNI

8.1 Asumsi-Asumsi

Menurut SNI 03-2847-2002 Pasal 12.2, dalam perencanaan komponen struktur

beton yang menahan beban lentur atau aksial atau kombinasi lentur dan aksial

digunakan asumsi-asumsi sebagai berikut:

(a) Perencanaan penampang harus memenuhi kondisi keseimbangan gaya dan

kompatibiltas regangan;

(b) Regangan pada tulangan dan beton harus diasumsikan berbanding lurus dengan

jarak dari sumbu netral, kecuali untuk komponen struktur lentur tinggi;

Gambar 8.1a Regangan pada tulangan dan beton

c

dc

ε

ε

cu

s d

cd

ε

ε

cu

s

(c) Regangan maksimum yang dapat digunakan pada serat tekan beton terluar harus

diasumsikan sama dengan 0,003

Gambar 8.1b Regangan maksimum yang digunakan pada serat tekan beton terluar

(d) Tegangan pada tulangan yang nilainya lebih kecil dari kuat leleh fy harus diambil

sebesar (Es x s). Regangan yang nilainya lebih besar dari regangan leleh yang

berhubungan dengan fy, tegangan pada tulangan harus diambil sama dengan fy.

d

d h As

As

b

cu

s

c c-d’

d-c

garis netral

d

d h As

As

b

cu=0,003

s

c c-d’

d-c

garis netral


(e) Dalam perhitungan aksial dan lentur beton bertulang, kuat tarik beton harus

diabaikan.

(f) Hubungan antara distribusi tegangan tekan beton dan regangan beton boleh

diasumsikan berbentuk persegi, trapesium, parabola atau bentuk lainnya yang

menghasilkan perkiraan kekuatan yang cukup baik bila dibandingkan dengan hasil

pengujian.

(g) Ketentuan (f) dapat dipenuhi oleh suatu distribusi tegangan beton persegi ekivalen

yang didefinisikan sebagai berikut:

1. Tegangan beton sebesar 0,85f’c diasumsikan terdistribusi secara merata pada

daerah tekan ekivalen yang dibatasi oleh tepi penampang dan suatu garis lurus

yang sejajar dengan sumbu netral sejarak a = 1 c dari serat dengan regangan

tekan maksimum.

2. Jarak c dari serat dengan regangan tekan maksimum ke sumbu netral harus

diukur dalam arah tegak lurus terhadap sumbu tersebut.

3. Faktor 1 harus diambil sebesar 0,85 untuk beton dengan nilai kuat tekan f’c ≤

30 MPa. Untuk beton dengan nilai kuat tekan diatas 30 MPa, 1 harus direduksi

sebesar 0,05 untuk setiap kelebihan 7 MPa diatas 30 MPa, tetapi 1 tidak boleh

diambil kurang dari 0,65.

f’c ≤ 30 MPa 1 = 0,85

f’c > 30 MPa 1 = 0,85-7

05,0(f’c-30)

1 ≥ 0,65

8.2 Penutup Beton

Penutup beton adalah lapisan beton dengan tebal tertentu yang berfungsi untuk

mencegah tulangan berhubungan langsung dengan lingkungan/udara luar. Penutup

beton digunakan untuk (1) menjamin penanaman tulangan dan lekatan yang baik antara

tulangan dengan beton, (2) mencegah terjadinya korosi pada tulangan, (3) meningkatkan

perlindungan struktur terhadap suhu tinggi/kebakaran.

Tebal penutup beton ditentukan oleh jenis komponen struktur, kepadatan dan

kekedapan beton, ketelitian pelaksanaan pekerjaan, lingkungan di sekitar konstruksi.


Gambar 8.2 Tulangan utama, sengkang, beton deking.

Hubungan antara tinggi h dan tinggi efektif d untuk komponen pelat :

h = d + ½ tul. utama + d’

Hubungan antara tinggi h dan tinggi efektif d untuk komponen balok :

h = d + ½ tul. utama + sengkang + d’

Tabel 8.1 Tebal minimum penutup beton

Komponen struktur Langsung berhubungan

dengan tanah dan cuaca

Tidak langsung berhubungan

dengan tanah dan cuaca

Lantai/Dinding ≤D-16 : 40 mm

D-16 : 50 mm

≤D-16 : 20 mm

D-16 : 40 mm

Balok ≤D-16 : 40 mm

D-16 : 50 mm

Semua diameter : 40 mm

Kolom ≤D-16 : 40 mm

D-16 : 50 mm

Semua diameter : 40 mm

Untuk beton yang dituang langsung dan selalu berhubungan dengan tanah, tebal

penutup beton umumnya diambil minimal 70 mm.

8.3 Persyaratan Tumpuan

Persyaratan tumpuan perlu diketahui dalam perencanaan tulangan balok. Ada 3

kondisi tumpuan yang dipertimbangkan yaitu :

1. Tumpuan bebas (sederhana) : balok dapat mengalami perputaran sudut pada

perletakan.

2. Tumpuan terjepit penuh : balok tidak mungkin mengalami perputaran sudut

pada perletakan.

3. Tumpuan terjepit sebagian : keadaan diantara dua kondisi diatas dimana

memungkinkan terjadinya sedikit perputaran sudut.

Pada balok yang secara teoritis tertumpu bebas, kemungkinan akan terjadi ”jepitan

tak terduga” sehingga harus dipertimbangkan adanya momen tak terduga. Besarnya

tul. utama

d h

½ tul. utama

d’

½ tul. utama

h d

sengkang

Beton decking d’ tul. utama


momen tak terduga dianggap sepertiga dari momen lentur yang bekerja pada bentang

yang berbatasam.

8.3.1 Bentang Teoritis Balok

Panjang bentang teoritis (l) dianggap sama dengan panjang bentang bersih (L)

ditambah dengan setengah lebar perletakan.

Untuk balok yang menyatu dengan komponen struktur pendukung (kolom-kolom),

panjang bentang teoritis (l) ditentukan sebagai jarak pusat ke pusat komponen

struktur pendukung (SNI 03-2847-2002 Pasal 10.7)

Bila balok tidak menyatu dengan komponen struktur pendukung (kolom-kolom),

maka bentang teoritis (l) ditentukan sebagai panjang bentang bersih (L) ditambah

dengan tinggi balok (h) (Vis dan Kusuma, 1994).

h

0,5h 0,5h 0,5h 0,5hL L1

I = L + h I = L1 + h

Gambar 8.3a Panjang bentang teoritis l

8.3.2 Perkiraan Dimensi Balok

Dalam perencanaan balok yang menahan lentur serta secara bersamaan juga

menahan gaya geser, dimensi balok diperkirakan dengan persyaratan tinggi minimum

yang menghasilkan persentase tulangan maksimum. Akan tetapi peninjauan terhadap

kekuatan geser juga akan menentukan besarnya dimensi balok.

Tinggi balok (h) untuk balok yang kedua ujungnya ditumpu bebas diperkirakan

(1/15 l – 1/10 l). Sedangkan untuk balok yang kedua ujungnya menerus, tinggi balok (h)

diperkirakan (1/15 l).

Pemilihan lebar balok (b) lebih ditentukan oleh persyaratan geser. Biasanya dengan

mengambil lebar balok (b) antara (1/2h) sampai (2/3h) memberikan kekuatan yang

cukup.


8.3.3 Kondisi Penulangan

Ada 3 kondisi penulangan :

a. Kondisi Tulangan Seimbang (Balanced-Reinforced)

Ketika regangan baja mencapai regangan leleh, pada saat bersamaan beton mencapai

regangan tekan maksimum.

0,003ε'ε';E

fεε cuc

s

y

ys

b. Kondisi Tulangan Kurang (Under-Reinforced)

Baja tulangan sudah mengalami leleh tetapi beton belum mencapai regangan tekan

maksimum. Pada saat ini terjadi lendutan yang besar sebelum terjadi keruntuhan.

0,003ε'ε';E

fεε cuc

s

y

ys atau 0,003ε'danεε cys

c. Kondisi Tulangan Lebih (Over-Reinforced)

Keadaan dimana baja tulangan belum leleh tetapi beton sudah mencapai regangan

tekan maksimum sehingga beton mengalami hancur secara mendadak.

0,003ε'ε';εε cucys

8.3.4 Persentase Tulangan Seimbang ( b)

Gambar 8.3b Kondisi tulangan seimbang, lebih, dan kurang

Dari diagram tegangan-regangan

C cb; a ab; s = y; c = cu = 0,003

dccdc

cycb

y

b

c

b )()(

cu=0,003

s

y

y

garis netral

Ts

0,85 f c

c Cc

h d

b

As

kondisi tulangan seimbang

kondisi tulangan lebih kondisi tulangan kurang


s

yyc

cb

E

fd

c

003,0

003,0 , dengan Es = 2.10

5 MPa

maka y

b

fd

c

600

600

Tsb = Ccb ; Asb fy = 0,85 f’c b a dengan a = 1 cb

d

c

f

f

fdb

cbf

bd

Asbb b

y

c

y

bc1

1 '85,0'85,0

)600(

600'85,01

yy

c

ff

fb

8.3.5 Persentase Tulangan Minimum dan Maksimum

Tujuan dari pembatasan tulangan maksimum dan minimum adalah untuk

mengkondisikan tulangan berada dalam keadaan tulangan kurang (under-reinforced).

Gambar 8.3c Kondisi tulangan seimbang, lebih, dan kurang

Persentase tulangan minimum : yf

4,1min

Persentase tulangan maksimum : bmaks75,0

Dimana : adalah perbandingan luas total penampang tulangan dengan luas total

penampang beton ( = As/bd)

)600(

600'85,01

yy

c

ff

fb

cu=0,003

s

y

y

garis netral

Ts

0,85 f c

c Cc

h d

b

As

kondisi tulangan seimbang

kondisi tulangan lebih kondisi tulangan kurang


BAB IX

ANALISIS DAN PERENCANAAN PENAMPANG PERSEGI

TERHADAP LENTUR DENGAN TULANGAN TUNGGAL

9.1 Analisis Penampang

Analisis penampang terhadap lentur dimaksudkan untuk menghitung kapasitas

momen nominal penampang beton bertulang. Analisis dilakukan dengan pendekatan

blok tegangan persegi ekivalen, dengan distribusi tegangan tekan beton dan regangan

beton diasumsikan berbentuk persegi.

Gambar 9.1 Diagram tegangan-regangan balok bertulangan tunggal

Keseimbangan gaya horisontal :

H = 0 ; Ts = Cc

As fy = 0,85 f’c a b

As fy = 0,85 f’c 1 c b

Keseimbangan momen :

M = 0

2

adba0,85f'

2

adCM ccn

atau

2

adfA

2

adTM yssn

9.2 Analisis Penampang Persegi Tulangan Tunggal

Hitung momen nominal balok bertulangan tunggal seperti gambar bila diketahui

fy = 60000 psi (413,4 MPa) dan

a) f’c = 3000 psi (20,68 MPa)

cu=0,003

s

Ts

0,85 f c

c Cc

h d

b

As

a= 1 c

d- a/2


b) f’c = 5000 psi (34,47 MPa)

c) f’c = 9000 psi (62,10 MPa)

Penyelesaian:

Gambar 9.2 Diagram tegangan-regangan balok bertulangan tunggal

003,04,413

4,14,1min

yf

OKρ0,0222457,2x254

2580

db

Aρ min

s

a). f’c = 20,68 MPa 1 = 0,85

021,0)4,413600(

60085,0

4,413

68,20x85,0

)600(

600'85,01

yy

c

ff

fb

0,0150,021x0,750,75ρ bmaks

> maks over-reinforced

b). f’c = 34,47 MPa

30f'7

0,050,85β c1

h d

b

As

b = 10 in. (254 mm)

d = 18 in. (457,2 mm)

h = 21 in. (533,4 mm)

As = 4 in2 (2580 mm

2)

cu=0,003

s

Ts

0,85 f c

c Cc

h d

b

As

a= 1 c

d- a/2


818,03047,437

0,050,85β1

034,0)4,413600(

600818,0

413,4

34,47x0,85ρb

0,0250,034x0,75ρmaks

< maks under-reinforced

mm51,143254x34,47x0,85

413,4x2580

bf'0,85

fAa

c

ys

2

adfA

2

adTM yssn

2

143,512,5744,4132580Mn x

Mn = 411104844 Nmm = 411 kNm

c). f’c = 62,10 MPa 1 = 0,65

049,0)4,413600(

60065,0

1,2

413,4

6x0,85ρb

0222,0ρ037,00,049x0,75ρmaks

< maks under-reinforced

mm8,79254x1,26x0,85

413,4x2580

bf'0,85

fAa

c

ys

2

79,82,5744,4132580Mn x

Mn = 445080495,6 Nmm = 445 kNm


9.3 Perencanaan Penampang Persegi Tulangan Tunggal

Dengan mengetahui momen terfaktor Mu (momen ultimit), mutu baja, mutu

beton, dan dengan memperkirakan dimensi penampang beton terlebih dahulu maka

jumlah tulangan yang diperlukan untuk menahan momen tersebut dapat dihitung.

Dengan syarat keseimbangan gaya horisontal dan keseimbangan momen didapat:

H = 0 ; Ts = Cc (1)

M = 0 ; 2

adTM sn (2)

Ada 3 bilangan yang tidak diketahui (b, d, dan As), tetapi hanya ada dua persamaan. Hal

ini dapat diselesaikan dengan menetapkan terlebih dahulu persentase tulangan terpasang

( ),

dimana dbρAataudb

Aρ s

s

Dari persamaan (1):

Cc = Ts 0,85 f’c a b = As fy

0,85 f’c a b = b d fy

c

y

f'0,85

fdρa (3)

Substitusi nilai a pada persamaan (3) ke persamaan (2) menghasilkan:

d0,85f'

f

2

ρdfdbρM

c

y

yn (4)

Nilai Mn pada persamaan (4) dibagi dengan (bd2) menghasilkan suatu besaran yang

disebut dengan koefisien lawan (resistence coeffisient) Rn.

Bila :makam,0,85f'

f

c

y

mρ2

11fρ

db

MR y2

nn (5)

Karena ukuran penampang beton telah diperkirakan terlebih dahulu sehingga nilai b dan

d besarnya sudah diketahui, maka nilai Rn dapat dihitung. Nilai dapat dicari dengan

menyelesaikan persamaan (5).


y

n

f

Rm211

m

1ρ (6)

Langkah-langkah perencanaan tulangan tunggal sebagai berikut:

1. Tentukan suatu harga yang besarnya min < < maks = bρ0,75

yf

4,1min dan bρ75,0maks

2. Hitung nilai (bd2) yang diperlukan :

n

n2

R

Mdb

dimana : mρ2

11fρR yn dan

c

y

0,85f'

fm

3. Pilih suatu nilai b dan d yang memenuhi besar (bd2) di atas.

Pendekatan : b/d 0,25 – 0,60, saran b/d 0,50

4. Hitung harga Rn dan untuk ukuran penampang (b dan d) yang dipilih.

2

nn

db

Mbaru,R

y

nbaru

f

baru,Rm211

m

1ρ

5. Hitung luas tulangan tarik As; As = baru b d

6. Pilih tulangan yang akan dipasang dan periksa kekuatan nominal penampang untuk

memastikan bahwa u

n

MM atau Mn ≥ Mu.

2

adfAM ystn dengan

bf'0,85

fAa

c

yst


BAB X

ANALISIS DAN PERENCANAAN PENAMPANG PERSEGI

TERHADAP LENTUR DENGAN TULANGAN RANGKAP

10.1 Analisis Penampang

Dalam praktek, sistem tulangan tunggal hampir tidak pernah dimanfaatkan

untuk balok, karena pemasangan batang tulangan tambahan di daerah tekan akan

mempermudah pengaitan sengkang. Tujuan tulangan tekan ini diperlukan untuk :

1. Meningkatkan momen tahanan penampang karena dimensi penampang uang

terbatas.

2. Meningkatkan kapasitas rotasi penampang yang berkaitan dengan peningkatan

daktilitas penampang.

3. Meningkatkan kekakuan penampang, sehingga dapat mengurangi lendutan pada

struktur.

4. Dapat mengantisipasi kemungkunan adanya momen yang berubah tanda

Dalam analisis dan perencanaan penampang balok yang bertulangan rangkap

(bertulangan tarik dan tekan), penampang balok secara teoritis dibagi menjadi 2 bagian :

- Bagian 1, penampang bertulangan tunggal dengan luas tulangan tarik As1 = As – As2.

- Bagian 2, penampang dengan tulangan tarik dan tulangan tekan ekivalen yang

luasnya sama sebesar As2 = A’s.

Gambar 10.1a Penampang balok bertulangan rangkap

Momen nominal total : Mn = Mn1 + Mn2

Dimana : Mn1 : momen nominal penampang bagian (1)

Mn2 : momen nominal penampang bagian (2)

d’

(d-d’) d

h

As’

As

b

As1

+

As’

As2

bagian 1 bagian 2


Gambar 10.1b Diagram tegangan-regangan balok bertulangan rangkap

a = 1 c ; z1 = d – a/2 ; z2 = d-d’

Bagian (1) penampang bertulangan tunggal

Keseimbangan gaya horisontal

H = 0 ; Ts1 = Cc

As1 fy = 0,85 f’c a b bf

fAa

c

ys

'85,0

1, dimana As1 = As – A’s

Keseimbangan momen:

M = 0

2'85,0

21

adbaf

adCM ccn atau

2'

22111

adfAA

adfA

adTM yssyssn

Bagian (2) penampang bertulangan seimbang As2 = A’s

A’s = As2 = As – As1

Ts2 = Cs = As2 fy

Mn2 = Ts2 (d - d’) = As2 fy (d - d’) = A’s fy (d - d’)

Kuat momen nominal dari penampang bertulangan rangkap menjadi:

d’

(d-d’) d

h

As’

As

b

’cu = 0,003

’s

s

c

garis netral

As1

+

As’

As2

garis netral

a Cc

Z2

Cs

Z1

Ts1 Ts2


Mn = Mn1 + Mn2 = (As – A’s) fy 2

ad + As fy (d – d’)

Dari persyaratan kekuatan, momen rencana ( Mn) harus lebih besar dari atau sama

dengan momen terfaktor (Mu).

Mn ≥ Mu

Sehingga momen terfaktor menjadi :

Mu = {(As – A’s) fy 2

ad + As fy (d – d’)}

dimana : faktor reduksi kekuatan penampang menahan momen lentur ( = 0,80).

Perumusan diatas digunakan dengan anggapan tulangan tekan sudah mencapai leleh (f’s

≥ fy). Jika tulangan tekan belum leleh (f’s < fy), maka harus dihitung nilai tegangan f’s

yang sebenarnya dan nilai ini digunakan untuk perhitungan keseimbangan gaya-gaya

dan perhitungan kapasitas momen.

10.2 Pemeriksaan Keserasian Regangan

Besarnya regangan di seluruh tinggi balok harus diperiksa apakah mengikuti

distribusi linear.

Gambar 10.2a Diagram tegangan-regangan balok bertulangan rangkap

Tinggi garis netral

c

y

c

y

c

yss

f

df

bf

dbf

bf

fAAac

'85,0

'

'85,0

'

'85,0

)'(

1111

dimana db

As dan

db

A s''

d’

(d-d’) d

h

As’

As

b

’cu = 0,003

’s

s

c

garis netral

0,85f’c

Cc

Ts1 = As1 fy

a


Karena tulangan tekan A’s sudah leleh maka s

y

sE

f'

c

d

c

dcs

'1003,0

)'(003,0'

c

y

s fdf

d'85,0

)'(

'1003,0' 1

df

df

y

cs

)'(

''85,01003,0' 1

Dengan nilai s

y

sE

f' dan Es = 200.000 MPa maka persamaan diatas menjadi:

200000)'(

''85,01003,0 1 y

y

cf

df

df

600)'(

''85,01 1 y

y

cf

df

df

1600)'(

''85,0 1 y

y

cf

df

df

600

600

)'(

''85,0 1 y

y

cf

df

df

yy

c

fdf

df

600

600''85,0' 1

Jika tulangan tekan belum leleh maka ’s < y

f’s = Es ’s

df

dff

y

cs

)'(

''85,01003,0200000' 1

df

dff

y

cs

)'(

''85,01600' 1


Nilai f’s ini dapat digunakan sebagai pendekatan awal terhadap pemeriksaan keserasian

regangan untuk keadaan tulangan tekan belum leleh.

Tinggi blok tegangan tekan ekivalen dalam keadaan tulangan tekan belum leleh :

bf

fAfAa

c

ssys

'85,0

''

Kuat momen nominal dalam keadaan tulangan tekan belum leleh :

Mn = Mn1 + Mn2

Mn = (As fy – A’s f’s) (d – a/2) + A’s f’s (d – d’)

Dalam keadaan tulangan seimbang (balanced reinforced):

y

sbb

f

f ''

dengan b adalah persentase tulangan dari balok bertulangan tunggal dengan luas

tulangan tarik As1 dalam keadaan tulangan seimbang.

fyf

f

y

cb

600

600'85,01

Persentase tulangan maksimum untuk balok bertulangan rangkap:

y

sbmaks

f

f ''75,0


Gambar 10.2b Diagram Alir Analisis Penampang Balok Bertulangan Rangkap

Mulai

Diketahui:

b, d, d’, As, A’s, f’c, fy

db

As ; db

A s''

y

c

f

f

4

'min atau

yf

4,1min

> min

yy

c

fdf

df

600

600''85,0' 1

df

dff

y

cs

)'(

''85,01600' 1

Baja tekan sudah leleh

f’s = fy

fyf

f

y

cb

600

600'85,01

y

sbmaks

f

f ''75,0

bf

fAfAa

c

ssys

'85,0

''

Mu = {(As – A’s) fy 2

ad + As fy (d – d’)}

Penampang

diperbesar

ditingkatkan

tidak ya

tidak

Selesai

ya tidak


10.3 Contoh Analisis Penampang dengan Tulangan Rangkap

Suatu penampang balok beton bertulang seperti gambar. Tebal beton penutup 30

mm. Mutu beton f’c = 25 MPa, mutu baja fy = 400 MPa. Tentukan kapasitas momen

nominal dan rencana dari penampang tersebut.

Penyelesaian :

Tinggi efektif penampang d:

d’ = 30 + 10 + 20/2 = 50 mm

d = 450 – 50 = 400 mm

Luas dan persentase tulangan

As = 5 x (1/4 x 3,14 x 202) = 1571 mm

2

A’s = 2 x (1/4 x 3,14 x 202) = 628 mm

2

As1 = As – A’s = 1571 – 628 = 943 mm2

01309,0)400300(

1571

db

As

00523,0)400300(

628''

xdb

A s

- ’ = 0,0131 – 0,0052 = 0,00786

f’c = 25 MPa 1 = 0,85

300 mm

450 mm

2D20

5D20 10 mm


Gambar 10.3 Diagram tegangan-regangan balok bertulangan rangkap

a = 1 c ; z1 = d – a/2 ; z2 = d-d’

Periksa tulangan tekan leleh atau tidak :

yy

c

fdf

df

600

600''85,0' 1

tulangan tekan leleh

00786,0'0169,0400600

600

400400

502585,085,0

600

600''85,0 1

yy

c

fdf

df

tulangan tekan belum leleh (f’s < fy)

Pendekatan nilai f’s, a, dan c

df

dff

y

cs

)'(

''85,01600' 1

MPaf s 16940040000786,0

502585,085,01600'

mm92,813002585,0

)1696284001571(

'85,0

''

bf

fAfAa

c

ssys

mm38,9685,0

92,81

1

ac

d’

(d-d’) d

h

As’

As

b

’cu = 0,003

’s

s

c

garis netral

As1

+

As’

As2

garis netral

a Cc

Z2

Cs

Z1

Ts1 Ts2


Dari diagram regangan :

00144,038,96

5038,96003,0'003,0'

c

dcs

f’s = ’s Es = 0,00144 x 200000 = 289 MPa

Periksa batas-batas tulangan

fyf

f

y

cb

600

600'85,01

0271,0400600

60085,0

400

2585,0

0,75 b = 0,75 x 0,0271 = 0,0203

y

sbmaks

f

f ''75,0

0241,0400

28900523,00203,0maks

0031,04004

25

4

'min

y

c

f

f

0035,0400

4,14,1min

yf

Dipilih min = 0,0035

min < = 0,01309 < maks (under - reinforced)

Tinggi garis netral

mm1,703002585,0

)2896284001571(a

mm5,8285,0

1,70c

Kapasitas momen nominal Mn

Mn = (As fy – A’s f’s) 2

ad + A’s f’s (d – d’)


Mn = (1571 x 400 – 628 x 289) 2

1,70400 + {628 x 289 (400 – 50)

= 226,621 kNm

Kapasitas momen rencana Mu

Mu = Mn = 0,80 x 226,621 = 181,297 kNm

10.4 Perencanaan Penampang Persegi Terhadap Lentur dengan Tulangan

Rangkap

Adapun langkah-langkah perencanaan lentur Penampang persegi dengan

tulangan rangkap adalah sebagai berikut:

1. Tetapkan apakah tulangan rangkap diperlukan atau tidak dengan membandingkan

antara kekuatan momen yang diperlukan dan kekuatan momen dari penampang yang

sama tetapi hanya menggunakan tulangan tarik dengan jumlah yang maksimum ( ≤

0,75 b ).

2. Bila diperlukan tulangan tekan, tentukan As dan A’s. Hitung Mn2 = Mn – Mn1.

3. Periksa keserasian regangan untuk mengetahui apakah tulangan tekan leleh atau

belum leleh. Gunakan nilai tegangan baja yang dihitung dari regangan yang

diperoleh untuk menghitung gaya-gaya dalam dan kapasitas momen.

4. Periksa keadaan tulangan terhadap batas-batas tulangan maksimum dan minimum.

5. Pilih diameter tulangan yang akan dipasang.

Contoh :

Diketahui balok beton bertulang persegi dengan tulangan rangkap mempunyai dimensi

(300 x 450) mm2, menahan momen terfaktor Mu = 25,23 tm (termasuk berat sendiri).

Beton deking d’ = 40 mm. Mutu baha: f’c = 25 MPa dan fy = 400 MPa. Rencanakan

tulangan lentur balok tersebut.

Penyelesaian

Mu = 25,23 tm = 252,3 kNm

Mn = 252,3 / 0,8 = 315,375 kNm

d = 450 – 40 = 410 mm2, f’c = 25 MPa 1 = 0,85


fyf

f

y

cb

600

600'85,01

0271,0400600

60085,0

400

2585,0

Misal dicoba penampang dengan tulangan tunggal, diambil 1 = 0,0135 0,5 b

As1 = 1 b d = 0,0135 x 300 x 410 = 1660 mm2

Mn1 = As1 fy 2

ad dengan

bf'0,85

fAa

c

ys1

Mn1 = 1660 x 400 x 3002585,02

4001660400

kNmmm 660,237N237659922

Mn1 < Mn = 315,375 kNm (diperlukan tulangan rangkap)

Periksa keadaan tulangan tekan:

yy

c

fdf

df

600

600''85,0' 1

tulangan tekan leleh

0135,0'0132,0400600

600

410400

402585,085,0

600

600''85,0 1

yy

c

fdf

df

tulangan tekan belum leleh (f’s = fy)

Perhitungan luas tulangan As dan A’s

Mn2 = Mn – Mn1 = 315,375 – 237,660 = 77,715 kNm

Mn2 = A’s f’s (d – d’) = A’s fy (d – d’)

2

y

2n

s2s mm525)40410(400

77715000

d'df

MAA'

As = As1 + As2 = 1660 + 525 = 2185 mm2

Dipasang tulangan :

Tulangan tarik 7D20 (As = 2198 mm2)

Tulangan tekan 2D20 (As = 628 mm2)

Periksa batas-batas tulangan


0179,0410300

2198

0051,0410300

628'

fyf

f

y

cb

600

600'85,01

0271,0400600

60085,0

400

2585,0

0,75 b = 0,75 x 0,0271 = 0,0203

'75,0 bmaks

0254,00051,00203,0maks

0031,04004

25

4

'min

y

c

f

f

0035,0400

4,14,1min

yf

Dipilih min = 0,0035

min < = 0,01309 < maks (under - reinforced)

Tinggi garis netral c

mm5,983002585,0

)2896284002198(a

mm9,11585,0

5,98c

Kapasitas momen nominal Mn

Mn = (As fy – A’s fy) 2

ad + A’s f’s (d – d’)

Mn = (2198 x 400 – 628 x 400) 2

5,98400 + {628 x 400 (400 – 40)

= 319495000 Nmm = 319,495 kNm


Kapasitas momen rencana Mu

Mu = Mn = 0,8 x 319,495 = 255,596 kNm > 252,3 kNm (OK)


BAB XI

ANALISIS BALOK T

11.1 Pendahuluan

Pada umumnya balok beton biasanya dicor monolit dengan pelat sehingga

lendutan pada balok mengakibatkan bagian pelat yang bersebelahan dengan balok ikut

melendut. Tegangan tekan terjadi pada bagian badan balok dan sambungan pelat. Dalam

kondisi ini perlu diketahui berapa bagian lebar pelat yang efektif menerima distribusi

gaya-gaya balok (berapa bagian lebar efektif flens).

Gambar 11.1 Lenturan balok dengan flens

11.2 Lebar Efektif Flens

Lebar efektif flens (be) sesuai dengan SNI 03-2847-2002 Pasal 10.10 diambil

sebagai nilai terkecil dari nilai-nilai berikut:

1. Untuk balok T : balok yang mempunyai flens kedua sisi balok

be < ¼ L atau be < bw + b1 + b2

dengan b1 = 8t1 atau ½ L1 dan b2 = 8t2 atau ½ L2

2. Untuk balok L : balok yang mempunyai flens hanya disatu sisi balok

be < bw + b3

dengan b3 = 1/12 L atau 6t1 atau ½ L1


Be

Be

b1 b2bw

L1 L2

L

be

bw b3

b2bwb1b3bw

be

t1 t2

Gambar 11.2 Lebar efektif flens

11.3 Analisis Balok T

Sebuah balok dianggap sebagai balok T jika seluruh daerah flens mengalami

tekan. Kemungkinan letak garis netral jika sebuah balok T menahan lentur:

1. Garis netral jatuh dalam flens

2. Garis netral jatuh dalam badan.


1. Garis netral jatuh dalam flens (c hf)

hf

hd

As

be

bw

s

'cu=0,003

c a Cc

0,85 f'c

Ts

d - a/2

Gambar 11.3a Garis netral jatuh di flens

Pada kondisi ini dimana a < hf, balok dapat dianalisis dengan analisis balok persegi

dengan mengganti b (atau bw) dengan be.

Keseimbangan gaya-gaya horisontal :

Cc = Ts

0,85 f’c a be = As fy ec

ys

bf'0,85

fAa

Momen nominal Mn = As fy (d – a/2)

2. Garis netral jatuh dalam badan (c > hf)

Dalam kondisi ini bisa terjadi 2 (dua) kemungkinan yaitu :

- c > hf tetapi a ≤ hf : balok dianalisis dengan analisis balok persegi (sama seperti

kasus 1).

- c dan a > hf : balok dianalisis dengan analisis balok T.

d - hf/2

Tf = Asf fy

Cf = Asf fy

bw

be

As

d h

hfAsf

As

a Cc

0,85 f'c

d - a/2

Ts = (As - Asf) fy

c

Gambar 11.3b Garis netral jatuh di flens

Analisis balok T dapat diidentikan dengan analisis balok persegi dengan

tulangan rangkap. Adanya flens disisi kiri dan kanan badan balok yang mengalami

tekan dapat dianalogikan adanya tulangan tekan imajiner seluas Asf yang kapasitas

gayanya ekivalen dengan kapasitas gaya flens disisi kiri dan kanan balok (Cf).

Komponen gaya tekan : cf = 0,85 f’c (be – bw) hf


Komponen gaya tarik : Tf = Asf fy

ff TC

y

fwecsf

f

h)b(bf'0,85A

Untuk balok T nyata (T murni)

Gaya tarik > kapasitas gaya total luas flens

As fy > 0,85 f’c be hf

sehingga f

ec

ysh

bf'0,85

fAa , jika ruas kiri dikalikan dengan

d

d didapat :

f

ec

ysh

d

d

bf'0,85

fA

d

da

dimana 18,185,0

1dan

dbf'

fA

ec

ys

sehingga hf < a

)d18,1(hf

Persentase tulangan kondisi tulangan seimbang (balanced reinforced) untuk balok T

adalah :

)ρρ(b

bρ fb

e

wb

dimana y

1

y

cb

f600

600β

f

0,85f'ρ

db

Aρ

w

sff

y

fwecsf

f

h)b(b0,85f'A

Agar terjadi keruntuhan daktail maka persentase penulangan balok T harus memenuhi

batasan :

bmaks

e

s ρ0,75ρdb

Aρ

Persyaratan tulangan minimum


y

min

w

sw

f

1,4ρ

db

Aρ

Pemeriksaan keserasian regangan tidak perlu dilakukan dalam analisis balok T

karena baja imajiner (Asf) dianggap selalu dalam keadaan leleh. Analisis dan

perencanaan tulangan balok T identik dengan analisis dan perencanaan yang dilakukan

pada balok bertulangan tunggal atau rangkap, yaitu dengan menganggap tulangan tarik

sebagai 2 bagian yaitu As1 yang harus mengimbangi gaya tekan segieMPat dengan luas

(bw x a) dan As2 yang harus mengimbangi luas baja imajiner Asf.

Sehingga kuat momen nominal total dari balok T :

n2n1n MMM

2

adf)A(A

2

adfAM ysfsys1n1

2

hdfA

2

hdfAM f

ysff

ys2n2

Kuat momen rencana:

2

hdfA

2

adf)A(AMM f

ysfysfsnu

Contoh

Diketahui balok T dengan jarak spasi antar balok 800 mm, bw = 250 mm, hf = 50 mm, d

= 300 mm, tulangan tarik 3D29, dimana fy = 400 MPa dan f’c = 20 MPa. Hitung kuat

momen batas penampang.

Penyelesaian :

Lebar efektif penampang dengan flens (be)

be = bw + 16hf = 250 + (16x50) = 1050 mm

be = jarak antar balok = 800 mm

dipilih be = 800 mm

Asumsi tulangan baja tarik sudah mengalami leleh (3D29), As = 1982 mm2), maka :

Ts = As fy = 1982 x 400 = 792800 N = 792,8 kN


Gaya tekan total pada flens :

Cf = 0,85 f’c be hf = 0,85 x 20 x 800 x 50 = 680 kN

Karena Ts > Cf berarti blok tegangan tekan terdiri dari seluruh flens dan sebagian badan

balok, sehingga garis netral jatuh di badan balok sehingga penampang dianalisis sebagai

balok T murni.

Sisa gaya tekan yang bekerja:

Ts – Cf = 792,8 – 680 = 112,8 kN

Sisa gaya tekan tersebut bekerja di badan balok di bawah flens :

Ts – Cf = 0,85 f’c bw (a – hf)

Didapat tinggi blok tegangan tekan a

mm5,76502502085,0

8,112h

bf'0,85

CTa f

wc

fs

Pemeriksaan min

0035,0400

4,1

f

1,4ρ

y

min

0035,00264,0300250

1982

db

Aρ

w

saktual

Titik berat blok tegangan tekan dicari dengan menghitung momen statis terhadap tepi

atas penampang:

mm4,30)5,26250()50800{(

)}25.1350()5.26250(25)50800{(

A

Ay

y

Lengan momen kopel:

z = d – y = 300 – 30,4 = 269,6 mm

Kapasitas momen nominal :

Mn = Ts . z = 792800 . 269,6 = 213,739 kNm

Sehingga kapasitas momen batas:

Mu = Mn = 0,8 x 213,739 = 170,991 kNm


DAFTAR PUSTAKA

1. Istimawan, D. (1994). Struktur Beton Bertulang (Berdasarkan SK SNI T-15-1991-

03, Departemen Pekerjaan Umum RI). PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

2. Nawy, Edward G. (1996). Beton Bertulang (Suatu Pendekatan Dasar).

Diterjemahkan oleh : Bambang, S. PT Eresco, Bandung.

3. SNI 03-2847-2002. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan

Gedung

4. Wahyudi dan Rahim (1999). Struktur Beton Bertulang (Standar Baru SNI T-15-

1991-03). PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

5. Wang dan Salmon (1993). Disain Beton Bertulang. Diterjemahkan oleh Binsar

Hariandja, Jilid 1. Erlangga, Jakarta.

6. Peraturaran Pembebanan Indonesia untuk Gedung, 1983.

7. Wuryuti, S. dan Rahmadiyanto, C. (2001) Teknologi Beton. Kanisius.

Documents

Buku Ajar Konstruksi Beton i