FORMULA BETON

Istilah beton digunakan untuk menyatakan campuran antara semen, air, pasir dan kerikil yang mengeras menyerupai batu.
Air dan semen membentuk pasta yang akan mengisi rongga-rongga di antara butir-butir pasir dan kerikil.

Produk-produk precast terbuat dari bahan utama beton seperti

  1. pipa beton
  2. saluran U
  3. box culvert
  4. kanstin
  5. roster beton
  6. pagar beton
  7. dan sebagainya

SIFAT-SIFAT MATERIAL BETON

Untuk itu, ada baiknya kita mengetahui sifat-sifat dari material penyusun beton diantaranya :

  1. Semen

    Semen merupakan bahan hidrolis yang dapat bereaksi secara kimia dengan air disebut hidrasi, sehingga membentuk material baru padat.
    Tipe semen yang umum digunakan adalah tipe semen “Portland”, semen ini dibuat dengan menghaluskan silikat-silikat kalsium yang bersifat hidrolis dan dicampur dengan bahan gips.
    Beberapa tipe semen yang diproduksi di Indonesia antara lain semen portland I, II, III dan V.

    Semen tipe I (Ordinary Portland Cement), digunakan untuk pekerjaan umum seperti bangunan dan tidak memerlukan persyaratan-persyaratan khusus sebagaimana jenis lainnya.

    Semen tipe II (Moderate Sulphate Cement), merupakan modifikasi semen tipe I dengan maksud untuk meninngkatkan ketahanan terhadap sulfat dan menghasilkan panas hidrasi yang lebih rendah, semen ini dimamfaatkan untuk bangunan yang terletak di daerah dengan tanah berkadar sufat rendah.

    Semen tipe III (High Early Strength Cement),  merupakan semen cepat mengeras.
    Beton yang dibuat dengan semen tipe III akan mengeras cukup cepat dan kekuatan yang dicapainya dalam 24 jam akan sama dengan kekuatan beton dari semen biasa dalam 7 hari.
    Hanya sekitar 3 hari kekuatan tekanannya setara dengan tekanan kekuatan tekanan 28 hari beton dari semen biasa.

    Semen tipe V (High Sulphate Resistance Cement), ditujukan untuk memberikan perlindungan terhadap bahaya korosi akibat pengaruh air laut, air danau, air tambang maupun pengaruh garam sulfat yang terdapat dalam air tanah.
    Semen tipe V ini memiliki daya resistansi terhadap sulfat yang lebih baik dibandingkan semen tipe II.

    Semen jenis lainnya adalah semen portland pozzolan, sering dipakai untuk konstruksi beton masif seperti dam atau bendungan karena menghasilkan panas hidrasi yang rendah dan karena semen ini juga terhadap sufat, sering dimamfaatkan pula untuk konstruksi bangunan limbah.

    Bila semen ini dicampur dengan semen tipe V telah terbukti dapat mengatasi pengaruh sulfat (SO4) dengan kadar hingga diatas 10.000 ppm.

  2. Air

    Proporsi air yang sedikit akan memberikan kekuatan yang tinggi pada beton, tetapi kelemasan beton atau daya kerjanya akan berkurang.
    Sedangkan proporsi air yang agak besar akan memberikan kemudahan pada waktu pelaksanaan pengecoran, tetapi kekuatan hancur beton jadi rendah.

    Proporsi air ini  dinyatakan dalam rasio air semen (water cement ratio) yaitu angka yang menyatakan perbandingan antara berat air (kg) dibagi dengan berat semen (kg) dalam adukan beton tersebut.

    Contoh adukan beton dengan perbandingan berat 1 : 2 : 3, kira-kira akan membutuhkan 330 kg semen per meter kubik beton, bila adukan ini dicampur dengan 160 kg ( 160 liter) air, nilai rasio air semennya adalah 160 / 330 = 0,468

    Beton untuk konstruksi gedung biasanya memiliki nilai ratio air semen sebesar 0.45 hingga 0.65.
    Mutu beton juga dipengaruhi cara pemadatan dan daya kerja, misalnya pemadatan tanpa menggunakan vibrator cenderung akan menimbulkan sarang kerikil (honeycomb) yang mengakibatkan beton menjadi keropos.

    Daya kerja beton diukur dari nilai slump, nilai slump beton untuk beton untuk bangunan berkisar 7,5 hingga 15 cm, prosedur pengujian nilai slump dapat dilihat PBI 71 pasal 4.4

    Air untuk campuran beton harus tidak mengandung minyak larutan asam, garam alkali, martial organik, maupun bahan-bahan lain yang dapat mengurangi kekuatan beton.

    Faktor lainnya, kepadatan dan panas dan kelembapan juga dapat mempengaruhi kekuatan beton.
    Untuk itu sebaiknya menggunakan alat penggetar adukan (vibrator) untuk memperoleh kepadatan beton yang sempurna, terutama untuk beton dengan rasio air semen yang rendah.

    Menjaga kelembapan dan panas agar tetap konstan sewaktu proses hidrasi berlangsung, misalnya dengan menutupi permukaan beton dengan karung-karung basah atau menyiramkan air minimum satu kali dalam sehari merupakan hal yang penting.

  3. Agregat
    Dalam SNI T-15-1991-03 agregat di definisikan sebagai material granular, misalnya pasir kerikil, batu pecah dan kerak tungku besi yang dipakai bersama-sama dengan suatu media pengikat untuk membentuk beton semen hidrolik atau adukan.

Berdasarkan ukurannya agregat ini dapat dibedakan menjadikan :

  • agregat halus diameter 0 – 5 mm disebut pasir, yang dapat dibedakan lagi menjadi
    • pasir halus Ø 0 – 1 mm
    • pasir kasar Ø 1 – 5 mm
  • agregat kasar diameter ≥ 5 mm, biasanya berukuran antara 5 hingga 40 mm, disebut kerikil.
    Material ini merupakan hasil disenterigasi “alami” atau hasil dari industri pemecah batu.

Ukuran nominal butir agregat terbesar tidak boleh melebihi nilai-nilai berikut ini:

  1. seperlima jarak terkecil antara bidang-bidang samping cetakan
  2. sepertiga tebal pelat
  3. tiga perempat jarak bersih minimum antarbatang tulangan, berkas batang tulangan ataupun kabel prategang atas tendon prategang.

Pasal 3.4 (7) PBI 71 maupun ACI code pasal 3.3.3, kekuatan beton dipengaruhi oleh kualitas agregat, proporsi campuran, serta kebersihan air dan agregatnya.

Oleh karena itu, selain harus memiliki kekuatan dan daya tahan baik, butir agregat disyaratkan harus bersih dari lumpur atau material organis lainnya yang dapat mengurangi kekuatan beton.

Diameter lumpur atau material organis ini adalah kurang dari 0,063 mm.
Bila banyaknya lumpur atau material organis yang dikandung dalam agregat lebih dari 1% berat kering, agregat tersebut harus di cuci.

KLASIFIKASI BETON

Beton di bedakan menurut tingkat kekerasannya, yaitu :

  1. Beton segar : masih dapat dikerjakan
  2. Beton hijau   : beton yang baru saja dituangkan dan segera harus di padatkan
  3. Beton muda : beton berumur mulai dari 3 hari dan < 28 hari
  4. Beton keras : beton berumur > 28 hari

Menurut berat jenisnya beton dibedakan 3 kelompok yaitu :

  1. Beton ringan    : BJ < 2  t/m3
  2. Beton sedang  : BJ 2 – 2,8 t/m3
  3. Beton berat      : BJ > 2,8 t/m3

Menurut cara pengecoran dapat dibedakan seperti berikut :

  1. Cara setempat (Insitu), pengecoran di lokasi (tidak dipindahkan)
  2. Cara Eksitu, pengecoran ditempatkan di tempat lain, seperti beton readymix dengan mobil molen, memobilisasi beton ke lokasi pengecoran
  3. Pabrikasi / pracetak, proses pengecoran, fabrikasi dilakukan di pabrik, untuk menghasilkan produk beton

Beton dikelompokkan menurut peraturan PBI tahun 1971, yaitu :

  1. Beton kelas 1   : beton untuk pekerjaan non struktural (mutu B0)
  2. Beton kelas II  : beton untuk pekerjaan struktural secara umum (mutu K 125, K 175, K 225)
  3. Beton kelas III : beton untuk pekerjaan struktural dengan kuat tekan karakteristik lebih tinggi dari 225 kg / cm2

FORMULA BETON

Pada beton biasanya terdapat sekitar 70% sampai 80% volume agregat terhadap volume keseluruhan beton, karena itu agregat mempunyai peranan yang penting dalam propertis suatu beton.

Agregat harus bergradasi sedemikian rupa, sehingga seluruh masa beton dapat berfungsi sebagai satu kesatuan yang utuh, homogen, rapat dan variasi dalam prilaku .

Untuk membentuk beton dengan kekuatan karakteristik yang diinginkan diperlukan formula beton.
Formula Beton dapat di rumuskan dengan melakukan perencanaan Mix design dengan metoda trial mix, informasi lengkapnya dapat di lihat pada informasi blog sebelumnya Perencanaan Adukan Beton

Metoda lainnya, dengan mengetahui sifat-sifat agregat untuk menentukan mutu campuran beton.
Sifat-sifat tersebut antara lain ;

  1. Serapan air
    Serapan air dihitung dari banyaknya air yang mampu diserap oleh agregat pada kondisi Jenuh Permukaan Kering (JPK) atau Saturated Surface Dry (SSD)
  2. Kadar air
    Kadar air adalah banyaknya air yang terkandung dalam suatu agregat.Untuk mengukur kadar air dalam pasir dengan cara, timbangan pasir sebanyak 500 gram, keringkan pasir tersebut dengan memasukkannya ke dalam oven sampai tidak berkurang beratnya.Dalam hitungan campuran adukan beton dipakai berat satuan pasir untuk tingkat jenuh kering permukaan karena tidak menambah ataupun mengurangi jumlah air ke dalam campuran.
  3. Berat Jenis dan daya serap agregat
    Berat Jenis digunakan untuk menentukan volume yang diisi oleh agregat.
    Berat jenis agregat pada akhirnya akan menentukan berat jenis dari beton secara langsung menentukan banyaknya campuran beton.
    Hubungan antara berat jenis agregat dengan daya serap adalah jika semakin tinggi nilai berat jenis agregat maka semakin kecil daya serap air agregat tersebut.
  4. Gradasi Agregat
    Definisi gradasi agregat adalah distribusi ukuran dari batuan.
    Bila butir-butir batuan mempunyai ukuran yang sama (seragam) volume pori akan besar.
    Sebaliknya bila ukuran butir-butirnya bervariasi akan terjadi volume pori yang kecil, hal ini disebabkan butiran ukuran kecil mengisi pori-pori diantara agregat lebih besar.
    Karena volume pori yang kecil, memberikan dampak volume bahan ikat (air dan semen) lebih sedikit.
  5. Modulus halus butir
    Modulus halus butir adalah suatu indek yang dipakai untk mengukur kehalusan atau kekerasan butir-butir agregat.
    Modulus halus butir di definisikan sebagai jumlah persen komulatif dari butir agregat yang tertinggal diatas suatu set ayakan kemudian nilai tersebut dibagi dengan 100 %.
    Susunan lubang ayakan mulai dari nomer 38 mm, 19 mm, 9,6 mm, 4,8 mm, 2,4 mm, 1,2 mm, 0,6 mm, 0,3 mm dan 0,15 mm.
    Makin besar nilai modulus halus menunjukkan bahwa makin besar butir-butir batuannya.

Secara garis besar langkah perhitungan Formula Beton cara DOE dapat diuraikan sebagai berikut :

  1. menentukan kuat tekan rata-rata rencana (f’c)
  2. faktor air semen
  3. nilai slump
  4. besar butir agregat maksimum
  5. kadar air bebas
  6. proporsi agregat
  7. berat jenis agregat gabungan dan
  8. menghitung proporsi campuran beton

Contoh komposisi Formula Beton dengan kuat tekan karakteristik rencana (definisi kuat tekan karakteristik beton dapat dilihat pada artikel sebelumnya Kuat Tekan Karakteristik Beton ).

Mix Design    : K-300 (kuat tekan rata-rata 300 kg / cm2)
Properti komposisi material dalam 1 m3 adukan beton

  1. Semen                : 410 kg
  2. Air                         : 185 ltr
  3. Agregat halus : 748 kg
  4. Agregat kasar : 1.009 kg
  5. W/C                      : 0.45

Diinformasikan bahwa formula ini sebatas contoh dan tidak bertanggung jawab untuk hasil kualitas beton.

Apabila di konversikan terhadap volume, komposisi material penyusun material yaitu :

  1. Semen                : 0,130 M3
  2. Air                         : 0,185 M3
  3. Agregat halus : 0.287 M3
  4. Agregat kasar : 0.398 M3
  5. W/C                      : 0.45

Untuk mengetahui kuat tekan dari beton sudah mengeras, perlu diadakan test di laboratorium (off site).
Kekuatan tekan beton dapat diukur dengan satuan MPa atau satuan lainnya Kg/cm2, kuat tekan ini menunjukkan mutu beton yang diukur pada umur beton 28 hari.

Pembuatan benda uji dilakukan agar dapat menggambarkan keadaan yang sebenarnya,
Benda uji dalam bentuk kubus dengan ukuran 20 x 20 x 20 cm dan silinder diameter 15 cm x tinggi 30 cm.

Benda uji beton harus diambil minimal 20 benda uji untuk setiap beton yang berbeda atau minimal satu benda uji setiap 3 m3 beton dalam satu kali pengecoran.

Benda uji harus dirawat selama umur 28 hari, dan pada benda uji harus dicantumkan mutu beton, nama benda uji dan tanggal pengambilan benda uji.

Kontraktor pelaksana harus melakukan pemeriksaan terhadap kuat tekan beton yang telah selesai dikerjakan minimum sebelum pekerjaan melebihi 50% dari total pekerjaan pengecoran.

Tujuan pemeriksaan kuat tekan beton adalah untuk mendapatkan mutu beton hasil pelaksanaan pekerjaan pengecoran lapangan, yang dimaksud dengan mutu beton adalah kuat tekan karakteristik yang diperoleh dari hasil pemeriksaan kuat tekan benda uji kubus 20 x 20 x 20 cm pada umumr 28 hari .

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *