Sample Text

This is default featured slide 1 title

Go to Blogger edit html and find these sentences.Now replace these sentences with your own descriptions.This theme is Bloggerized by Lasantha Bandara - Premiumbloggertemplates.com.

This is default featured slide 2 title

Go to Blogger edit html and find these sentences.Now replace these sentences with your own descriptions.This theme is Bloggerized by Lasantha Bandara - Premiumbloggertemplates.com.

This is default featured slide 3 title

Go to Blogger edit html and find these sentences.Now replace these sentences with your own descriptions.This theme is Bloggerized by Lasantha Bandara - Premiumbloggertemplates.com.

This is default featured slide 4 title

Go to Blogger edit html and find these sentences.Now replace these sentences with your own descriptions.This theme is Bloggerized by Lasantha Bandara - Premiumbloggertemplates.com.

This is default featured slide 5 title

Go to Blogger edit html and find these sentences.Now replace these sentences with your own descriptions.This theme is Bloggerized by Lasantha Bandara - Premiumbloggertemplates.com.

Senin, 21 Mei 2012

Dasar-Dasar Beton (4) Komposisi dan Pencampuran Beton

adukan beton

Adukan Beton direncanakan sedemikian rupa sehingga beton yang dihasilkan dapat dengan mudah dikerjakan dengan biaya yang serendah mungkin tentu saja.
Beton harus mempunyai workabilitas yang tinggi, memiliki sifat kohesi yang tinggi saat dalam kondisi plastis (belum mengeras), sehingga beton yang dihasilkan cukup kuat dan tahan lama.
Adukan (campuran) beton harus mempertimbangkan lingkungan di mana beton tersebut akan berdiri, misalnya di lingkungan tepi laut, atau beban-beban yang berat, atau kondisi cuaca yang ekstrim.

PROPORSIONAL
Reminder: Beton adalah campuran antara semen, agregat kasar dan halus, air, dan zat aditif.

Komposisi yang berbeda-beda di antara bahan baku beton mempengaruhi sifat beton yang dihasilkan pada akhirnya. Pembagian ini biasanya diukur dalam satuan berat. Pengukuran berdasarkan volume juga sebenarnya bisa, dan lebih banyak dilakukan pada konstruksi skala kecil, misalnya rumah tinggal.

SEMEN
Jika kadar semen dinaikkan, maka kekuatan dan durabilitas beton juga akan meningkat. Semen (bersama dengan air) akan membentuk pasta yang akan mengikat agregat mulai dari yang paling besar (kasar) sampai yang paling halus.

AIR
Sebaliknya, penambahan air justru akan mengurangi kekuatan beton. Air cukup digunakan untuk melarutkan semen. Air juga yang membuat adukan menjadi kohesif, dan mudah dikerjakan (workable).

RASIO AIR-SEMEN
Biasa disebut dengan w/c ratio alias water to cement ratio. Jika w/c ratio semakin besar, kekuatan dan daya tahan beton menjadi berkurang. Pada lingkungan tertentu, rasio air-semen ini dibatasi maksimal 0.40-0.50 tergantung sifat korosif atau kadar sulfat yang ada di lingkungan tersebut.

grafik

AGREGAT
agregat halus kebanyakan
Jika agregat halus terlalu banyak, maka adukannya akan terlihat "sticky", encer, "lunak", seperti tidak punya kekuatan. Dan setelah pemadatan, bagian atas adukan akan cenderung "kosong" alias tidak ada agregat.

agregat kasar kebanyakan
Sebaliknya, jika agregat kasar terlalu banyak, adukannya akan terlihat kasar, berbatu, kelihatan getas (rapuh). Agregat ini akan muncul di permukaan setelah dipadatkan.

PENCAMPURAN
Beton harus dicampur dan diaduk dengan baik sehingga sement, air, agregat, dan zat tambahan bisa tersebar merata di dalam adukan.

Beton biasanya dicampur dengan menggunakan mesin. Ada yang dicampur di lapangan (site) ada juga yang sudah dicampur sebelum dibawa ke lapangan, atau istilahnya ready-mix.

Untuk beton ready-mix, takarannya sudah diukur di batch plant, kemudian dicampur dan dimasukkan ke dalam truk. Selama perjalanan drum beton tersebut terus diputar agar beton tidak mengalami setting di dalam drum. Kan aneh kalau misalnya kena macet trus betonnya sudah mengeras di dalam drum. Kadang, di dalam perjalanan, bisa jadi karena lama di jalan, cuaca panas, atau kelamaan diputar, temperatur di dalam drum meningkat sehingga air menguap. Kondisi ini kadang "diakali" dengan memasukkan bongkahan es balok yang besar ke dalam drum, sehingga kadar air bisa tetap dipertahankan. Hmm.. kalo ditambah sedotan, drum truk itu bisa kita beri label "Jus Beton Segar".. :D

Sementara beton yang dicampur dilapangan biasanya menggunakan mesin yang dinamakan MOLEN (mirip-mirip nama sejenis gorengan pisang). Sewaktu mencampur di lapangan, agregat terlebih dahulu dimasukkan ke dalam tong (molen), kemudian diikuti oleh pasir dan terakhir semen. Semuanya dalam takaran tertentu sesuai dengan mutu beton yang diinginkan.
molen beton

Ada kata pepatah: Jangan menggunakan sekop untuk menakar adukan beton untuk molen! (Padahal ini yang sering dilakukan) :D
Ukuran takaran biasanya dinyatakan dalam satuan berat, sementara sekop tidak bisa mengukur berat. Jangan sampai rasio adukan 1:2:3 diartikan sebagai 1 sekop semen, 2 sekop pasir dan 3 sekop kerikil (agregat). Tentu saja hasil (mutu) yang diperoleh akan berbeda. Kecuali kalau ada sekop canggih yang bisa sekaligus mengukur berat muatannya. :) (hmm..)

pencampuran beton

Ketika semua bahan (kecuali air) sudah masuk, moleh diputar sehingga semua bahan tercampur. Katanya sih, kalau sudah tidak ada pasir yang terlihat secara kasat mata, berarti adukannya itu sudah merata. Saat itulah dilakukan penambahan air sedikit demi sedikit.

Molen punya kapasitas (volume). Mencampur terlalu penuh juga tidak efektif karena proses pencampurannya akan memakan waktu yang lebih lama. Sebaiknya molen diisi secukupnya dulu, kemudian jika sudah jadi, seluruh isi molen dituang ke wadah sementara sebelum diangkut atau dicor ke bekisting. Sewaktu adukan beton diangkut (dicor), molen bisa bekerja lagi untuk membuat adukan berikutnya. Begitu adukan pertama sudah dituang semua, molen pun sudah selesai membuat adukan kedua, jadi tidak ada delay ketika molen bekerja.

Nah, untuk skala yang sangat kecil, beton boleh dicampur dengan menggunakan sekop. Harus dilakukan di tempat yang datar dan bersih (maksudnya bebas dari ranting, daun, sampah, dan material pengganggu lainnya). Kerikil, pasir, dan semen diaduk/dicampur dulu, kemudian dibuat seperti gundukan, dan di puncaknya digali dibuat seperti danau untuk menampung air. Jika adukan dicampur di wadah yang sisi-sisinya tertutup sehingga air bisa dibendung, nggak usah repot-repot bikin gundukan, langsung saja tuang air ke wadah tersebut. :)

Sebagai penutup, kami akan berikan tabel komposisi berat semen, pasir, dan kerikil, serta volume air yang dibutuhkan untuk membuat 1 m3 beton dengan mutu tertentu.

image

Referensi tabel :
SNI DT - 91- 0008 - 2007 Tata Cara Perhitungan Harga Satuan Pekerjaan Beton, oleh Dept Pekerjaan Umum.

Semoga Bermanfaat.
...bersambung..[]

Dasar-Dasar Beton (2) Karakteristik Beton

  book1_29127_image002

Ada empat karakteristik utama dari beton, yaitu :
Workability, Cohesiveness, Strength, dan Durability.

Beton memiliki tiga kondisi tahapan bentuk, yaitu :
Plastic, Setting, dan Hardening.

TAHAPAN KONDISI BETON

balok_295_image002

Tahap Plastis. Ketika bahan-bahan beton pertama kali dicampurkan, bentuknya menyerupai sebuah "adonan". Lunak,  encer, sehingga dapat dituang dan dibentuk menjadi bermacam-macam bentuk. Tahapan ini dinamakan kondisi plastis. Beton harus dalam kondisi plastis pada saat penuangan (pengecoran) dan pemadatan (kompaksi).

Karakteristik yang paling penting di kondisi plastis ini adalah workability dan cohesiveness.

Kaki kita akan tenggelam jika mencoba berdiri di atas beton yang masih dalam kondisi plastis.

balok_295_image004

Tahap Setting. Selanjutnya, beton akan mulai mengeras dan kaku. Ketika beton tidak lagi lunak, dan mulai mengeras, kondisinya dinamakan setting. Setting terjadi setelah kompaksi (pemadatan) dan pemolesan akhir (finishing). Beton yang basah seperti becek akan lebih mudah ditempatkan tetapi lebih sulit untuk dilakukan finishing.

Jika kita menginjakkan kaki di atas beton yang sedang setting, kaki kita tidak akan tenggelam, tetapi jejak kaki kita akan muncul di permukaan beton tersebut.

balok_295_image006

Tahap Pengerasan (hardening). Setelah melalui tahap setting, beton mulai mengeras dan mencapai kekuatannya. Karakteristik yang ada pada tahap ini adalah kekuatan dan durabilitas (daya tahan).

Kaki kita tidak akan meninggalkan jejak jika diinjakkan di atas beton yang sudah mengeras.

balok_295_image008

WORKABILITY

Workability adalah kemampuan untuk dilaksanakan atau dikerjakan, yang meliputi bagaimana beton itu mudah untuk dibawa dan ditempatkan di mana-mana, mudah dikerjakan, mudah dipadatkan, dan mudah untuk dilakukan finishing.

Beton yang cenderung "kering" alias kekurangan air tentu saja agak susah dibentuk, susah dipindahkan, bahkan nantinya susah difinishing. Kalo tidak dibangun dengan benar, beton tersebut tidak akan kuat dan tahan lama.

Workability beton dapat diuji dengan melakukan slump test.  Pengujian ini akan dibahas di bagian ke-3.

Apa saja yang mempengaruhi workability?

  1. Jumlah semen pasta (adukan semen). Semen pasta adalah campuran semen dan air. Semakin banyak pasta semen yang dicampur dengan aggregat kasar dan halus, maka semakin besar workabilitynya.
  2. Tingkat gradasi aggregat. Well-graded (tergradasi dengan baik), permukaan halus, dan bentuk cenderung bulat cenderung meningkatkan workability dari campuran beton.

Untuk meningkatkan workability, dapat dilakukan dengan

  • Menambah pasta semen (air + semen)
  • Menggunakan well-graded aggregat
  • Menggunakan admixture

Warning!!
Sebaiknya hindari peningkatan workability dengan menambahkan air saja, sebab dapat menurangi kekuatan dan daya tahan beton.

balok_295_image0101

KEKUATAN DAN DAYA TAHAN.

Beton yang baik terbuat dari material yang kuat dan tahan lama secara alami. Maksudnya, jika material pembentuk beton sudah kuat dan tahan, bisa dijamin beton yang dihasilkan juga lebih kuat. Ciri-cirinya beton yang kuat dan memiliki daya tahan yang tinggi adalah: padat, kedap air (tidak berpori), tahan terhadap perubahan suhu, dan tahan terhadap keausan dan pelapukan.

Kekuatan dan daya tahan saling berhubungan. Semakin tinggi kekuatan (mutu) beton, semakin tinggi pula daya tahannya.

Beton yang baik sangat penting untuk melindungi besi tulangan yang ada di dalam inti beton. Kekuatan beton biasanya diukur dengan Uji Kekuatan Beton. Tentang pengujian ini juga akan dibahas di bagian ke-3.

balok_295_image012

Kekuatan dan daya tahan sangat ditentukan oleh:

  1. Pemadatan. Pemadatan ini betujuan untuk menghilangkan udara yang ada di dalam beton. Tentu saja pemadatan ini dilakukan ketika beton masih cair.
  2. Pemeliharaan (Curing). Curing adalah "membasahi" beton yang sudah setting (keras) untuk beberapa waktu tertentu. Tujuannya adalah untuk mengurangi penguapan air yang berlebihan, sehingga air yang ada di dalam campuran beton dapat bereaksi secara optimal. Semakin lama proses curing, semakin tinggi daya tahan beton yang dihasilkan.
  3. Cuaca. Cuaca yang agak hangat dapat membuat beton mencapai kekuatan yang tinggi dalam waktu yang tidak lama.
  4. Tipe Semen. Tipe semen yang berbeda juga berpengaruh terhadap kekuatan dan daya tahan beton.
  5. Rasio air terhadap semen, biasa disebut w/c ratio. Kebanyakan air atau kekuarangan semen dapat mengakibatkan beton menjadi tidak kuat dan tentu saja tidak tahan lama. W/C ratio adalah perbandingan BERAT air terhadap BERAT semen. Karena berat 1 liter air sama dengan 1 kg, maka orang lebih banyak menggunakan perbandingan VOLUME air (dalam liter) terhadap BERAT semen (dalam kg).

balok_295_image014

Desain Balok Beton Bertulang (5)

Nah, bagian terakhir dari serial desain balok beton ini adalah bagian yang penting namun kadang diabaikan, yaitu kontrol lendutan dan retak. Setelah ini baru kita lihat contoh kasus dalam kehidupan sehari-hari. :)

Beton punya sifat susut dan rangkak. Susut adalah pemendekan beton selama proses pengerasan dan pengeringan pada temperatur konstan. Sementara rangkak terjadi pada beton yang dibebani secara tetap dalam jangka waktu yang lama. Oleh karena itu pada balok beton dikenal istilah short-term (immediate) deflection dan long-term deflection.

Kontrol Lendutan Balok Pada SNI 03-2847-2002

Kita tau kalau lendutan itu adalah fungsi dari kekakuan yaitu perkalian antara modulus elastisitas beton  E_c dengan inersia penampang  I , lebih populer dengan istilah  EI . Ternyata eh ternyata... lendutan itu harus dibatasi, karena itu menyangkut masalah kenyamanan. SNI-Beton-2002 kali ini dengan tegas membuat butir tersendiri, yaitu butir 9.5 tentang Kontrol Terhadap Lendutan.

16-tabel-minimum-h

Pada butir 9.5(2), dikatakan bahwa jika lendutan harus dihitung, maka lendutan yang terjadi seketika (immediate deflection) dihitung dengan metode atau formula standar untuk lendutan elastis, dengan memperhitungkan pengaruh retak dan tulangan terhadap kekakuan struktur.

Pengaruh Retak dan Tulangan Terhadap Kekakuan Struktur.

Balok beton bisa retak ketika menahan momen lentur. Sewaktu serat bawah tertarik (momen positif), beton sebenarnya bisa menahan tegangan tarik tersebut, tetapi seperti kita ketahui bahwa kuat tarik beton sangat kecil.

SNI-Beton-2002 membatasi untuk beton normal, kekuatan beton dalam menahan tarik akibat lentur adalah  f_r = 0.7 \sqrt{f'_c} .  f_r ini biasa dikenal dengan tegangan retak.

Sementara momen lentur yang dapat menyebabkan terjadinya retak ini adalah
 M_{cr} = \dfrac{f_r I_g}{y_t}
 I_g adalah momen inersia penampang utuh, termasuk lebar efektif sayap pada balok T atau L.
 y_t adalah jarak dari garis netral penampang ke serat bawah penampang beton.

Jika momen lentur yang terjadi kurang dari  M_{cr} , maka penampang tidak retak, sebaliknya jika lebih dari  M_{cr} maka penampang akan retak.

Memangnya Kenapa Kalau Balok Retak?

Ketika balok retak, penampang menjadi tidak utuh lagi. Balok yang semula ukurannya 300x500 misalnya, menjadi tidak efektif lagi, yaaa.. mungkin tinggi balok yang masih utuh (tidak retak) hanya sekitar 300 atau 250 mm.

Oleh karena itu, momen inersia yang dipakai bukan lagi  bh^3/12 , melainkan lebih kecil lagi. Jika momen inersianya menjadi lebih kecil, lendutannya tentu bertambah besar. Itulah sebabnya faktor keretakan penampang balok ini menjadi hal yang sangat penting.

Bagaimana Menganalisis Penampang Retak?
Metode yang digunakan adalah metode transformasi. (wuih.. mirip-mirip Transformers gitu ya?). Yaaa.. mirip-mirip lah. Tapi yang ini bukan robot yang berubah menjadi mobil, pesawat, dll. Tapi balok beton yang berubah menjadi robot. (!?) Yang ditransformasi adalah baja menjadi beton. Keren kan?
Kenapa harus ditarnsformasi?
Yaaa... untuk mempermudah perhitungan. Kan seperti kata pepatah.. kalo bisa dipermudah kenapa harus dipersulit? Gitu aja kok repot..! :D

Sewaktu terjadi momen lentur (positif), serat bawah balok kan mengalami tarik dan retak. Ketika retak, tegangan tarik itu dipikul seluruhnya oleh tulangan baja. Untuk menghitung lendutan, butuh momen inersia penampang. Jika penampang tidak homogen, susah ngitung momen inersianya. Makanya tulangan bajanya perlu ditransformasikan menjadi beton.
 F_s = A_s \cdot f_s \ F_s = A_s \cdot (E_s \cdot \epsilon)
Ada sebuah faktor yang dinamakan dengan rasio modular, yaitu perbandingan antara modulus elastisitas baja terhadap modulus elastisitas beton.
 n = E_S/E_c
Sehingga,
 F_s = A_s \cdot n \cdot E_c \cdot \epsilon
 nA_s inilah luas beton yang ditransformasikan dari luas tulangan baja.

Menghitung Momen Inersia Transformasi Penampang Retak

16-penampang-retak

Prosedurnya :

  1. Hitung lokasi garis netral  c terhadap serat atas, dengan persamaan:
     c = \dfrac{A_{gc} \cdot y_c + A'_s \cdot y_s }{A_{gc} + A_s}
     A_{gc} = b \cdot c
     y_c = c/2
     A'_s = n \cdot A_s ,  A'_s adalah luas penampang transformasi dari tulangan baja,  A_s
     y_s = d
  2. Dari persamaan tersebut, diperoleh persamaan kuadrat
     bc^2 + 2nA_sc - 2nA_sd = 0 ,
    sehingga nilai  c bisa dihitung.
  3. Hitung momen inersia retak, sebagai berikut:
     I_{retak} = I_{c0} + A_{gc} \cdot {y_c}^2 + nA_s \cdot {y_s}^2

Momen Inersia Efektif  I_{eff}

 I_{retak} yang dihitung diatas belum boleh digunakan buat menghitung lendutan saat retak. Parameter  EI harus menggunakan  I_{eff} seperti yang sudah disebutkan di SNI-Beton-2002.

Bagaimana menghitung  I_{eff} ?

  1.  I_{eff} = I_{cr} + (I_g - I_{cr}) \big( \dfrac{M_{cr}}{M_a} \big)^3
  2.  M_a , adalah momen layan, momen service atau momen kerja (bukan ultimate)
     M_a = M_{DL} + M_{LL}
  3.  I_{eff} tidak boleh lebih besar daripada  I_g .

Selesai...
fiuh.. buru-buru sih.. kejar tayang.. makanya agak-agak bijimanaa gitu.

next : langsung contoh kasus lah... biar puas..puas.. puaasss..

SNI-Beton : Jarak Antar Tulangan

Kadang sewaktu mendesain struktur beton bertulang, kita ingin menggunakan tulangan yang sangat banyak atau justru sangat sedikit. Jika tulangannya banyak, maka jarak antar tulangan menjadi sangat rapat, sebaliknya jika sedikit, maka jaraknya menjadi renggang. SNI-Beton-2002 sebenarnya sudah memberikan batasan jarak atau spasi antar tulangan baik itu untuk balok, kolom, pelat, maupun dinding.

Batasan Spasi Tulangan menurut pasal 7.6 SNI-2847-2002

  1. Jarak bersih antara tulangan sejajar dalam lapis yang sama tidak boleh kurang dari 25 mm.
  2. Jika tulangan terdiri dari lebih dari satu lapis (baris), maka jarak bersih antar baris tulangan adalah 25 mm.
  3. Untuk kolom, boundary element pada dinding geser, atau dinding yang mempunyai confinement (sengkang pengikat), jarak bersih antar tulangan utamanya adalah minimal 1.5d_b  atau 40 mm (mana yang terbesar).
  4. Pada dinding dan pelat lantai, tulangan lentur utama jaraknya harus kurang dari 3x tebal pelat (dinding) atau 500 mm (mana yang terbesar).

spasi-tulangan1