bahan ajar beton

                                        1 

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.  

 

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        2 

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.  

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        3 

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  ± 

1450

o

C.  

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) 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        4 

  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. 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        5 

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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        6 

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  cm

2

.  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. 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        7 

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 m

2

/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. 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        8 

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. 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        9 

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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        10 

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 

 

 

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        11 

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: 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        12 

 

 

 

 

 

 

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) 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        13 

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% 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        14 

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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        15 

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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        16 

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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        17 

 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. 

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        18 

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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        19 

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/ft

3

. Sedangkan beton 

dengan  agregat  berbobot  berat  mernpunyai  berat  volume  sekitar  225  sampai  330 

lb/ft

3

.  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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        20 

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 : 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        21 

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. 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        22 

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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        23 

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. 

 

 

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        24 

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. 

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        25 

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. 

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        26 

  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. 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        27 

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 : 

 

 

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        28 

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

Kekuatan dan durabilitas 

sesuai 

Kecelakaan meningkat

Kekuatan, durabilitas dan 

kecelakaan sesuai 

Susut dan perkembangan 

panas lebih rendah 

Faktor air semen rendah

Kekuatan dan durabilitas 

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 : 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        29 

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. 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        30 

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)  

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        31 

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  600

o

  -  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 : 

 

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        32 

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  

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        33 

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: 

 

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        34 

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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        35 

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. 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        36 

  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/m

2

 

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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        37 

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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        38 

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/ft

3

 ) 

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. 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        39 

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. 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        40 

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/m

3

 dan untuk agregat kasar 

2,6 t/m

3

. 

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  m

3

  beton  dalam 

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

beton yang dibuat: 

a.  Kuat  tekan  karaktristik  =  225  kg/cm

2

  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/m

3

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        41 

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/m

3 

3,10% 

6,50% 

2,44 t/m

3 

4,20% 

8,80% 

2,66 t/m

3 

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/mm

2

 pada 28 hari bagian cacat 5% 

7 N/mm

2

 atau tanpa data (k = 1,64)  

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

2

  

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

2

  

 

Semen normal type I  

Batu pecah alami  

 

0,6  

0,6 

Slump 30 – 60  

40 mm 

170 kg/m

2

  

170” 0,6 = 283 kg/m

3

  

265 kg/m

3

 pakai bila > 12, hitung no. 15 

......... Kg/m

3

  

 

Daerah (zone) susunan butir 2  

35%  

2,59 diketahui  

 

2,380 kg/m

3  

2,380 – 283 – 170 = 1.927 kg/m

3

  

1927 * 0,35 = 674 kg/m

3

  

1927 – 647 = 1253 ko/m

3

  

 

 

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        42 

Berdasarkan (teoritis) 

Semen 

(kg) 

Air 

(kg atau 1) 

Agregat Halus 

(kg) 

Agregat Karet 

(kg) 

Tiap m

3

 dengan ketel 5 kg  

Tiap campuran uji 0,05 m

3

  

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 m

3

  

Tiap 0,05 m

3

  

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/cm

2

 

Sebuatn 

Jumlah beton 

(m

3

) 

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 : 

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        43 

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

                   (PBI 1971)  

  Jumlah semen 

minimum per 

m

3

 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/mm

2

) 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/mm

2

)  

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 : 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        44 

Dari titik kekuatan tekan 45 N/mm

2

, 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/cm

2

) 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/m

3

) 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/m

3

 

-  Batu pecah   = 190 kg/m

3

 

-  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/m

3

  kadar air bebas. 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        45 

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/m

3

) sudah rerlaMPaui dengan jumlah semen 

= 283 kg/m

3

, 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/m

3

. 

20. Sudahjelas 

21. Sudahjelas 

22. Sudah jelas 

Dari langkah-langkah no 1 – 22 untuk 1 m

3

, 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  

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        46 

-     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/m

2

) 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/m

3

 (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

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        47 

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

kg/m

3

 ( 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/in

2

  0,4  - 

5000 lb/in

2

  0,5  0,4 

4000 lb/in

2

  0,6  0,5 

3000 1b/in

2

  0,7  0,6 

2000 lb/in

2

  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/in

2

) 

adalah 0,4 

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

165/0,4 = 413 kg/m

3

 ( 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  m

3

/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). 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        48 

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/yd

3

  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/m

3

  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/m

3

 (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/m

3

 (lb/yd

3

) 

Cm, C   =  Kebutuhan semen, kg/m

3

 (lb/yd

3

) 

Maka nilai yang digunakan : 

Um = 10 (2,68)(100-6)+ 413(1 – 

15,3

68,2

) – 165 (2,68 - 1).  

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

ge

Ga

)  -  Wm  (Ga  –  1) 

mendapatkan nilai 3879 Ib/yd

3

. Berat yang telah ditentukan adalah :  

Air = 165 kg (180 1b)  

Semen  = 413 kg (700 lb ) dan  

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

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        49 

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/m

3 

  = 1718(1,025 - 0,01) = 1744 lb/yd

3

 

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/yd

3

 

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/m

3

 (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/m

3

 = 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.  

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        50 

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: 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        51 

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. 

 

 

 

 

 

 

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        52 

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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        53 

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. 

 

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        54 

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. 

 

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        55 

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/yd

3

) 

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

halusagregatkeringisiBerat

1

 

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

3 

 

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

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        56 

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  

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        57 

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) 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        58 

  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, 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        59 

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, 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        60 

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/ft

3

.  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/ft

3

. 

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        61 

3.  Menentukan kadar agregat kasar optimum 

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

per yd

3

 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/yd

3

 

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

Dengan menggunakan persamaan : 

V = 

%1001 x

dryBSG

DRUW

 

Maka voids content pasir yang digunakan adalah 

V = 

%36%100x

)4.62(x)59.2(

103

1

 

Pengaturan air campuran, dihitung dengan menggunakan persamaan: 

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

3 

  = (36-35)8 lb/yd

3 

  = + 8  lb/yd

3

 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/yd

3

 beton adalah 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        62 lb977

31,0

303

 

7.  Perbandingan dasar campuran hanya dengan semen 

a)  Kadar semen per yd

3

 = 977 lb 

b)  Volume material per lb/yd

3

 kecuali pasir, sebagai berikut: 

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

3

 

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

3

 

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

3

 

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

3

 

  Volume total     = 21,14 ft

3

  

Oleh karena itu, volume pasir yang diperlukan per lb/yd

3

 beton adalah :  

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

3

 

Perubahan ini untuk berat pasir kering per yd

3

 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% 

Gabungan campuran # 2  25% 

Gabungan campuran # 3  30% 

Gabungan campuran # 4  35% 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        63 

c.  Untuk gabungan campuran #1, berat fly ash per yd

3

 beton adulah (0,2) x (977) = 

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

d.  Untuk campuran #1, volume semen per  yd

3

 beton adalah (782) (3,14 x 62,4) = 

3,98 ft

3

 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  yd

3

  beton 

adalah  sama  dengan  dasar  campuran  yang  tidak  mengandung  bahun  semen. 

Bagaimanapun  juga,  volume  bahan  semen  setiap  campuran  bervariasi.  Berat 

pasir  yang  diperlukan  per  yd

3

  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  ft

3

.  Perubahan  pada 

berat pasir kering per  yd

3

 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 

Pasir, kering  916 lb 

Agregat kasar, kering  1854 lb 

Air, termasuk 2,5 ons / cwt* retanding admixture  303 Ib 

 

Campuran gabungan #2 

Semen  733 lb 

Fly ash  244 lb 

Pasir, kering  908 lb 

Agregat kasar, kering  1854 lb 

Air, termasuk 2,5 ons / cwt* retanding admixture  303 Ib 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        64 

Campuran gabungan #3 

Semen  684 lb 

Fly ash  293 lb 

Pasir, kering  900 lb 

Agregat kasar, kering  1854 lb 

Air, termasuk 2,5 ons / cwt* retanding admixture  303 Ib 

 

Campuran gabungan #4 

Semen  782 lb 

Fly ash  195 lb 

Pasir, kering  916 lb 

Agregat kasar, kering  1854 lb 

Air, termasuk 2,5 ons / cwt* retanding admixture  303 Ib 

 

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  ft

3

.  Pengurangan  berat  batch  untuk 

menghasilkan 3,0 ft

3

 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 

 

 

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        65 

10. Penentuan perbandingan campuran  

Trial Mix yang dicapai : 

Semen    (108,56)7(3,15 x 62.4)  = 0,55 ft

3

  

Pasir    (105,26)7(2,59 x 62,4)  = 0,65 ft

3

 

Agregat kasar    (205,97)7(2,76 x 62,4)  = 1,20 ft

3

  

Air    (34,73)/(62,4)  = 0,56 ft

3 

Udara     (3,02) (3,0)  = 0,06 ft

3 

Volume total    = 3,02 ft

3 

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 : 

 

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        66 

Campuran 

Kekuatan tekan pada 

umur 28 hari, psi 

Temperatur, 

Farenhaith 

Campuran gabungan # 1  10.410  94 

Campuran gabungan # 2  10.570  93 

Campuran gabungan # 3  10.530  89 

Campuran gabungan # 4  10.490  84 

 

  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. 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        67 

-  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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        68 

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 

 

 

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        69 

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 10

5

 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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        70 

-  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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        71 

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. 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        72 

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) 

 

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        73 

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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        74 

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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        75 

(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. 

 

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        76 

 

 

 

 

 

 

 

 

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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        77 

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 0,5h

L 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. 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        78 

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

f

εε 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

f

εε 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 

dc

cdc

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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        79 

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

Asb

b b

y

c

y

bc

1

1 '85,0'85,0

 

 

)600(

600'85,0

1

yy

c

ff

f

b

 

 

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

4,1

min

 

Persentase tulangan maksimum : 

bm aks 75,0

 

 

Dimana  :    adalah  perbandingan  luas  total  penampang  tulangan  dengan  luas  total 

penampang beton (  = As/bd) 

)600(

600'85,0

1

yy

c

ff

f

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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        80 

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

a

dba0,85f'

2

a

dCM ccn

 

atau 

2

a

dfA

2

a

dTM 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  

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        81 

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 

 

003,0

4,413

4,14,1

min

yf

 

OKρ0,0222

457,2x254

2580

db

A

ρ min

s

 

 

a). f’c = 20,68 MPa   1 = 0,85 

 

021,0

)4,413600(

600

85,0

4,413

68,20x85,0

)600(

600'85,0

1

yy

c

ff

f

b

 

0,0150,021x0,750,75ρ bmaks 

 

 >  maks  over-reinforced 

 

b). f’c = 34,47 MPa  

30f'

7

0,05

0,85β c1

 

h d 

b 

As 

b = 10 in. (254 mm) 

d = 18 in. (457,2 mm) 

h = 21 in. (533,4 mm) 

As = 4 in

2

 (2580 mm

2

) 

cu=0,003 

s 

Ts 

0,85 f c 

c 

Cc 

h d 

b 

As 

a= 1 c  

d- a/2  

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        82 

818,03047,43

7

0,05

0,85β1

       

034,0

)4,413600(

600

818,0

413,4

34,47x0,85

ρb

 

0,0250,034x0,75ρmaks

 

 <  maks  under-reinforced 

mm51,143

254x34,47x0,85

413,4x2580

bf'0,85

fA

a

c

ys

 

2

a

dfA

2

a

dTM yssn

 

2

143,51

2,5744,4132580Mn x

 

Mn = 411104844 Nmm = 411 kNm 

 

 

c). f’c = 62,10 MPa   1 = 0,65  

 

049,0

)4,413600(

600

65,0

1,2

413,4

6x0,85

ρb

 

0222,0ρ037,00,049x0,75ρmaks

 

 <  maks  under-reinforced 

mm8,79

254x1,26x0,85

413,4x2580

bf'0,85

fA

a

c

ys

 

2

79,8

2,5744,4132580Mn x

 

Mn = 445080495,6 Nmm = 445 kNm 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        83 

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

a

dTM 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 

dbρAatau

db

A

ρ 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

f

dρa

              (3) 

Substitusi nilai a pada persamaan (3) ke persamaan (2) menghasilkan: 

d

0,85f'

f

2

ρ

dfdbρM

c

y

yn

            (4) 

 

Nilai  Mn  pada  persamaan  (4)  dibagi  dengan  (bd

2

)  menghasilkan  suatu  besaran  yang 

disebut dengan koefisien lawan (resistence coeffisient) Rn. 

Bila 

:makam,

0,85f'

f

c

y

 

mρ

2

1

1fρ

db

M

R y2

n

n

            (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). 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        84 

y

n

f

Rm2

11

m

1

ρ

              (6) 

 

Langkah-langkah perencanaan tulangan tunggal sebagai berikut: 

1. Tentukan suatu harga   yang  besarnya  min <   <  maks = 

bρ0,75

 

     

yf

4,1

min

 dan 

bρ75,0m aks

 

2. Hitung nilai (bd

2

) yang diperlukan : 

n

n2

R

M

db

  

     dimana : 

mρ

2

1

1fρR yn

 dan 

c

y

0,85f'

f

m

 

3. Pilih suatu nilai b dan d yang memenuhi besar (bd

2

) 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

n

n

db

M

baru,R

 

    

y

n

baru

f

baru,Rm2

11

m

1

ρ

 

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

M

M

 atau  Mn ≥ Mu. 

     

2

a

dfAM ystn

 dengan 

bf'0,85

fA

a

c

yst

 

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        85 

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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        86 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          

           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

fA

a

c

ys

'85,0

1

, dimana As1 = As – A’s 

Keseimbangan momen: 

M = 0 

2

'85,0

2

1

a

dbaf

a

dCM ccn

 atau 

2

'

22

111

a

dfAA

a

dfA

a

dTM 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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        87 

Mn = Mn1 + Mn2 = (As – A’s) fy 

2

a

d

 + 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

a

d

 + 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

fAAa

c

'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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        88 

Karena tulangan tekan A’s sudah leleh maka 

s

y

s

E

f

'

 

c

d

c

dc

s

'

1003,0

)'(003,0

'

 

c

y

s f

df

d

'85,0

)'(

'

1003,0' 1

 

df

df

y

c

s

)'(

''85,0

1003,0' 1

 

Dengan nilai 

s

y

s

E

f

'

 dan Es = 200.000 MPa maka persamaan diatas menjadi: 

200000)'(

''85,0

1003,0 1 y

y

c f

df

df

 

600)'(

''85,0

1 1 y

y

c f

df

df

 

1

600)'(

''85,0 1 y

y

c f

df

df

 

600

600

)'(

''85,0 1 y

y

c f

df

df

 

yy

c

fdf

df

600

600''85,0

' 1

 

Jika tulangan tekan belum leleh maka  ’s <  y 

f’s = Es  ’s 

df

df

f

y

c

s

)'(

''85,0

1003,0200000' 1

 

df

df

f

y

c

s

)'(

''85,0

1600' 1

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        89 

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

fAfA

a

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

s

bb

f

f '

'

 

dengan 

b

adalah  persentase  tulangan  dari  balok  bertulangan  tunggal  dengan  luas 

tulangan tarik As1 dalam keadaan tulangan seimbang. 

fyf

f

y

c

b

600

600'85,0

1

 

Persentase tulangan maksimum untuk balok bertulangan rangkap: 

y

s

bm aks

f

f '

'75,0

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        90 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

4,1

min

 

 >  min  

 

yy

c

fdf

df

600

600''85,0

' 1

 

df

df

f

y

c

s

)'(

''85,0

1600' 1

 

Baja tekan sudah leleh 

f’s = fy 

fyf

f

y

c

b

600

600'85,0

1

 

y

s

bm aks

f

f '

'75,0

 

bf

fAfA

a

c

ssys

'85,0

''

 

Mu =   {(As – A’s) fy 

2

a

d

 + As fy (d – d’)} 

 

Penampang 

diperbesar 

 ditingkatkan 

tidak ya 

tidak 

Selesai 

ya tidak 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        91 

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 20

2

) = 1571 mm

2

 

A’s = 2 x (1/4 x 3,14 x 20

2

) = 628 mm

2

 

As1 = As – A’s = 1571 – 628 = 943 mm

2

 

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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        92 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          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 

00786,0'0169,0

400600

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

df

f

y

c

s

)'(

''85,0

1600' 1

 

MPaf s 169

40040000786,0

502585,085,0

1600'

 

mm92,81

3002585,0

)1696284001571(

'85,0

''

bf

fAfA

a

c

ssys

 

mm38,96

85,0

92,81

1

a

c

 

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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        93 

Dari diagram regangan : 

00144,0

38,96

5038,96003,0'003,0

'

c

dc

s

 

f’s =  ’s Es = 0,00144 x 200000 = 289 MPa  

Periksa batas-batas tulangan 

fyf

f

y

c

b

600

600'85,0

1

 

0271,0

400600

600

85,0

400

2585,0

 

0,75

b

= 0,75 x 0,0271 = 0,0203 

y

s

bm aks

f

f '

'75,0

 

0241,0

400

289

00523,00203,0m aks

 

0031,0

4004

25

4

'

min

y

c

f

f

   

0035,0

400

4,14,1

min

yf

 

Dipilih  min = 0,0035 

min <   = 0,01309 <  maks (under - reinforced) 

 

Tinggi garis netral 

mm1,70

3002585,0

)2896284001571(

a

 

mm5,82

85,0

1,70

c

 

Kapasitas momen nominal Mn 

Mn = (As fy – A’s f’s) 

2

a

d

 + A’s f’s (d – d’) 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        94 

Mn = (1571 x 400 – 628 x 289) 

2

1,70

400

 + {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)  mm

2

,  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 mm

2

, f’c = 25 MPa   1 = 0,85  

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        95 

fyf

f

y

c

b

600

600'85,0

1

 

0271,0

400600

600

85,0

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 mm

2

 

Mn1 = As1 fy 

2

a

d

dengan 

bf'0,85

fA

a

c

ys1

 

Mn1 = 1660 x 400 x 

3002585,02

4001660

400

 

       

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 

0135,0'0132,0

400600

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

M

AA'

 

As = As1 + As2 = 1660 + 525 = 2185 mm

2

 

 

Dipasang tulangan : 

Tulangan tarik 7D20 (As = 2198 mm

2

) 

Tulangan tekan 2D20 (As = 628 mm

2

) 

 

Periksa batas-batas tulangan 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        96 

0179,0

410300

2198

 

0051,0

410300

628

'

 

fyf

f

y

c

b

600

600'85,0

1

 

0271,0

400600

600

85,0

400

2585,0

 

0,75

b

= 0,75 x 0,0271 = 0,0203 

'75,0 bm aks

 

0254,00051,00203,0m aks

 

0031,0

4004

25

4

'

min

y

c

f

f

   

0035,0

400

4,14,1

min

yf

 

Dipilih  min = 0,0035 

min <   = 0,01309 <  maks (under - reinforced) 

Tinggi garis netral c 

mm5,98

3002585,0

)2896284002198(

a

 

mm9,115

85,0

5,98

c

 

 

Kapasitas momen nominal Mn 

Mn = (As fy – A’s fy) 

2

a

d

 + A’s f’s (d – d’) 

Mn = (2198 x 400 – 628 x 400) 

2

5,98

400

 + {628 x 400 (400 – 40) 

      = 319495000 Nmm = 319,495 kNm 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        97 

Kapasitas momen rencana Mu 

Mu =  Mn = 0,8 x 319,495 = 255,596 kNm > 252,3 kNm (OK) 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        98 

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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        99 

Be

Be

b1 b2bw

L1 L2

L

be

bw b3

b2bwb1

b3bw

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. 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        100 

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

fA

a

 

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

hf

Asf

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 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        101 

Komponen gaya tarik : Tf = Asf fy 

ff TC

 

y

fwec

sf

f

h)b(bf'0,85

A

 

Untuk balok T nyata (T murni) 

Gaya tarik > kapasitas gaya total luas flens 

As fy > 0,85 f’c be hf 

sehingga 

f

ec

ys

h

bf'0,85

fA

a

, jika ruas kiri dikalikan dengan 

d

d

 didapat : 

f

ec

ys

h

d

d

bf'0,85

fA

d

d

a

 

dimana 

18,1

85,0

1

dan

dbf'

fA

ec

ys

 

sehingga hf < a 

)d18,1(hf

 

Persentase  tulangan  kondisi  tulangan  seimbang  (balanced  reinforced)  untuk  balok  T 

adalah : 

)ρρ(

b

b

ρ fb

e

w

b

 

dimana 

y

1

y

c

b

f600

600

β

f

0,85f'

ρ

 

db

A

ρ

w

sf

f

 

y

fwec

sf

f

h)b(b0,85f'

A

 

Agar  terjadi  keruntuhan  daktail  maka  persentase  penulangan  balok  T  harus  memenuhi 

batasan : 

bmaks

e

s ρ0,75ρ

db

A

ρ

 

Persyaratan tulangan minimum 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        102 

y

min

w

s

w

f

1,4

ρ

db

A

ρ

 

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

a

df)A(A

2

a

dfAM ysfsys1n1

 

2

h

dfA

2

h

dfAM f

ysf

f

ys2n2

 

Kuat momen rencana: 

2

h

dfA

2

a

df)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 mm

2

), maka : 

Ts = As fy = 1982 x 400 = 792800 N = 792,8 kN 

 

Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Hindu Indonesia                                        103 

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 

mm5,7650

2502085,0

8,112

h

bf'0,85

CT

a f

wc

fs

 

Pemeriksaan  min 

0035,0

400

4,1

f

1,4

ρ

y

min

 

0035,00264,0

300250

1982

db

A

ρ

w

s

akt ual

 

 

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

A

y

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