Desain campuran beton membantu fondasi untuk mencapai infrastruktur yang baik. Desain campuran beton melibatkan proses persiapan di mana campuran bahan menciptakan kekuatan dan daya tahan yang diperlukan untuk struktur beton. Karena setiap bahan dalam campuran terdiri dari sifat-sifat yang berbeda, bukanlah tugas yang mudah untuk membuat campuran beton yang bagus. Sangat penting bahwa semua bahan diuji untuk menentukan sifat fisik dan daya dukung lokasi proyek. Bahan yang akan diuji: air, agregat halus (pasir), agregat kasar, semen, bahan kimia, tulangan, dan tanah.

Desain campuran beton bukanlah tugas yang sederhana karena sifat bahan penyusun yang sangat bervariasi, kondisi yang berlaku di lokasi pekerjaan, khususnya kondisi paparan, dan kondisi yang dibutuhkan untuk pekerjaan tertentu yang campuran dirancang.

Nilai sifat fisik yang diperoleh setelah pengujian akan digunakan sebagai dasar untuk semua pertimbangan desain campuran beton. Ini akan memastikan strukturnya akan baik dan mencegah kegagalan campuran. Penting untuk dicatat bahwa bahan untuk campuran mungkin berbeda dari satu lokasi proyek ke lokasi lain, sehingga sifat fisik harus diuji untuk persyaratan yang ditentukan untuk setiap lokasi.

Pemilihan Desain Campuran Beton

Desain campuran beton modern bisa jadi rumit. Pilihan campuran beton tergantung pada kebutuhan proyek baik dalam hal kekuatan dan penampilan dan dalam kaitannya dengan undang-undang setempat dan kode bangunan.

Perancangan dimulai dengan menentukan kebutuhan beton. Persyaratan ini mempertimbangkan kondisi cuaca di mana beton akan terpapar dalam pelayanan, dan kekuatan desain yang diperlukan. Kuat tekan beton ditentukan dengan mengambil sampel silinder standar, cetakan standar.

Banyak faktor yang perlu diperhitungkan, mulai dari biaya berbagai aditif dan agregat, hingga pertukaran antara kemerosotan untuk memudahkan pencampuran dan penempatan serta kinerja akhir. Campuran kemudian dirancang menggunakan semen (Portland atau bahan semen lainnya), agregat kasar dan halus, air dan bahan tambahan kimia. Metode pencampuran juga akan ditentukan, serta kondisi yang dapat digunakan.

Hal ini memungkinkan pengguna beton untuk yakin bahwa struktur akan bekerja dengan baik. Berbagai jenis beton telah dikembangkan untuk aplikasi spesialis dan telah dikenal dengan nama-nama ini. Campuran beton juga dapat dirancang menggunakan program perangkat lunak. Perangkat lunak tersebut memberikan pengguna kesempatan untuk memilih metode desain campuran yang mereka sukai dan memasukkan data material untuk sampai pada desain campuran yang tepat.

Jenis Desain Campuran Beton

Ada dua jenis desain beton, diantaranya:

Beton Biasa

Beton biasa adalah istilah awam untuk beton yang diproduksi dengan mengikuti instruksi pencampuran yang umum diterbitkan pada paket semen, biasanya menggunakan pasir atau bahan umum lainnya sebagai agregat, dan sering dicampur dalam wadah improvisasi. Bahan-bahan dalam campuran tertentu tergantung pada sifat aplikasinya. Beton biasa biasanya dapat menahan tekanan dari sekitar 10 MPa (1450 psi) hingga 40 MPa (5800 psi), dengan penggunaan tugas yang lebih ringan seperti beton yang membutakan yang memiliki peringkat MPa yang jauh lebih rendah daripada beton struktural. Banyak jenis beton pra-campuran yang tersedia termasuk semen bubuk dicampur dengan agregat, hanya membutuhkan air.

Beton Berkekuatan Tinggi

Beton mutu tinggi memiliki kuat tekan lebih besar dari 40 MPa (5800 psi). Di Inggris, BS EN 206-1 mendefinisikan beton mutu tinggi sebagai beton dengan kelas kuat tekan lebih tinggi dari C50/60. Beton mutu tinggi dibuat dengan menurunkan rasio air-semen (W/C) menjadi 0,35 atau lebih rendah. Seringkali silika fume ditambahkan untuk mencegah pembentukan kristal kalsium hidroksida bebas dalam matriks semen, yang dapat mengurangi kekuatan pada ikatan semen-agregat. Rasio W/C yang rendah dan penggunaan silika fume membuat campuran beton secara signifikan kurang dapat dikerjakan, yang kemungkinan besar menjadi masalah dalam aplikasi beton berkekuatan tinggi di mana sangkar tulangan padat cenderung digunakan.

Untuk mengimbangi kemampuan kerja yang berkurang, superplasticizer biasanya ditambahkan ke campuran berkekuatan tinggi. Agregat harus dipilih dengan hati-hati untuk campuran berkekuatan tinggi, karena agregat yang lebih lemah mungkin tidak cukup kuat untuk menahan beban yang dikenakan pada beton dan menyebabkan kegagalan untuk memulai agregat daripada di matriks atau pada rongga, seperti yang biasanya terjadi pada beton biasa. konkret.

Aspek Beton Mix

Desain campuran beton terbaik adalah yang memenuhi semua aspek yang dirancang:

• Kekuatan – Kekuatan 95% kubus yang dicor setelah 28 hari perawatan harus lebih besar dari kekuatan karakteristik beton yang telah dirancang.
• Workability & penempatan – Seiring dengan perubahan kondisi kerja, sifat-sifat yang diinginkan dari beton juga berubah, beton yang dapat dengan mudah ditempatkan tanpa segregasi dan dengan sedikit pemadatan yang diperlukan.
• Daya Tahan – Beton harus cukup tahan lama untuk menghadapi kondisi atmosfer yang keras yang telah dirancang.

Faktor Pengaruh Beton Mix

Ini adalah sifat-sifat utama yang dipertimbangkan saat merancang beton dan beton yang dirancang memenuhi kondisi seperti itu dapat disebut sebagai desain campuran beton terbaik. Desain campuran beton tergantung pada kualitas beton. Selain itu, mutu minimum beton ditentukan dengan mempertimbangkan persyaratan kekuatan dan daya tahan. Di bawah kondisi paparan tertentu, nilai beton dapat bervariasi untuk komponen struktural yang berbeda. IS 456 menetapkan kadar minimum beton untuk kondisi paparan ringan, sedang, berat dan sangat parah. Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan proporsi campuran desain campuran beton. Berbagai faktor yang mempengaruhi desain campuran adalah:

Kekuatan Tekan

Ini adalah salah satu sifat beton yang paling penting dan mempengaruhi banyak sifat lain yang dapat dijelaskan dari beton yang mengeras. Kuat tekan rata-rata yang dibutuhkan pada umur tertentu, biasanya 28 hari, menentukan rasio nominal air-semen campuran. Faktor lain yang mempengaruhi kekuatan beton pada usia tertentu dan dirawat pada suhu yang ditentukan adalah tingkat pemadatan.

Kemungkinan Pengerjaan

Tingkat kemampuan kerja yang dibutuhkan tergantung pada tiga faktor. Ini adalah ukuran bagian yang akan dibeton, jumlah tulangan, dan metode pemadatan yang akan digunakan. Untuk bagian yang sempit dan rumit dengan banyak sudut atau bagian yang tidak dapat diakses, beton harus memiliki kemampuan kerja yang tinggi sehingga pemadatan penuh dapat dicapai dengan upaya yang wajar. Ini juga berlaku untuk bagian baja tertanam. Kemampuan kerja yang diinginkan tergantung pada peralatan pemadatan yang tersedia di lokasi.

Daya tahan

Daya tahan beton adalah ketahanannya terhadap kondisi lingkungan yang agresif. Beton mutu tinggi umumnya lebih tahan lama dibandingkan beton mutu rendah. Dalam situasi ketika kekuatan tinggi tidak diperlukan tetapi kondisi paparan sedemikian rupa sehingga daya tahan tinggi sangat penting, persyaratan daya tahan akan menentukan rasio air-semen yang akan digunakan.

Ukuran nominal maksimum agregat

Secara umum, semakin besar ukuran maksimum agregat, semakin kecil kebutuhan semen untuk rasio air-semen tertentu, karena kemampuan kerja beton meningkat dengan bertambahnya ukuran maksimum agregat. Namun, kuat tekan cenderung meningkat dengan penurunan ukuran agregat. IS 456:2000 dan IS 1343:1980 merekomendasikan bahwa ukuran nominal agregat harus sebesar mungkin.

Grading & Jenis Agregat

Gradasi agregat mempengaruhi proporsi campuran untuk workability tertentu dan rasio air-semen. Lebih kasar siswa grading akan campuran yang dapat digunakan. Campuran yang sangat kurus tidak diinginkan karena tidak mengandung bahan yang cukup halus untuk membuat beton kohesif. Jenis agregat sangat mempengaruhi rasio agregat-semen untuk kemampuan kerja yang diinginkan dan rasio air semen yang ditentukan. Sebuah fitur penting dari agregat yang memuaskan adalah keseragaman grading yang dapat dicapai dengan mencampur fraksi ukuran yang berbeda.

Kontrol Kualitas

Derajat kendali dapat diperkirakan secara statistik dengan variasi hasil pengujian. Variasi kekuatan hasil dari variasi sifat bahan campuran dan kurangnya kontrol akurasi dalam batching, pencampuran, penempatan, pengawetan dan pengujian. Semakin rendah perbedaan antara kekuatan rata-rata dan kekuatan minimum campuran, semakin rendah kandungan semen yang dibutuhkan. Faktor yang mengendalikan perbedaan ini disebut sebagai kontrol kualitas.

Faktor Pertimbangan Beton Mix

Faktor-faktor yang harus dipertimbangkan untuk desain campuran beton. Kekuatan dan daya tahan desain campuran beton tergantung pada faktor-faktor berikut:

• Penetapan kadar: Kekuatan beton diukur dalam N/mm2 saat diuji setelah perawatan dalam media perawatan apa pun. Pilihan grade beton tergantung pada penggunaannya.
• Pilihan semen: Pilihan semen bervariasi tergantung penggunaan. Semen harus diuji untuk kinerja yang diperlukan oleh penggunaannya sebelum diuji dalam campuran desain.
• Pilihan ukuran agregat: Agregat yang dibutuhkan untuk setiap campuran tergantung pada sifat fisik yang dibutuhkan untuk desain. Semua agregat harus memiliki ukuran kualitas sebelum digunakan.
• Jenis air: Setiap air yang digunakan untuk desain campuran beton harus diuji sebelum digunakan untuk memastikan air tersebut berada dalam kisaran air yang dibutuhkan untuk beton. Hampir semua air yang dapat dikonsumsi baik untuk pekerjaan beton, tetapi tetap harus diuji.
• Rasio air terhadap semen: Rasio air terhadap semen harus diuji untuk konsistensi, pengikatan awal dan akhir, kekuatan semen, kemampuan kerja, kemerosotan beton dan faktor pemadatan.
• Workability: Ini adalah ukuran kemudahan pencampuran beton tanpa segregasi atau pendarahan. Ini sebagian besar tergantung pada kemerosotan beton yang dirancang.
• Daya tahan: Ini adalah ukuran kekuatan yang dibutuhkan (N/mm2) dari setiap mutu beton setelah 28 hari perawatan. Daya tahan harus diuji kontrol di lokasi.