## THE INFLUENCE OF AGGREGATE MAXIMUM DIAMETER AND VARIABLE OF SPECIMEN SIZE ON CONCRETE COMPRESSIVE TEST
by Aman Subakti a dan Tavio a

## ABSTRACT
Quality control problems of great importance in supporting the successful development of the project, due to carry out quality control  results  will  be  obtained  in  accordance  with  the  terms  specified  techniques.  Form  of  the  test  object  in  the implementation  of  quality  control  may  affect  the  accuracy  of  the  results,  especially  on  standardized  test  specimens  are  not generated from the test piece drill cores. There are several sizes of test objects used in accordance with regulations such as PBI 1971dan British Standard (BS) using the test specimen size 15x15x15 cm 3, 20x20x20 cm3. ACI 318, ASTM C42/C42M 2003, using a cylindrical test specimen dimensions 15x30 cm. There is a discourse of the specimen size 10x20 cm due to the size of the specimen is sufficient in number when using a laboratory mixer other than that estimated difference with the test results are not significant 15x30. Test specimen 15x15x15 and 20x20x20 cm cube estimated results are less rigorous than the cylinder, because the cube distribution voltage is not equal than the cylinders which form a circle so that distribution is the same  if  the  specimen  is  pressed.  Taking  the  test  object  with  a  core  drill  is  sometimes  produced  beyond  the  standard  test specimen  is  less  than  15  cm,  10  cm  even  for  the  special  conditions  of  the  drill  core  of  5  cm.  Reasons  mentioned  above  the authors conducted research on "Influence of aggregate diameter on compressive strength and the influence of variation of L / D of the compressive strength and the results will be compared with ASTM C42 / C42M-2003. In this study made two kinds of mixed concrete fc' = 225 kg/cm2 and fc' = 400 kg/cm2, because concrete is the most widely used in practical and concrete categories included normal quality concrete. Stage is the initial stage of examining the influence of the maximum aggregate diameter on compressive strength, to find the optimum diameter for compressive strength.
KEYWORD: aggregate; compressive strength; maximum diameter; mix design

## PENDAHULUAN
Jumlah  benda  uji  penelitian  yang  dilakukan  adalah 344  benda  uji  yang  terdiri  dari  kubus  15x15,  20x20, silinder  10x20  dan  15x30  yang  diperuntukan  beton fc’ =225 kg/cm 2 dan fc ,=400 kg/cm. 2
Dari penelitian diatas dapat disimpulkan:
 Campuran  beton  dengan  diameter  maksimum  20 mm akan menghasilkan beton yang lebih baik untuk kuat tekan dan slump yang sama.
 Pengaruh hubungan kuat tekan dan umur beton tidak dipengaruhi oleh mutu beton dan dimensi dari benda uji,untuk fc’ =  (225-400  kg/cm 2 ).  Dengan  kata  lain curva  hubungan  umur  dan  kuat  tekan  dari  hasil penelitian  dapat  disimpulkan  tidak  tergantung  mutu beton untuk beton normal.
 Pengaruh  ratio  tinggi  benda  uji  terhadap  diameter (L/D)  dan  nilai  konversi  yang  paling  tepat didapatkan  dengan  hubungan  polinomial  seperti persamaan  dibawah  ini  hasil  ini  mendekati  ACI  42 dan BS 1881:
CRAMAN  =  0.014  *  x 2 +  0.08  *  x  +0.783  dengan nilai  R  =  0.96..  Nilai  converse  ini  berlaku  beton normal fc’ (225-400 ) kg/cm 2 . Perkembangan peningkatan pembangunan infra struktur  menunjukan  peningkatan  yang  signifikan. Perkembangan  tersebut  mencakup  jumlah  dan  kualitas pembangunan. Pengertian control kualitas dalam teknologi  beton  atau  pelaksanaan  beton  dilakukan  mulai
dari pemilihan material, proses produksi dan pengujian tes benda uji akhir.
Tulisan  ini  membahas  hal  yang  berkaitan  dengan tahapan pengujian akhir khususnya menyangkut pengaruh dimensi benda uji pengetesan kuat tekan beton.
Kuat  tekan  (compressive  strength)  merupakan pengetesan  yang  penting  dibanding  kuat  tarik  beton.  Hal ini mempunyai alasan-alasan sbb:
a) Beton  merupakan  bahan  struktur  yang  tahan terhadap tekan dari pada kemampuan tariknya.
b) Dalam  struktur  beton  bertulang  kuat  tekan  beton sebagai dasar perhitungan atau sebagai batasan kuat tekan izin.
c) Pengujian kuat tekan mudah dilaksanakan.

## Pengaruh Perbandingan (L/D)
Pengujian  tes  tekan  menggunakan  silinder  sesuai ASTM  C  39/39M  –  01.  Pengaruh  rasio  tinggi  dan diameter  diatur  ASTM  C42/C42M-03,  yang  besarnya seperti pada tabel dibawah ini.
Menurut  W  H  Price  pengaruh  L/D  digambarkan seperti pada gambar 1.

## Pengaruh Geometri Benda Uji
Bentuk  geomeri  benda  uji,  silinder,  kubus,  prima mempengaruhi  kuat  tekan  yang  yang  berbeda  pula. Pertanyaan bentuk benda uji mana yang tepat merupakan hal  yang  harus  dijawab  oleh  para  engineer  dan  sebagai tantangan.  Tiap  bentuk  benda  uji  mempunyai  kelebihan dan  kekurangan.Bentuk  kubus  mudah  dites  dan  tidak memerlukan  capping  tapi  distrubusi  tegangan  bentuk jajaran genjang tidak sama.
Bentuk silinder mempunyai penyebaran tergambarkan sebagai  berikut  dengan  kesemua  arah  merata  dianggap mewakili  kekuatan  beton.Untuk  benda  uji  terlalu  kecil tidak  dapat  mewakili  elemen  struktur.  Perbedaan  rasio kuat tekan beton makin tinggi, misal kekuatan kubus1.25 kali  kekuatan  silinder  untuk  kuat  tekan  yang  sama.
a Lecturer  in  the  Department  of  Civil  Engineering,  Sepuluh Nopember  Institute  of  Technology  (ITS),  ITS  Campus,  Sukolilo, Surabaya 60111, Indonesia.
Note.  The  manuscript  for  this  paper  was  submitted  for  review  and possible  publication  on  October  15,  2011.  Discussion  open  until November  2012.  This  paper  is  part  of  the  ITS  Journal  of  Civil Engineering,  Vol.  31,  No.  2,  November  2011.  ©  ITS  Journal  of  Civil Engineering, ISSN 2086-1206/2011.
Pengaruh  diameter  silinder  untuk  (L/D)  =  2  seperti  yang digambarkan pada gambar 3.

## SCOPE PENGAMATAN DAN PEMBATASAN
Faktor-faktor  yang  mempengaruhi  kuat  tekan  dari  benda uji:
 Faktor bentuk benda uji, nilai korelasi kuat tekan dari kubus  15x15x15  cm,  terhadap  20x20x20  cm, Φ10x20,Φ 15x30 cm dan Φ 5x10 cm.
 Rasio  tinggi/diameter  (L/D)  terhadap  kuat  tekan standar  L/D=  2.0  untuk  silinder  Φ15x30  cm  dan Φ10x20 cm.
 Faktor mutu termasuk beton normal fc’ = 225 kg/cm 2
dan fc’ = 400 kg/cm 2 .  Diameter  optimum  untuk fc’ =225  dan fc’ =  400 kg/cm 2 .
Pembatasan-pembatasan dalam penelitian ini adalah:
 Faktor air semen ( W/C) tetap
 Temperatur tetap 30 o C dalam ruangan.
 Benda uji direndam terus menerus

##  Kecepatan pembebanan 3-5 Mpa/menit

## METODOLOGI
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Beton dan Bahan Bangunan  Jurusan  Teknik  Sipil  ITS.  Langkah-langkah yang dilaksanakan sebagai berikut:
 Persiapan bahan dan alat.
 Analisa  bahan  yang  meliputi  sifat  fisik  dan  mekanis, seperti: kadar organis, kadar lumpur (lolos 0,063 mm), berat  jenis,  grading,  dan  modulus  kehalusan,  analisa tersebut dilakukan baik pada agregat halus dan agregat kasar.
 Mencari proporsi agregat halus dan agregat kasar yang ideal.
 Merencanakan  campuran  yang  sesuai  dengan  variasi percobaan yang akan dilaksanakan.
 Membuat benda uji sesuai dengan variasi percobaan.
 Curing dan pengetesan.
 Evaluasi.
Gambar 1 . Koreksi (L/D) Terhadap Kuat
Gambar 2. Koreksi L/D Terhadap Kuat Tekan BS dan ASTM

## DATA DAN HASIL PENGAMATAN
Semua campuran diasumsikan FAS tetap, slump tetap (12  cm),  prosentase  pasir  disesuaikan  dengan  diameter, untuk  D20  dan  D40,  prosentase  pasir  disamakan  karena perbedaan sedikit, masih dalam batasan toleransi.

## HUBUNGAN KORELASI UMUR DAN KUAT TEKAN BETON
Pengaruh  umur  dan  mutu  dapat  dilihat  pada  tabel  4 dan gambar grafik.

## Analisis
 Pengaruh  mutu  angka  konversi  umur  akibat  mutu beton K 225 dan K 400 tidak begitu penting.
 Bentuk benda uji juga tidak begitu berpebgaruh pada koreksi umur.
 Berarti  koreksi  umur  secara  umum  dapat  digunakan mutu antara tegangan K 225 dan K 400 .
Berdasarkan data-data tersebut di atas diperoleh kurva general  (dengan  regresi  korelasi)  dengan  perhitungan seperti dibawah ini:
Nilai koefisien variasi maksimum ( V maks ) adalah rata < 5 menurut  ACI  Committee  214,  maka  pelaksanaan pembuatan benda uji dalam kategori dapat diterima (lihat Tabel 1 dan 2).
Dari Gambar 4 dapat dilihat bahwa untuk mutu beton biasa fc’ (200-400  kg/cm 2 )  factor  korelasi  umur  tidak mempengaruhi.. Hasilnya berimpit

## PENGARUH DIAMETER AGREGAT PADA KUAT TEKAN BETON
Analisis:
 Dari hasil standar deviasi ( SDx ) dan koefisien variasi ( v )dapat disimpulkan bahwa pelaksanaan sangat baik (ACI  Committee  214).  Oleh  karena  itu  percobaan dapat  dikatakan  cukup  teliti  karena  rata2  masing2 dibawah 20 dan 5%.
Gambar 3. Pengaruh Variasi Diameter Terhadap Kuat Tekan
Gambar 4. Kurva Korelasi fc dan Umur (Grafik Waktu vs Kuat Tekan)
 Tegangan  rata-rata  campuran  B400D20  (campuran beton  dengan  diameter  20  mm),  untuk  beton B400D20  dan  B225D20,  lebih  tinggi  dari  campuran B400D40,  B400D20,  B225D40,  dan  B225D10. Sedangkan campuran dengan diameter maksimum 40 yaitu  B400D40  dan  B225D40  lebih  tinggi  dari campuran  dengan  diameter  maksimum  10  mm (B400D10  dan  B225D10).  Jadi  penggunaan  D maksimum 20 dengan kadar semen dan air tetap lebh menguntungkan  ditinjau  dari  hasil  kuat  tekan hancurnya.
 Mempertahankan  porsi  agregat  halus  dan  agregat kasar  pada  campuran  B400D10  dan  B225D10, mengakibatkan loss slump sebesar 25-30 mm.
 Dari  tabel  menunjukan  hasil  tes  benda  uji  rasio L/D=2,  10/20  lebih  besar  dari  15/30  untuk  setiap diameter  agregat.  Berarti  untuk  pengujian  dengan
D10  dijadikan  D15  maka  perlu  ada  factor  koreksi agar  tidak  terlalu  besar.Faktor  koreksi  sebesar 281.8/266.9 = 1.046.
 Faktor koreksi tersebut untuk beton dengan diameter agregat lain misal d10 dan d40 ada perbedaan angka konversi.

## PENGARUH RASIO TINGGI (L) DAN DIAMETER (D) TERHADAP KEKUATAN TEKAN
Hasil  percobaan  dari  pengetesan  dalam  kategori  baik berdasarkan  nilai  koefisien  variasi  v  <  dari  5%.  Jadi pengetesan cukup valid sesuai dengan petunjuk “Concrete Inspektion  (SP2)“  Special  Publication  dari  American Concrete Institut.
Rasio Tinggi/Diameter l/d Faktor koreksi 2 1 1.75 0.98 1.5 0.96 1.25 0.93 1 0.87 Tabel 2. Macam Campuran Beton No B225D10 B225D20 B225D40 B400D10 B400D20 B400D40 1 Air (lt) 200 200 200 200 200 200 2 semen (kg) 322 322 322 430 430 430 3 Pasir (kg) 841.84 687.46 687 840 647 647.5 4 Batu Pecah (kg) 966.10 1170.54 1170.54 916 1102.5 1102.42 5 FAS 0.62 0.62 0.62 0.465 0.465 0.465 6 Slump (cm) 8 - 8.5 9 10 -11 8 9 10 - 11 7 Temperatur (ºC) 31º 31º 31º 31º 31º 31º 8 D maks (mm) 10 20 40 10 20 40 9 % pasir 48% 37% 37% 48% 37% 37%
Tabel 4. Hubungan antara Umur dan Mutu Beton Umur (hari) B225D20 B400D20 Rata2 CU S V (%) 15x15x15 Φ15x30  20x20x20 Φ10x20  Φ5x10 15x15x15 Φ15x30  20x20x20  Φ10x20  Φ5x10 3 0.469 0.480 0.440 0.391 0.529 0.514 0.577 0.426 0.488 0.506 0.482 0.054 11.100 7 0.638 0.749 0.615 0.644 0.718 0.724 0.832 0.730 0.744 0.742 0.714 0.065 9.000 21 0.902 0.923 0.882 0.801 0.863 0.873 0.871 0.913 0.876 0.890 0.879 0.034 3.820 28 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 0.000 0.050 56 1.037 1.079 1.055 1.037 1.076 1.035 1.039 1.027 1.085 1.046 1.052 0.021 1.900 Catatan: cu : korelasi umur
S : standar deviasi V : variasi
2 0, 999 0, 972 0, 966 0, 947 0, 014 0, 08 0, 783 0, 935 0, 922 0, 905
0,877
CRAMAN x x                            
 
2 1, 001
0, 975
0, 968 0, 942 1881 0, 091 0, 474 0, 417 0, 923 0, 902 0,867
0,8 BS x x                             
 
2 0, 999
0, 99
0, 987 0, 973 42 0,102 0, 432 0, 543
0, 962
0, 948 0, 924
0,873 ACI x x                   
           

## ANALISIS
Melihat nilai koefisien variasi dari  harga c (l/d), maka menurut ACI Committee pelaksanaan penelitian termasuk excellent  (sangat  memuaskan).  Jadi  pengambilan  harga rata-rata c  (l/d) juga  dianggap  cukup  baik.  Nilai  L/D menunjukkan  tidak  dipengaruhi  oleh  dimensi  benda  uji silinder. Untuk mutu beton fc’ (200-400) kg/cm 2. Artinya c (l/d) untuk specimen 10 x 20 cm sama dengan untuk 15 x
30 cm. Angka korelasi C(L/D) dari ACI 42, BS 1881 dan hasil  penelitian  tidak  ada    perbedaan  yang  saknifikan untuk mutu beton fc’ (200-400 kg/cm 2 ).

## KESIMPULAN
1. Korelasi  kekuatan  pengaruh  korelasi  dimensi  (L/D) terhadap  kuat tekan untuk mutu beton fc’ = 200- 400
kg/cm2 sama. Korelasi  variasi umur tidak tergantung pada mutu dan dimensi dari benda uji.
2. Kekuatan  tekan  beton  dipengaruhi  oleh  diameter agregat maksimum. Campuran beton dengan diameter  agregat  maksimum  20  mm  (B225D20  dan B400D20),  kuat  tekan  umur  28  hari  lebih  besar  dari pada beton yang menggunakan agregat maksimum 40 mm dan 10 mm.
3. Pengaruh  angka  konversi  umur  kokoh  tekan  beton tidak  terpengaruh  oleh  mutu  dan  ukuran  benda  uji. Kurva hubungan antara nilai korelasi dan umur yang paling  tepat  adalah  bentuk  logaritmis  dengan persamaan: fc  =  ln(0.196*t  )+  0.296 dimana R 2 = 0.971 adalah cukup teliti.
4. Pengaruh  diameter  silinder  terhadap  kuat  tekan dipengaruhi diameter agregat yang digunakan. Faktor koreksi  untuk  diameter  agregat  40, Cd40=0.977 , untuk  diameter  agregat  d20, Cd20=1.046 dan  untuk diameter 10, Cd10=1.152 .
5.   Perlu diteliti untuk beton dengan mutu tinggi  (B400- b800)  yang  menggunakan  fly  ash  atau  tampam    fly ash,  dengan  jumlah  dan  ketelitian  yang  baik sehoingga  dapat  member  masukan  pada  peraturan dan praktisi.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Aman  Subakti.  Pelatihan  dan  Penyegaran  Teknologi Beton Bagi Teknisi Sipil
2. PT.ADHMIX Jakarta, 1994.
3. A.M.  Neville  dan  JJ.  Brook.  Concrete  Technology. Longman, 1987.
4. Departemen  Pekerjaan  Umum,  Badan  Penelitian  dan Pengembangan PU, Draft Konsensius
5. Pedoman Beton 1989.
6. Sydney  Mindness  dan  J.  Francis  Young,  Concrete, 1981.
7. American  Standart  Test  Material  (ASTM  C42)