3 AGREGAT Agregat adalah material granural, misalnya pasir, kerikil, batu pecah, dan kerak tungku besi, yang dipakai bersama-sama dengan suatu media pengikat untuk membentuk suatu semen hidraulik atau adukan. Agregat diperoleh dari sumber daya alam yang telah mengalami pengecilan ukuran secara alamiah melalui proses pelapukan dan aberasi yang berlangsung lama. Atau agregat dapat juga diperoleh dengan memecah batuan induk yang lebih besar. Agregat halus untuk beton adalah agregat berupa pasir alam sebagai hasil disintegrasi alami dari batu-batuan atau berupa pasir buatan yang dihasilkan oleh alat-alat pemecah batu dan mempunyai ukuran butir 5 mm. Agregat kasar untuk beton adalah agregat berupa kerikil sebagai hasil disintegrasi alami dari batu-batuan atau berupa batu pecah yang diperoleh dari pemecahan batu, dan mempunyai ukuran butir antara 5-40 mm. Besar butir maksimum yang diizinkan tergantung pada maksud pemakaian. Klasifikasi Ukuran Agregat Agregat maksimum yang dugunakan pada struktur beton tergantung pada ketentuan-ketentuan sebagai berikut: 1. Tidak lebih 1/5 dari dimensi terkecil struktur 2. Tidak lebih 1/3 dari tebal pelat lantai 3. Tidak lebih dari 3/4 dari jarak bersih tulangan, berkas tulangan atau berkas kabel prategang. Agregat maksimum untuk keperluan pembuatan benda uji di laboratorium tidak boleh lebih dari ¼ dimensi terkecil cetakan. Klassifikasi Tekstur dan Bentuk Bentuk dan tekstur permukaan agregat memegang peranan penting terhadap sifat adukan beton dan sifat beton setelah mengeras. Pada adukan beton akan mempengaruhi workability sedangkan pada beton keras akan mempengaruhi daya lekat antara agregat dengan pastanya. Kuat rekatan antara agregat dengan pasta semen tergantung pada tekstur
permukaan agregat. Berdasarkan pemeriksaan visual tekstur permukaan butiran agregat dibedakan menjadi: glassy (sangat halus), smooth (halus), granular (bergerigi), rough (kasar), crystalline (berkristal), dan honeycombed (berpori). Bentuk butiran agregat dapat dibedakan menjadi: rounded (bulat), irregular (bulat sebagian), flaky (pipih), angular (bersudut), elongated (lonjong), dan flaky and elongated (pipih dan lonjong). Agregat dengan permukaan kasar lebih disukai daripada agregat dengan permukaan halus karena tekstur permukaan kasar dapat meningkatkan rekatan sekaligus kuat tekan beton. Agregat kasar yang mengandung butir-butir pipih dan lonjong hanya dapat dipakai,apabila jumlah butir-butir pipih dan lonjong tersebut tidak melampaui 20 % dari berat agregat seluruhnya. Sifat-Sifat Mekanik Agregat Daya Lekat (Bond) Bentuk butir dan tekstur permukaan agregat akan mempengaruhi kekuatan beton terutama beton mutu tinggi. Tekstur lebih kasar akan menyebabkan daya lekat lebih besar antara partikel dengan pasta. Daya lekat baik ditandai dengan banyaknya partikel agregat yang pecah dalam beton akibat pengujian kuat tekan. Tetapi terlalu banyak partikel agregat yang pecah menandakan bahwa agregat terlalu lemah. Kekuatan
Kekuatan yang dibutuhkan pada agregat lebih tinggi daripada kekuatan beton karena tegangan sebenarnya yang terjadi pada masing-masing partikel lebih tinggi daripada tegangan nominal yang diberikan. Pengijian kekuatan agregat dapat dilakukan secara langsung yaitu dengan cara membentuk benda uji silinder dari batuan induk, dengan cara pengeboran. Sampel yang telah dibor kemudian dipotong sehingga terbentuk benda uji silinder dengan tinggi 2 kali diameter. Kemudian dilakukan pengujian tekan dengan Compression Testing Machine. Kuat tekan agregat batu hitam (andesite) biasanya berkisar antara 600-1800 kg/cm2. Pada pembuatan beton mutu tinggi, kuat tekan batu yang digunakan harus lebih besar dari kuat tekan beton yang direncanakan.
•
Kekerasan
Kekerasan agregat sangat diperlukan khususnya pada beton untuk struktur jalan atau pada lantai beton yang memikul beban lalu lintas yang berat. Kekerasan agregat dapat diukur dengan Los Angeles Test. •
Toughness (Keuletan)
Keuletan merupakan daya tahan agregat terhadap pecah akibat tumbukan, pengukuran keuletan biasanya dilakukan dengan uji kejut. Benda uji merupakan silinder tipis yang dijatuhi hammer. Sifat-sifat Fisik Agregat Specific Gravity (Berat Jenis) Berat jenis agregat adalah perbandingan berat agregat di udara dari suatu unit volume terhadap berat air dengan volume yang sama. Pengukuran berat jenis dapat dilakukan pada 3 kondisi : 1. Apparent Specific Gravity (berat jenis absolut) yaitu perbandingan berat agregat tanpa pori di udara dengan volumenya 2. Bulk Specific Gravity (Saturated Surface Dry) yaitu perbandingan berat agregat, termasuk berat air dalam pori dengan volumenya 3. Bulk Specific Gravity (Dry) yaitu perbandingan berat agregat, termasuk pori di udara dengan volumenya. Apparent specific gravity berkisar antara 2,5-2,7 Bulk Density (Berat Volume) Berat volume adalah berat aktual yang akan mengisi suatu penampung/wadah dengan volume satuan. Berat volume diukur dalam kondisi padat dan gembur. Porositas dan Absorpsi Porositas dan absorpsi mempengaruhi daya lekat antara agregat dengan pasta, daya tahan terhadap abrasi, dan mempengaruhi nilai specific gravity. Absorpsi agregat ditentukan dengan pengurangan berat dari kondisi SSD ke kondisi kering oven. Sehingga perbandingan antara pengurangan berat tersebut dengan berat kering dalam persen disebut absorpsi agregat.
Kadar Air Berbeda dengan absorpsi yang nilainya tetap sedangkan kadar air nilainya berubah ubah sesuai dengan kondisi cuaca. Kadar air ditentukan dengan pengurangan berat agregat dari kondisi tertentu ke kondisi kering oven. Kadar air adalah perbandingan antara pengurangan berat tersebut terhadap berat kering dalam persen. Pengukuran kadar air sangat diperlukan pada pelaksanaan pencanpuran beton sehingga kelecakan dan faktor air semen adukan beton tetap seperti yang direncanakan semula. Bahan-Bahan yang Merusak Beton Ada tiga katagori bahan-bahan yang bersifat merusak beton yang terdapat pada agregat antara lain: 1. Kotoran yang akan mengganggu proses hidrasi semen 2. Kotoran yang menyelimuti permukaan agregat akan mengakibatkan lemahnya lekatan antara permukaaan agregat dengan pasta. 3. Bahan-bahan yang lemah yang bercampur dengan agregat Jenis pemeriksaan terhadap bahan-bahan yang merusak beton antara lain : •
Kandungan Bahan Organik
Kandungan bahan organik biasanya terdapat pada agregat alam terutama pasir yang berupa humus. Kandungan bahan organik pada pasir harus berada dalam batas toleransi tertentu, hal ini dapat diperiksa dengan colorimetric test. Sampel pasir diisi kedalam botol kemudian dicampur dengan larutan NaOH 3 %, dibiarkan selama 24 jam kemudian dibandingkan dengan warna standar. Apabila warna yang terjadi lebih tua berarti pasir mengandung bahan organik yang dapat merusak beton. •
Kandungan Lumpur
Lumpur yang terdapat pada agregat dapat menutupi permukaan agregat, sehingga akan menghambat lekatan (bond) antara agregat dengan pasta semen. Yang dimaksud dengan lumpur adalah bahan yang lolos saringan No 200 (75 µ m). Agregat halus tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 5 %, sedangkan agregat kasar tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1 %.
Gradasi Agregat Gradasi agregat adalah distribusi ukuran butiran agregat. Dapat juga disebut pengelompokan agregat dengan ukuran yang berbeda sebagai persentase dari total agregat atau persentase kumulatif butiran yang lebih kecil atau lebih besar dari masing-masing seri bukaan saringan. Gradasi agregat juga berguna untuk menentukan proporsi agregat halus terhadap total agregat. Gradasi agregat akan mempengaruhi luas permukaan agregat yang sekaligus akan mempengaruhi jumlah pasta/air yang akan digunakan. Sehingga agregat yang lebih besar cenderung memerlukan pasta/air yang lebih sedikit karena luas permukaannya lebih kecil. Apabila ditinjau dari volume pori (ruang kosong) antara agregat maka ukuran butir yang bervariasi akan mengakibatkan volume pori lebih kecil dengan kata lain kemampatan menjadi tinggi. Hal ini berbeda dengan ukuran agregat yang seragam yang akan mempunyai volume ruang kosong yang lebih besar. Gradasi agregat dapat digolongkan menjadi 3 macam : 1. Gradasi kontinu, dimana ukuran butiran pada agregat kasar dan halus bervariasi mulai dari ukuran yang terbesar sampai ukuran yang terkecil, seperti terlihat pada gambar 3.2.a. Gradasi ini merupakan gradasi standar yang secara umum dipakai untuk campuran beton. 2. Gradasi seragam, dimana ukuran butiran hampir sama baik pada agregat halus maupun di agregat kasar, seperti terlihat pada gambar 3.2.b. Gradasi agregat jenis ini pada umumnya didapati pada agregat untuk beton ringan. Gradasi Standar Terdapat beberapa gradasi standar untuk agregat antara lain terdapat pada American Society for Testing and Material (ASTM), British Standard (BS), Standar Nasional Indonesia (SNI). Pada dasarnya susunan dan ukuran saringan yang digunakan hampir sama. Gradasi standar agregat halus dan agregat kasar menurut ASTM C-33 masingmasing terlihat pada Tabel 3.1. dan Tabel 3.3. Sedangkan gradasi standar agregat halus dan agregat kasar menurut British Standar masing-masing terlihat pada Tabel 3.2 dan Tabel 3.4.
Tabel 3.1. Gradasi Standar Agregat Halus (ASTM-C33) Ukuran Saringan (mm)
Persentase Lolos
9,5
100
4,75
95-100
2,36 (No 8)
80-100
1,18 (No 16)
50-85
0,6 (No 30)
25-60
0,3 (No 50)
10-30
0,15 (No 100)
2-10
Pan
Tabel 3.2. Gradasi Standar Agregat Halus (BS 882) Ukuran Saringan (mm)
Persentase Lolos
10
100
5
89-100
2,36
60-100
1,18
30-100
0,6
15-100
0,3
5-70
0,15
0-15
Pan
Tabel 3.3. Gradasi Standar Agregat Kasar (ASTM-C33) Ukuran Saringan
Persentase Lolos
(mm)
37,5-4,75
19,0-4,75
50
100
-
12,5-4,75 -
38,1
95-100
-
-
25
-
100
-
19
35-70
90-100
12,5
-
-
90-100
9,5
10-30
20-55
40-70
4,75
0-5
0-10
0-15
2,36
-
0-5
0-5
100
Pan
Tabel 3.4. Gradasi Standar Agregat Kasar (ASTM-C33) Ukuran Saringan
Persentase Lolos
(mm)
40mm-5mm
20mm-5mm
14mm-5mm
50
100
-
-
37,5
90-100
100
20
35-70
90-100
14
-
-
90-100
10
10-40
30-60
50-85
5
0-5
0-10
0-10
2,36
-
-
100
-
Pan Berdasarkan gradasi standar agregat kasar pada Tabel 3.3. dan Tabel 3.4 maka untuk keperluan perancangan campuran beton dapat dilakukan pencampuran dari beberapa fraksi agregat. Misalnya untuk agregat kasar ukuran 37,5 mm-4,75 mm pada ASTM, dapat dilakukan pengelompokan seperti pada Tabel 3.5.
Tabel 3.5. Pengelompokan Agregat Ukuran Saringan
Lolos (%)
Tertahan (%)
38,1 mm
100
0
19 mm
50
50
9,5 mm
20
30
4,75 mm
0
20
Dari tabel 3.5. dapat diartikan ukuran agregat 19-38,1 mm 50 % dari berat agregat, ukuran 9,5-19 mm 30 % dari berat agregat, dan ukuran 4,75-9,5 mm 20 % dari berat agregat. Modulus Kehalusan Agregat Modulus kehalusan (fineness modulus) merupakan suatu indek yang dipakai untuk menjadi ukuran kehalusan atau kekasaran butir-butir agregat. Semakin halus agregat maka modulus kehalusannya semakin kecil dan sebaliknya. Modulus kehalusan didefinisikan sebagai jumlah persen kumulatif dari agregat yang tertinggal diatas suatu set ayakan dan kemudian dibagi seratus. Set ayakan yang dimaksud sebagai berikut: 38,1 mm, 19 mm, 9,5 mm, 4,75 mm, 2,36 mm, 1,18 mm, 0,6 mm, 0,3 mm, dan 0,15 mm. Pada umumnya pasir mempunyai modulus kehalusan 1,5-3,8. Sedangkan agregat kasar pada umumnya mempunyai modulus kehaluasan 6-7,1. Nilai modulus kehalusan juga mempengaruhi persentase agregat halus terhadap total agregat. Contoh pemeriksaan modulus kehalusan pasir dan kurva gradasi pasir masing-masing dapat dilihat pada Tabel 3.6. dan Gambar 3.3. Tabel 3.6. Pemeriksaan Modulus Kehalusan Pasir ∅ Saringan (mm)
Tertahan (gr)
% Tertahan
Kumulatif Tertahan
% Lolos
9,5
0,0
0.0
0,0
100
100
4,75
0,0
0,0
0,0
100
95-100
2,36
41,9
7,0
7,0
93
80-100
Standar ASTM
1,18
168,2
28,0
35,0
65
50-85
0,6
172,7
28,8
63,8
36,2
25-60
0,3
133,8
22,3
86,1
13,9
10-30
0,15
66,2
11,0
97,1
2,9
2-10
pan
17,2
2,9
100
0,0
-
600
100
FM= 2,89
Dari Gambar 3.3. terlihat bahwa kurva gradasi agregat halus berbentuk kurva S, demikan pula halnya dengan kurva gradasi agregat kasar cenderung berbentuk kurva S. Sehingga kurva gradasi agregat gabungan akan berbentuk kurva cekung seperti pada Gambar 3.4. Contoh perhitungan gradasi agregat gabungan dengan persentase agregat halus 36 % dan persentase agregat kasar 64 % dapat dilihat pada tabel 3.7. Tabel 3.7. Perhitungan Gradasi Agregat Gabungan Ukuran Saringan (mm) 37,5
Tertahan %
Tertahan Gab. %
Kum. Tertahan %
Lolos %
0
0
0
100
19
45
28,8
28,8
71,2
9,5
30
19,2
48,0
52
4,75
25
16
64,0
36
2,36
11,95
4,30
68,3
31,7
1,18
21,72
7,82
76,12
23,88
0,6
24,78
8,92
85,04
14,96
0,3
23,18
8,34
93,38
6,62
0,15
12,57
4,52
97,9
2,1
<0,15
5,8
2,09
100
0
