Agregat

Peranan Agregat Pada Beton

Mengingat bahwa agregat menempati 70 - 75 % dari total volume beton maka kualitas agregat sangat berpengaruh terhadap kualitas beton, Dengan agregat yang baik , beton dapat dikerjakan (workability) kuat dan tahan lama (duarability) dan ekonomis. Pengaruhnya dapat dilihat pada tabel berikut ini.

Jenis-Jenis Agregat

Agregat dapat diklassifikasi menurut kriteria dibawah ini :

a. Ukuran dan Produksi

Perbedaan antara agregat kasar dan agregat halus adalah ayakan 6.35 mm atau 3/16 ‘. Agregat halus adalah agregat yang lebih kecil dari ukuran 6.35 mm dan agregat kasar adalah agregat yang berukuran lebih dari 6.35 mm.

b. Kepadatan

Tidak ada batasan yang jelas antara agregat biasa dengan agregat ringan atau agregat berat. Pengelompokan umum dapat dilihat pada tabel 5.2 berikut ini.

c. Peterologi

Klasifikasi menurut BS 812 yang membaginya kedalam kelompok artifisial, basalt, flint, gabbro, granit, batu kapur.

d. Minerologi

Menurut ASTM C294, klasifikasi komposisi mineral semen portland adalah demikian : felspars, mineral silika, karbon, sulfat, besi sulfida, besi magnesia, oksida besi dan mineral tanah liat.

Dua jenis utama dari agregat alam yang digunakan untuk konstruksi adalah pasir dan kerikil. Kerikil biasanya didefinisikan sebagai agregat yang berukuran lebih besar 6,35 mm. Pasir didefinisikan sebagai partikel yang lebih kecil dari 6,35 mm tetapi lebih besar dari 0,075 mm. Sedangkan partikel yang lebih kecil dari 0,075 mm disebut sebagai mineral pengisi (filler).

Pasir dan kerikil selanjutnya diklasifikasikan menurut sumbernya. Material yang diambil dari tambang terbuka (open pit) dan digunakan tanpa proses lebih lanjut disebut material dari tambang terbuka (pit run materials) dan bila diambil dari sungai (steam bank) disebut material sungai (steam bank materials).

Deposit batu koral memiliki komposisi yang bervariasi tetapi biasanya mengandung pasir dan lempung. Pasir pantai terdiri atas partikel yang agak seragam, sementara pasir sungai sering mengandung koral, lempung dan lanau dalam jumlah yang lebih banyak.

Jenis Agregat Berdasarkan Sumber

a) Agregat yang diproses

Agregat yang diproses adalah batuan yang telah dipecah dan disaring sebelum digunakan. Pemecahan agregat dilakukan karena tiga alasan : untuk merubah tekstur permukaan partikel dari licin ke kasar, untuk merubah bentuk partikel dari bulat ke angular, dan untuk mengurangi serta meningkatkan distribusi dan rentang ukuran partikel. Untuk batuan krakal yang besar, tujuan pemecahan batuan krakal ini adalah untuk mendapatkan ukuran batu yang dapat dipakai, selain itu juga untuk merubah bentuk dan teksturnya.

Penyaringan yang dilakukan pada agregat yang telah dipecahkan akan menghasilkan partikel agregat dengan rentang gradasi tertentu. Mempertahankan gradasi agregat yang dihasilkan adalah suatu faktor yang penting untuk menjamin homogenitas dan kualitas campuran beraspal yang dihasilkan. Untuk alasan ekonomi, pemakaian agregat pecah yang diambil langsung dari pemecah batu (tanpa penyaringan atau dengan sedikit penyaringan) dapat dibenarkan. Kontrol yang baik dari operasional pemecahan menentukan apakah gradasi agregat yang dihasilkan memenuhi spesifikasi pekerjaan atau tidak. Batu pecah (baik yang disaring atau tidak) disebut agregat pecah dan memberikan kualitas yang baik bila digunakan untuk campuran beton.

b) Agregat buatan

Agregat ini didapatkan dari proses kimia atau fisika dari beberapa material sehingga menghasilkan suatu material baru yang sifatnya menyerupai agregat. Beberapa jenis dari agregat ini merupakan hasil sampingan dari proses industri dan dari proses material yang sengaja diproses agar dapat digunakan sebagai agregat atau sebagai mineral pengisi (filler).

Slag adalah contoh agregat yang didapat sebagai hasil sampingan produksi. Batuan ini adalah substansi nonmetalik yang timbul ke permukaan dari pencairan / peleburan biji besi selama proses peleburan. Pada saat menarik besi dari cetakan, slag ini akan pecah menjadi partikel yang lebih kecil baik melalui perendaman ataupun memecahkanya setelah dingin.

Pembuatan agregat buatan secara langsung adalah suatu yang relatif baru. Agregat ini dibuat dengan membakar tanah liat dan material lainnya. Produk akhir yang dihasilkan biasanya agak ringan dan tidak memiliki daya tahan terhadap keausan yang tinggi. Agregat buatan dapat digunakan untuk dek jembatan atau untuk perkerasan jalan dengan mutu sebaik lapisan permukaan yang mensyaratkan ketahanan gesek maksimum.

Ukuran Butir

Ukuran agregat dalam suatu campuran beton terdistribusi dari yang berukuran besar sampai ke yang kecil. Semakin besar ukuran maksimum agregat yang dipakai semakin banyak variasi ukurannya dalam campuran tersebut. Ada dua istilah yang biasanya digunakan berkenaan dengan ukuran butir agregat, yaitu :

- Ukuran maksimum, yang didefinisikan sebagai ukuran saringan terkecil yang meloloskan 100 % agregat.

- Ukuran nominal maksimum, yang didefinisikan sebagai ukuran saringan terbesar yang masih menahan maksimum dari 10 % agregat.

Contoh berikut ini mengilustrasikan perbedaan keduanya : Hasil analisa saringan menunjukan bahwa 100 % lolos saringan 25 mm. Agregat paling kasar tertahan pada saringan 19 mm. Dalam hal ini ukuran maksimum agregat adalah 25 mm dan ukuran nominal maksimumnya adalah 19 mm.

Istilah-istilah lainnya yang biasa digunakan sehubungan dengan ukuran agregat yaitu :

- Agregat kasar : Agregat yang tertahan saringan No. 8 (2,36 mm).

- Agregat halus : Agregat yang lolos saringan No. 8 (2,36 mm).

- Mineral pengisi: Fraksi dari agregat halus yang lolos saringan no. 200 (2,36 mm) mimimum 75% terhadap berat total agregat.

- Mineral abu : Fraksi dari agregat halus yang 100% lolos saringan no. 200 (0,075 mm)

Mineral pengisi dan mineral abu dapat terjadi secara alamiah atau dapat juga dihasilkan dari proses pemecahan batuan atau dari proses buatan. Mineral ini penting artinya untuk mendapatkan campuran yang padat, berdaya tahan dan kedap air. Walaupun begitu, kelebihan atau kekurangan sedikit saja dari mineral ini akan menyebabkan campuran terlalu kering atau terlalu basah. Perubahan sifat campuran ini bisa terjadi hanya karena sedikit perubahan dalam jumlah atau sifat dari bahan pengisi atau mineral debu yang digunakan. Oleh karena itu, jenis dan jumlah mineral pengisi atau debu yang digunakan dalam campuran haruslah dikontrol dengan seksama.

Gradasi

Seluruh spesifikasi campuran beton mensyaratkan bahwa partikel agregat harus berada dalam rentang ukuran tertentu dan untuk masing-masing ukuran partikel harus dalam proporsi tertentu. Distribusi dari variasi ukuran butir agregat ini disebut gradasi agregat. Gradasi agregat mempengaruhi besarnya rongga dalam campuran dan menentukan workabilitas (sifat mudah dikerjakan) dan stabilitas campuran. Untuk menentukan apakah gradasi agregat memenuhi spesifikasi atau tidak, diperlukan suatu pemahaman bagaimana ukuran partikel dan gradasi agregat diukur.

Gradasi agregat ditentukan oleh analisa saringan, dimana contoh agregat harus melalui satu set saringan. Ukuran saringan menyatakan ukuran bukaan jaringan kawatnya dan nomor saringan menyatakan banyaknya bukaan jaringan kawat per inchi persegi dari saringan tersebut.

Gradasi agregat dinyatakan dalam persentase berat masing-masing contoh yang lolos pada saringan tertentu. Persentase ini ditentukan dengan menimbang agregat yang lolos atau tertahan pada masing-masing saringan.

Gradasi agregat dapat dibedakan atas :

a) Gradasi seragam (uniform graded) / gradasi terbuka (open graded)

Adalah gradasi agregat dengan ukuran yang hampir sama. Gradasi seragam disebut juga gradasi terbuka (open graded) karena hanya mengandung sedikit agregat halus sehingga terdapat banyak rongga/ruang kosong antar agregat. Campuran beraspal yang dibuat dengan gradasi ini bersifat porus atau memiliki permeabilitas yang tinggi, stabilitas rendah dan memiliki berat isi yang kecil.

b) Gradasi sapat (dense graded)

Adalah gradasi agregat dimana terdapat butiran dari agregat kasar sampai halus, sehingga sering juga disebut gradasi menerus, atau gradasi baik (well graded).

Suatu campuran agregat beton dikatakan bergradasi sangat rapat bila persentase lolos dari masing-masing saringan memenuhi persamaan berikut:

P = 100 (d:D ) ⁿ (6)

Dengan pengertian :

d = Ukuran saringan yang ditinjau

D= Ukuran agregat maksimum dari gradasi tersebut

n = 0,35 - 0,45

Campuran dengan gradasi ini memiliki kuat tekan yang tinggi, agak kedap terhadap air dan memiliki berat isi yang besar.

 Kebersihan Agregat

Dalam spesifikasi biasanya memasukan syarat kebersihan agregat, yaitu dengan memberikan suatu batasan jenis dan jumlah material yang tidak diinginkan (seperti tanaman, partikel lunak, lumpur dan lain sebagainya) berada dalam atau melekat pada agregat. Agregat yang kotor akan memberikan pengaruh yang jelek pada kinerja perkerasan, seperti berkurangnya ikatan antara aspal dengan agregat yang disebabkan karena banyaknya kandungan lempung pada agregat tersebut.

Di lapangan, kebersihan agregat sering ditentukan secara visual. Kebersihan agregat dapat diuji di laboratorium dengan analisa saringan basah, yaitu dengan menimbang agregat sebelum dan sesudah dicuci lalu membandingkannya. Sehingga akan memberikan persentase agregat yang lebih halus dari 0,075 mm (No. 200). Pengujian setara pasir (Sand Equivalent Test) adalah satu metoda lainnya yang biasanya digunakan untuk mengetahui proporsi relatif dari material lempung yang terdapat dalam agregat yang lolos saringan No. 4,75 mm (No. 4).

Kekerasan (toughness)

Semua agregat yang digunakan harus kuat, mampu menahan abrasi dan degradasi selama proses produksi dan operasionalnya dilapangan. Agregat yang akan digunakan harus lebih keras (lebih tahan). Untuk itu, kekuatan agregat terhadap beban merupakan suatu persyaratan yang mutlak harus dipenuhi oleh agregat yang akan digunakan sebagai bahan beton

Uji kekuatan agregat di laboratorium biasanya dilakukan dengan uji abrasi (Los Angeles Abration Test), uji beban kejut (Impact test) dan uji ketahanan terhadap pecah (Crushing test) . Dengan pengujian-pengujian ini kekuatan relatif agregat dapat diketahui.

Bentuk Butir Agregat

Agregat memiliki bentuk butir dari bulat (rounded) sampai bersudut (angular), seperti yang diilustrasikan pada gambar 2. Bentuk butir agregat ini dapat mempengaruhi workabilitas campuran beton selama pencampuran yaitu dalam hal energi pemadatan yang dibutuhkan untuk memadatkan campuran, dan kekuatan struktur beton selama umur pelayanannya.

Bentuk partikel agregat yang bersudut memberikan ikatan antara agregat (agregat interlocking) yang baik yang dapat menahan perpindahan atau displasemen agregat yang mungkin terjadi. Agregat yang bersudut tajam, berbentuk kubikal dan agregat yang memiliki lebih dari satu bidang pecah akan menghasilkan ikatan antar agregat yang paling baik.

Dalam campuran beton penggunaan agregat yang bersudut saja atau bulat saja tidak akan menghasilkan campuran beton yang baik. Kombinasi penggunaan kedua bentuk partikel agregat ini sangatlah dibutuhkan untuk menjamin kekuatan pada struktur beton dan workabilitas yang baik dari campuran tersebut.

Tekstur permukaan agregat

Selain memberikan sifat ketahanan terhadap gelincir (skid resistance) pada permukaan perkerasan, tekstur permukaan agregat (baik makro maupun mikro) juga merupakan faktor lainnya yang menentukan kekuatan, workabilitas dan durabilitas campuran beton

Permukaan agregat yang kasar akan memberikan kekuatan pada campuran beton karena kekasaran permukaan agregat dapat menahan agregat tersebut dari pergereran atau perpindahan. Kekasaran permukaan agregat juga akan memberikan tahanan gesek yang kuat sehingga akan meningkatkan keamanan.

Agregat dengan tekstur permukaan yang sangat kasar memiliki koefisien gesek yang tinggi yang membuat agregat tersebut sulit untuk berpindah tempat sehingga akan menurunkan workabilitasnya. Oleh sebab itu penggunaan agregat bertekstur halus dengan proporsi tertentu kadang-kadang dibutuhkan untuk membantu meningkatkan workabilitasnya.

Agregat yang berasal dari sungai (bankrun agregat) biasanya memiliki permukaan yang halus dan berbentuk bulat, oleh sebab itu agar dapat menghasilkan campuran beton dengan sifat-sifat yang baik agregat sungai ini harus dipecahkan terlebih dahulu. Pemecahan ini dimaksudkan untuk menghasilkan tekstur permukaan yang kasar pada bidang pecahnya dan mengubah bentuk butir agregat.

Tidak ada metoda standar untuk mengevaluasi tekstur permukaan secara langsung. Seperti halnya bentuk partikel, tekstur permukaan adalah suatu sifat yang direfleksikan dalam uji kekuatan campuran dan dalam workabilitas dari campuran selama masa konstruksinya.

Daya serap agregat

Keporusan agregat menentukan banyaknya zat cair yang dapat diserap agregat. Kemampuan agregat untuk menyerap air. Jika daya serap agregat sangat tinggi, agregat ini akan terus menyerap semen lebih baik pada saat maupun setelah proses pencampuran agregat dengan aspal di unit pencampur beton (Batching plant. Oleh karena itu, agar campuran yang dihasilkan tetap baik agregat yang porus memerlukan aspal yang lebih banyak dibandingkan dengan yang kurang porus.

Agregat dengan keporusan atau daya serap yang tinggi biasanya tidak digunakan, tetapi untuk tujuan tertentu pemakaian agregat ini masih dapat dibenarkan asalkan sifat lainnya dapat terpenuhi. Contoh-contoh material seperti batu apung yang memiliki keporusan tinggi digunakan karena ringan dan tahan terhadap abrasi. Meskipun demikian perbedaan berat jenis harus dikoreksi mengingat semua perhitungan didasarkan pada prosentase berat bukan volume.