Teknologi Bahan ( Agregat ) Bagian 2

Posting kali ini adalah sambungan dari posting sebelumnya tentang Agregat.

PENGUJIAN SIFAT-SIFAT AGREGAT

Cara-cara memeriksa sifat-sifat pasir :
a. Untuk mengetahui kandungan tanah liat/Lumpur pada pasir dilakukan dengan cara meremas atau menggenggam  pasir dengan tangan.  Bila pasir masih terlihat bergumpal dan kotoran tertempel di tangan, berarti pasir banyak mengandung Lumpur.
 

b. Kandungan Lumpur dapat pula dilakukan dengan mengisi gelas dengan air, kemudian masukkan sedikit pasir  ke dalam gelas. Setelah diaduk dan didiamkan beberapa saat maka bila pasir mengandung Lumpur, Lumpur akan terlihat mengendap di atasnya.
 

c. Pemeriksaan kandungan zat organic dilakukan dengan cara memasukkan pasir ke dalam larutan Natrium Hidroksida ( NaOH) 3 % . Setelah diaduk dan didiamkan selama 24 jam, warnanya dibandingkan dengan warna pembanding.
 

d. Sifat kekal diuji dengan larutan jenuh garam Natrium Sulfat atau Magnesium Sulfat. 

Untuk memeriksa agregat kasar ,kerikil alam dan batu pecah dilakukan sama seperti pengujian pada pasir ditambah dengan pemeriksaan kekerasan dan ketahanan aus.
 

a) Pemeriksaan Kekerasan kerikil dilakukan dengan bejana Rudellof, bagian yang hancur ( tembus ayakan 2 mm) tidak boleh lebih dari 32 %
 

b) Pemeriksaan ketahanan aus dilakukan dengan mesin uji aus “ LOS ANGELES”, bagian yang hancur tidak boleh lebih dari 50 %.
 

c) Pemeriksaan Berat Jenis dan Daya Serap Air Agregat kasar. Tujuan dari pemeriksaan BJ ini adalah untuk menentukan jumlah agregat ( volume padat ) dalam suatu campuran beton. Pemeriksaan Berat jenis agregat dilakukan dengan cara :  ambil 5 kg agregat kasar, kemudian cuci agregat untuk menghilangkan lumpur. Contoh agregat kemudian dikeringkan/dioven pada suhu 100°C  –  110°C sampai mencapai berat tetap, kemudian dinginkan pada suhu kamar selama 1 – 3 jam dan ditimbang (A). Setelah dingin, contoh tadi direndam dalam air selama 24 jam. Selanjutnya contoh dikeluarkan dari dalam air rendaman kemudian dilap dengan kain sampai semua air yang melekat pada permukaan agregat tidak tampak lagi, usahakan agar tidak terjadi penguapan melalui pori-pori agregat (dalam kondisi SSD)
  

Contoh uji ditimbang dalam kondisi jenuh permukaan kering (SSD = saturated surface dry condition) = B. Kemudian contoh uji ditimbang dalam air, sambil diusahakan tidak ada udara yang tersekap di dalamnya (C). Setelah ditimbang dalam air, contoh dikeringkan dalam oven pada suhu 100°C – 110°C sampai beratnya tetap, kemudian timbang. 

Berat jenis Bulk =  A / B - C
Berat jenis  SSD = B / B - C

Berat Jenis Semu = A / A - C
Daya Serap Air = B - A /A x 110 %, dengan :
    A = Berat contoh kering oven
    B = Berat contoh dalam kondisi SSD
    C = berat dalam air.

BAHAN-BAHAN YANG MERUGIKAN AGREGAT  

Bahan-bahan yang merugikan agregat adalah bahan-bahan yang mengganggu proses pengikatan dan pengerasan beton, mengurangi kekuatan serta berat isi beton, menyebabkan terkelupasnya beton dan mempengaruhi ketahanan beton terhadap karat.

Bahan-bahan tersebut adalah : 

• Bahan-bahan padat yang menetap, seperti : lempung, Lumpur dan abu.Bahan-bahan ini apabila terdapat dalam agregat dalam jumlah banyak, maka akan  ada kecenderungan penggunaan air yang banyak dalam campuran beton, sehingga mutu beton menjadi jelek. Selain itu, bahan-bahan ini juga akan menghalangi pengikatan antara semen dan agregat. 
• Bahan organic dan humus, seperti : daun-daun yg membusuk, humus, asam untuk menyamak, dll. Bahan-bahan ini akan mengganggu proses hidrasi pada beton. 
• Garam, seperti : Chlorida, sulfat, Karbonat dan Fosfat. Bahan-bahan ini dapat bereaksi secara kimiawi sehingga memperlambat atau merobah proses pengikatan semen, menurunkan  kekuatan bahkan menghancurkan beton. Apabila agregat mengandung Chlorida lebih dari 2 % maka Chlorida tersebut akan menyerap air dalam udara sehingga meningglkan noda putih pada permukaan beton. Selain itu, jenis garam ini juga akan mnyebabkan karat pada  tulangan sehingga retak-retak pada beton dan menyebabkan terurainya beton yang bersangkutan. Pada kondisi yang demikian, beton tidak dapat diperbaiki lagi, karena serangan karat oleh Chlorida berlangsung terus menerus tidak dapat dicegah. 
• Agregat yang reaktif terhadap alkali, yaitu agregat yg mengandung silika reaktif, biasanya terdapat pada batuan cherts, batu kapur dan beberapa jenis batuan beku. Jenis agregat ini dapat bereaksi dengan alkali yang ada dalam semen dan membentuk gel-silika, sehingga agregat mengembang/membengkak dan menyebabkan timbulnya retak serta penguraian beton.

GRADASI (SUSUNAN BUTIRAN) AGREGAT KASAR DAN HALUS  

Gradasi agregat adalah distribusi ukuran butiran dari agregat, baik agregat kasar maupun halus.  Agregat yang mempunyai ukuran  seragam (sama) akan menghasilkan volume pori  antar butiran menjadi  besar. Sebaliknya agregat yg mempunyai ukuran bervariasi mempunyai volume pori kecil, dimana butiran kecil mengisi pori diantara butiran besar sehingga pori-porinya menjadi sedikit (kemampatannya tinggi).  Pada beton, dibutuhkan agregat yg  mempunyai kemampatan tinggi  sehingga  volume porinya kecil, maka dibutuhkan bahan ikat sedikit ( bahan ikat mengisi pori diantara butiran agregat). Gradasi agregat akan mempengaruhi sifat-sifat beton,  baik beton segar maupun beton kaku, yaitu  : 

• Pada beton segar, gradasi agregat akan mempengaruhi kelecakan(workability), jumlah air pencampur, sifat kohesif, jumlah semen yang diperlukan, segregasi dan bleeding. 
• Pada beton kaku (beton keras), akan mempengaruhi kekuatan beton dan keawetannya (durabilitas).

Untuk mengetahui  gradasi agregat  dilakukan dengan cara menggunakan hasil analisis pemeriksaan dengan menggunakan satu set ayakan. Ayakan dengan ukuran bukaan paling besar diletakkan paling atas dan yang  paling halus diletakkan paling bawah sebelum pan.

Ukuran Bukaan dan Ukuran Saringan dari Satu Set Ayakan

Ayakan standar yang biasa digunakan untuk agregat beton adalah satandar ASTM, British Standar (BS) dan ISO. Perbandingan ukuran ayakan dari ketiga standar tersebut adalah : 

Ukuran lubang Ayakan Standar ASTM, BS dan ISO

Modulus Kehalusan Butir (Fineness Modulus = FM) 

 
Modulus kehalusan butir (angka kehalusan) adalah jumlah persen tertinggal komulatif pada tiap-tiap ayakan dari suatu seri ayakan yang ukuran lubangnya berbanding dua kali lipat, dimulai dari ayakan berukuran lubang 0,15 mm, dibagi 100. Makin besar nilai Modulus Halus Butir (MHB) suatu agregat berarti semakin besar butiran agregatnya (semakin kasar). MHB pasir berkisar antara 1,50 – 3,8, kerikil sebesar 5,0 – 8,0. Sedangkan MHB dari campuran agregat halus dan kasar sebesar 5,0 – 6,0. Dari hasil analisa ayak agregat kasar dan halus diperoleh data sebagai berikut :

MENGGABUNGKAN AGREGAT 

Susunan butiran agregat di pasaran kadang-kadang tidak memenuhi persyaratan. Oleh karena itu di dalam pembuatan adukan beton maka diperlukan pencampuran agregat agar gradasinya sesuai standard akan menghasilkan beton yang mempunyai kuat tekan baik. Ada beberapa kemungkinan yang dapat dilakukan untuk memperbaiki gradasi agregat, yaitu :
a. Menambah fraksi (bagian) butiran agregat yang kurang 

b. Mengurangi jumlah butiran-butiran yang terlalu banyak
c. Menggabungkan dua atau lebih jenis agregat agar diperoleh gradasi yang memenuhi syarat.

A. Mencampur/menggabungkan Pasir

Gradasi pasir jauh lebih penting daripada gradasi kerikil. Hal ini disebabkan mortar (campuran semen, pasir dan air) merupakan pelumas untuk adukan beton muda serta menentukan sifat pengerjaan dan kohesi dari campuran bersangkutan. Hal-hal yang perlu diperhatikan mengenai gradasi pasir adalah : 

• Setiap jenis pasir yang lengkung gradasinya jatuh seluruhnya dalam batas-batas gradasi dari salah satu daerah (zona) dianggap cocok untuk beton walaupun tidak ideal. 
• Apabila gradasi pasir jatuh dalam batas-batas gradasi suatu daerah tertentu, diijinkan sebesar maksimum 5 % di atas setiap saringan yang bukan saringan 0,60 mm, tetapi tidak boleh lebih halus dari batas gradasi yang ditunjukkan oleh jenis pasir terhalus (zona 4) atau lebih kasar dari batas gradasi zona 1. 
• Jenis pasir yang mempunyai gradasi yang memotong satu daerah kemudian pindah ke daerah lain atau melalui beberapa daerah dianggap tidak cocok untuk produksi beton, karena jenis pasir ini menghasilkan campuran beton yang kasar, dimana bahan-bahan berukuran diantara kasar dan halus jumlahnya berlebihan. Akibatnya timbul sifat saling mengunci antar butirannya. 

Jenis pasir  dari zona 4 (sebagian besar butirnya lebih halus dari 0,6 mm) \apabila dipergunakan untuk produksi beton akan menimbulkan permasalahan-permasalahan :

Pasir halus membutuhkan lebih banyak air daripada pasir kasar untuk sifat pengerjaan yang sama sehingga untuk menghasilkan kekuatan yang sama dibutuhkan lebih banyak semen. Terjadi segregasi pada beton muda karena pasir zona 4 jika digabung dengan kerikil akan terjadi gradasi celah (gap grading). 

B. Menggabungkan agregat kasar
Untuk menggabungkan agregat kasar dapat dilakukan seperti menggabungkan pasir, dengan gradasi standar yang dipakai adalah gradasi standar untuk agregat kasar.

C. Menggabungkan Agregat Kasar dan Agregat Halus

Untuk merancang campuran beton, proporsi optimum harus ditentukan sedemikian sehingga dengan jumlah air campuran minimum dapat diperoleh suatu campuran beton yang dapat dikerjakan dengan mudah tanpa memperlihatkan segregasi dan bleeding. Pemakaian pasir yang terlalu sedikit akan menyebabkan rongga-rongga diantara kerikil tidak dapat terisi dengan baik sehingga beton sukar dikerjakan, terjadi sarang-sarang kerikil  dan beton yang dihasilkan keropos dan tidak awet. Sebaliknya beton dengan pasir yang terlalu banyak akan menghasilkan beton yang kohesif, membutuhkan jumlah air dan semen yang terlalu banyak sehingga penyusutan beton besar.