Agregat: Pengertian, Fungsi, Klasifikasi dan Gradasi

Agregat berfungsi sebagai bahan pengisi dalam campuran mortar atau beton. Walaupun berfungsi sebagai bahan pengisi, karena volume agregat pada beton ± 70% volume beton, agregat sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat mortar/beton, serta memberikan kekuatan pada beton, sehingga kualitas agregat sangat mempengaruhi mutu beton yang akan dihasilkan. Karena itu karakteristik agregat perlu dipelajari.

Agregat Beton. (ansaldiconstruction.com)

Agregat yang dipergunakan untuk mendapatkan beton dengan kualitas baik, paling sedikit mempunyai dua kelompok ukuran, pada beton umumnya kelompok tersebut adalah kelompok agregat halus (ukuran butir ≤ 4,50 mm) dan kelompok agegat kasar (ukuran butir > 4,50 mm).

Umumnya agregat dipisahkan menurut ukuran butirnya:

• Ukuran butir > 40 mm disebut batu
• Ukuran butir 4,80 – 40,00 mm disebut Agregat Kasar/Kerikil/Split
• Ukuran butir ≤ 4,80 mm Agregat Halus/Pasir

Agregat dengan ukuran butir < 1,20 mm sering disebut Pasir Halus, sedang jika ukuran butir  < 0,075 mm disebut Silt, dan bila < 0,002 mm disebut Clay.

Agregat yang umum digunakan dalam campuran beton berukuran ≤ 40 mm, selain itu agregat harus mempunyai bentuk yang baik (bulat atau mendekati kubus), bersih (kandungan lumpur pada pasir < 5%, kerikil < 1%), keras, kuat dan gradasinya baik. Juga harus mempunyai kestabilan kimiawi, dan dalam kondisi tertentu harus tahan aus dan tahan cuaca.

1. Fungsi Agregat (pada beton)

a. Agregat Kasar/Kerikil/Split

• Bahan pengisi, ± 70% volume beton
• Memberikan stabilitas volume dan keawetan
• Memberikan kekuatan

b. Agregat Halus/Pasir

• Memberikan sifat-dapat-dikerjakan dan keseragaman campuran
• Membantu semen dalam merekatkan agregar kasar
• Mencegah terjadinya segregasi pasta semen dengan agregat kasar

2. Klasifikasi Agregat

Klasifikasi agregat menurut asal agregat, bentuk, tekstur, dll., seperti gambar dibawah ini:

a. Geologikal

Agregat diperoleh dari sumber daya alam (agregat alami) yang telah mengalami pengecilan ukuran secara/oleh proses alam ataupun mekanis (pemecahan batu dan dihaluskan) dan  dibuat (agregat buatan) dengan meniru sifat agregat alam ataupun memanfaatkan limbah mineral atau hasil sampingan suatu proses.

Agregat alami dapat digolongkan menjadi:

i. Agregat Galian (pasir/kerikil)

• Diperoleh langsung dari permukaan atau dengan cara menggali terlebih dahulu
• Umumnya berbutir tajam, bersudut dan berpori
• Bebas dari garam, tetapi umumnya tercampur dengan kotoran tanah/lumpur sehingga harus dicuci terlebih dahulu

ii. Agregat Sungai (pasir/kerikil)

• Diperoleh langsung dari dasar sungai.
• Umumnya berbutir halus, bulat-bulat akibat proses gesekan.

iii. Agregat Laut (pasir)

• Diambil dari pantai.
• Butir-butirnya bulat akibat proses gesekan dan halus.
• Merupakan pasir yang paling jelek karena mengandung garam-garaman yang  menyerap air dari udara, sehingga selalu agak basah, dan menyebabkan mengembang setelah menjadi eleman bangunan.

Agregat pecah (pasir atau kerikil/split) didapat dari memecah batu menjadi ukuran yang diingini, dengan cara meledakkan, memecah, menggiling dan menyaring (stone crusher).

Berdasar sejarah terbentuknya/proses geologi, agregat alami secara garis besar dikelompokkan menjadi agregat beku, agregat metamorf dan agregat sedimen.

Agregat Beku (agregat magma) terbentuk oleh proses pembekuan magma dibawah permukaan bumi (instrusif) atau pembekuan magma yang keluar akibat letusan gunung berapi (ekstrusif). 

Batuan sedimen atau batuan endapat terbentuk karena mengendapnya bahan-bahan yang terurai, sehingga membentuk suatu lapisan endapan bahan padat yang secara fisik diendapkan oleh angin, air atau es. 

Batuan sedimen juga dapat terbentuk dari bahan-bahan terlarut secara kimia dan terendap di lautan, danau, atau sungai. Batuan metamorf terbentuk karena proses metamorfosis, yaitu perubahan yang dialami oleh batuan karena perubahan temperatur dan tekanan, umumnya peningkatan temperatur dan tekanan akan memperbesar butiran yang terbentuk. 

Proses metamorfosis dibedakan menjadi: 

• Metamorfosis Regional, yaitu perubahan bentuk dalam skala besar yang dialami batuan di dalam kulit bumi yang lebih dalam sebagai akibat terbentuknya pegunungan; 
• Metamorfosis Kontak, yaitu perubahan bentuk akibat intrupsi magma panas disekitarnya.

Ageregat Buatan/Tiruan dapat berupa:

• Pecahan batu bata/genteng
• Tanah liat bakar, dibuat dengan ukuran butir 5 – 20 mm, kemudian dibakar, dan diperoleh agregat yang keras, ringan dan berpori. Resapan air 8 – 20%, BJ beton dengan agregat ini  ± 1,90.
• Limbah/buangan dari suatu proses, seperti 
• Agregat Abu Terbang (sintered fly-ash aggregate) yang diperoleh dari pemanasan abu terbang (fly-ash) sampai meleleh dan setelah mengeras kembali berbentuk butiran seperti kerikil. 
• Terak tanur tinggi (blast furnace slags), dll

b. Bentuk Butir Agregat

Sifat bentuk butir (dan tekstur permukaan) agregat  belum terdefinisi dengan jelas, sifat-sifat tersebut sulit diukur, serta pengaruhnya terhadap beton juga sulit diperiksa dengan teliti.

Bentuk butir agregat lebih berpengaruh pada beton segar (mobilitas dan daya rekat) dari pada setelah beton mengeras.

Bentuk agregat tergantung pada kebulatan dan sperikal:

• Kebulatan (kebulatan atau ketajaman sudut) / Tekstur butiran
• Sifat yang dimiliki butir yang tergantung pada ketajaman relatif sudut dan ujung butir
• Didefinisikan secara numeris, sebagai rasio antara jari-jari rata-rata sudut lengkung ujung atau sudut butir terhadap jari-jari maksimum lengkung salah satu ujungnya.
• Sperikal
• Sifat yang tergantung pada rasio luas bidang permukaan dan volume butir.
• Nilai rasio berhubungan dengan panjang ketiga sumbu pokok butir:
• Bulat, ketiga sumbu relatif sama panjang
• Panjang / Lonjong, dua sumbu pokok amat pendek dibanding sumbu ketiga
• Pipih, dua sumbu pokok amat panjang dibanding sumbu ketiga.

Secara Numeris:

dengan :  

d: diameter ekivalen bulatan dengan volume yang sama dengan butiran a, b dan c adalah panjang sumbu-sumbu pokok butiran dan  a > b > c.

Agregat Bulat

• Menghasilkan tumpukan butir yang erat bila dikonsolidasikan, lebih sedikit membutuhkan pasta semen pada tingkat kemudahan pekerjaan (Workability) yang sama (perpindahan butir lebih mudah pada beton segar) dibanding butir pipih, panjang, atau bersudut/tajam.
• Rongga udara minimum 33%, angka sperikal (rasio luas permukaan dan volume) kecil, sehingga kebutuhan pasta semen lebih sedikit.
• Ikatan antar butir-butirnya kurang kuat/lekatan lemah, tidak cocok untuk beton mutu tinggi atau perkerasan jalan.

Agregat Bulat Sebagian/Agak Bulat

• Mempunyai rongga 35 – 38%.
• Membutuhkan pasta semen lebih banyak agar adukan dapat dikerjakan.
• Ikatan antar butir lebih baik dari agregat bulat, tetapi belum cukup kuat untuk beton mutu tinggi (di atas 30 MPa).

Agregat Bersudut

• Mempunyai rongga 38 – 40%
• Memerlukan lebih banyak pasta semen agar adukan dapat dikerjakan
• Ikatan antar butirnya baik, sehingga membentuk daya lekat yang baik
• Cocok untuk beton mutu tinggi  maupun perkerasan jalan

Agregat Pipih dan Panjang

• Agregat pipih, bila ukuran terkecil butiran < 3/5 ukuran rata-rata. Misal: agregat lolos saringan lubang ayakan 20 mm, dan tertahan pada lubang ayakan 10 mm, berarti ukuran rata-rata 15 mm, maka agregat disebut pipih bila: ukuran terkecil butiran  < 3/5 . 15 = 9 mm
• Agregat panjang, bila ukuran terbesar > 9/5 ukuran rata-rata. Misal: agregat lolos saringan lubang ayakan 20 mm, dan tertahan pada lubang ayakan 10 mm, berarti ukuran rata-rata 15 mm, Maka agregat disebut panjang bila: ukuran sisi terpanjang butiran  > 9/5 . 15 = 27 mm
• Agregat pipih/panjang berpengaruh buruk terhadap daya tahan/keawetan beton, agregat ini cenderung berkedudukan rata air (horizontal), sehingga membentuk rongga udara dibawahnya.

c. Tekstur Permukaan Agregat

Tekstur permukaan ialah suatu sifat permukaan butir, halus, kasar, licin, mengkilap, atau kusam.  Permukaan butiran agregat hanya kasar, agak kasar, agak licin dan licin. Ukuran secara numerik, seperti pada logam belum dipakai pada agregat.

Tekstur permukaan tergantung pada kekerasan, ukuran molekul, tekstur batuan, dan tergantung juga pada besar gaya yang bekerja pada permukaan butiran yang membuat licin atau kasar permukaan tersebut. Berdasarkan pemeriksaan visual agregat, tekstur permukaan agregat dibedakan menjadi: sangat halus (glassy), halus, granuler, kasar, berkristal (crystalline), berpori dan berlubang-lubang.

Sifat-sifat agregat, terutama bentuk dan tekstur permukaan sangat mempengaruhi mobilitas (sifat mudah dikerjakan) dari beton segar, maupun daya lekat antara agregat dengan pastanya. 

Kuat rekatan antara agregat dengan pasta tergantung tekstur permukaan, dimana rekatan merupakan pengembangan dari ikatan mekanis antar butiran. 

Agregat dengan permukaan berpori dan kasar lebih disukai dari agregat dengan permukaan halus, karena agregat dengan tekstur kasar dapat meningkatkan rekatan agregat – pasta sampai 1,75 kali, dan kuat tekan beton meningkat sampai 20%. Selain itu, kekasaran permukaan agregat menampah kuat tarik dan kuat lentur beton, ini disebabkan menambah gesekan antara pasta dan permukaan butir. 

Selain itu jika tekstur permukaan licin, maka membutuhkan air lebih sedikit dibanding butiran dengan permukaan kasar.

d. Berat Agregat

Besaran berat (berat jenis, berat isi/volume) dipengaruhi oleh volume, sedangkan volume agregat terdiri dari:

1. Volume zat padat 
2. Volume pori tertutup
3. Volume pori terbuka

Berat Jenis (spesific gravity) agregat adalah rasio antara massa padat agregat terhadap massa air dengan volume yang sama dan suhu yang sama. Karena umumnya butiran agregat mengandung pori-pori yang tertutup/tidak saling berhubungan, maka berat jenis (bj) agregat dibedakan menjadi:

• bj mutlak: volume zat padat saja (tanpa volume pori)
• bj semu (bj tampak): volume zat padat termasuk volume pori tertutup

Berat jenis agregat normal berkisar 2,50 t/m3 – 2,70 t/m3. Agregat umumnya berasal dari agregat granit, basalt, kuarsa, dsb.

Berat Satuan (berat isi/volume) agregat adalah berat agregat dalam satu satuan volume, dinyakan dalam kg/liter atau ton/m3. Volume yang digunakan adalah volume total, yang meliputi volume zat padat (termasuk pori tertutup) dan volume pori.

Jika :

• Vt: volume total
• Vb: volume butiran/zat padat (termasuk pori tertutup)
• Vp: volume pori terbuka
• Maka  Volume total: Vt = Vb + Vt

Hubungan antara porositas – kepadatan: K = 200 - p

Besaran-besaran agregat dari beberap hasil penelitian sebagai berikut:

• Porositas = 35 – 40 %
• Kepadatan = 60 – 65 %
• Berat Jenis = 2,50 – 2,70
• Berat Satuan = 1,20 – 1,60

e. Ukuran Butir Agregat

Pengukuran ukuran butir agregat didasarkan atas suatu pemeriksaan dengan alat berupa satu set ayakan/saringan dengan lubang-lubang tertentu. Satu set ayakan terdiri dari ayakan dengan lubang ayakan berturut-turut: 76 mm, 38 mm, 19 mm, 9,6 mm, 4,8 mm, 2,4 mm, 1,2 mm, 0,6 mm, 0,3 mm dan 0,15 mm.

Menurut besar butir, agregat dipisahkan menjadi:

• Batu - ukuran butir  > 40 mm
• Agregar kasar/Kerikil/Split - ukuran butir  5 – 40 mm
• Agregat halus/Pasir - ukuran butir  0,15 – 5 mm
• Pasir Halus - ukuran butir  < 1,2 mm
• Silt/Lumpur - ukuran butir  < 0,075 mm
• Clay / Lempung ukuran butir  < 0,002 mm

Adukan beton dengan tingkat kemudahan yang sama, atau beton dengan kekuatan yang sama, akan membutuhkan semen yang lebih sedikit bila digunakan butir-butir kerikil yang besar (karena luas permukaan agregat kecil) dibanding menggunakan kerikil dengan butiran kecil. 

Pengurangan jumlah semen, berarti mengurangi panas hidrasi dan berarti mengurangi kemungkinan beton retak akibat susut dan perbedaan panas yang besar.

Besar butir maksimum agregat tidaklah dapat terlalu besar, karena terdapat faktor-faktor yang membatasi. Ukuran butiran maksimum agregat adalah:

• ≤ /4 kali jarak bersih antar baja-tulangan atau antara baja-tulangan dan cetakan.
• ≤ 1/3 kali tebal pelat.
• ≤ 1/5 kali jarak terkecil antara bidang-bidang samping cetakan.

Untuk beton bertulang, ukuran agregat ≤ 40 mm, dan untuk beton tanpa baja-tulangan ukuran maksimum butiran dapat lebih besar.

Gradasi dan Syarat Gradasi Agregat untuk Beton

Gradasi agregat: keragaman/distribusi/variasi ukuran butir agregat, dan dinyatakan dalam nilai prosentase butiran yang tertinggal/tertahan atau lewat/lolos dalam suatu susunan ayakan (lubang 76 mm, 38 mm, 19 mm, 9,6 mm, 4,8 mm, 2,4 mm, 1,2 mm, 0,6 mm, 0,3 mm dan 0,15 mm).

Tingkat gradasi mempengaruhi jumlah volume pori beton, berpengaruh pada kemampatan/kepadatan dan kebutuhan perekat (pasta semen).

Semakin bervariasi ukuran butir (dari ukuran besar ke kecil), semakin kecil pori diantara butiran, maka agregat semakin mampat dan semakin sedikit kebutuhan perekat (semen/pasta semen) untuk merekatkan butiran dan mengisi ruang diantara butiran.

Gradasi Sela: didifinisikan suatu sebagai agregat dengan salah satu atau lebih ukuran fraksi yang berukuran tertentu tidak ada.

• Pada suatu nilai fas dan rasio agregat – semen tertentu, kemudahan pengerjaan akan lebih tinggi jika kandungan pasir lebih sedikit.
• Adukan beton segar dengan tingkat kemudahan pengerjaan tinggi, lebih mudah mengalami segregasi. Dianjurkan agregat dengan gradasi sela digunakan pada tingkat kemudahan pengerjaan rendah, sedang pemadatannya dilakukan dengan penggetaran.
• Tidak tampak berpengaruh pada kuat tekan atau kuat tarik betonnya.
• Pada kurva gradasi ditandai dengan adanya garis horizontal.

Gradasi Seragam: agregat mempunyai ukuran butir seragam/tunggal, atau agregat dengan ukuran butir berbeda dalam batas sempit/hampir sama. 

• Pada kurva gradasi ditandai oleh garis yang hampir tegak/vertikal
• Biasa digunakan untuk beton ringan tanpa pasir, untuk mengisi agregat gradasi sela, tambahan agregat gradasi campuran yang tidak memenuhi syarat.

Gradasi Menerus: pada gradasi ini ukuran butir agregat beragam, serta memiliki semua ukuran saringan.

• Ditandai dengan kurva gradasi yang menerus.

Persyaratan Gradasi agregat halus/pasir seperti gambar 1 s.d gambar 4, dan agregat kasar/kerikil gambar 5 s.d gambar 8, serta gradasi agregat gabungan (agregat halus dan agregat kasar untuk beton) seperti gambar 9 s.d gambar 11 berikut ini.

Sering terjadi bahwa untuk memenuhi syarat gradasi agregat tertentu, tidak dapat dengan hanya menggunakan satu macam agregat, tetapi harus

menggabungkan beberapa agregat dengan prosentase untuk masing-masing agregat tertentu.

Untuk mendapatkan prosentase masing-masing agregat digunakan rumus:

dengan:

Pgab: prosentase agregat gabungan

y1 & y2: prosentase lolos saringan tertentu agregat 1 dan agregat 2

x1 & x2: prosentase masing-masing agregat untuk agregat gabungan

Demikian pembahasan mengenai Agregat. Semoga penjelasan ini cukup lengkap.

Jangan lupa share dan berkomentar. Semoga bermanfaat. Terima kasih.

Berbagi :