Pengujian Berat Jenis Agregat Halus

Berat jenis agregat adalah rasio antara massa padat agregat dan massa air dengan volume sama pada suhu yang sama. Sedangkan penyerapan adalah kemampuan agregat untuk menyerap air dalam kondisi kering sampai dengan kondisi jenuh permukaan kering (SSD = Saturated Surface Dry).

Berat jenis digunakan untuk menentukan volume yang diisi oleh agregat. Berat jenis dari agregat pada akhirnya akan menentukan berat jenis dari beton sehingga secara langsung menentukan banyaknya campuran agregat dalam campuran beton.

Pasir untuk bahan bangunan bermacam- macam (pasi besi,kwarsa, lesti dll). Masing- masing jenis pasir mempunyai berat jenis yang berbeda- beda, pasir yang digunakan untuk campuran beton juga tertentu dengan tingkat kekuatan yang diinginkan. Untuk itu berat jenis pasir akan mempengaruhi kekuatan beton itu sendiri.

Peralatan

1. Timbangan dengan ketelitian 0,1 gram.

2. Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu untuk memanasi sampai (110 ± 5)oC.

3. Talam atau loyang dengan bahan anti karat.

4. Piknometer atau labu ukur dengan kapasitas 500 ml.

5. Kerucut terpancung (cone) untuk menentukan keadaan jenuh permukaan kering, dengan diameter atas (40 ± 3) mm, diameter bawah (90 ± 3) mm, dan tinggi (75 ± 3) mm terbuat dari bahan anti karat.

6. Penumbuk yang mempunyai penampang rata, berat 9340 ± 15) gram, diameter permukaan penumbuk (25 ± 3) mm.

7. Saringan No. 4” (4,75 mm).

8. Thermometer.

9. Corong (funnel).

10. Glass Plate dengan tebal 5 mm.

11. Kain penyerap.

Benda Uji

1. Benda uji adalah agregat yang lewat saringan No. 4” yang diperoleh dalam keadaan jenuh permukaan kering (SSD).

2. Berat benda uji ± 1000 gram.

3. Air suling.

Prosedur Pengujian

1. Menentukan Agregat Halus dalam kondisi Jenuh Permukaan Kering (SSD).

a. Masukkan benda uji ke dalam kerucut terpancung dalam 3 (tiga) lapis, dimana pada masing-masing lapisan ditumbuk sebanyak 8 (delapan) kali, ditambah 1 (satu) kali penumbukan untuk bagian atasnya (total penumbukan sebanyak 25 kali).

b. Angkat cetakan kerucut secara perlahan-lahan.

Perhatian !!!

- Sebelum diangkat, cetakan kerucut harus dibersihkan dari butiran agregat yang berada dibagian luar kerucut.

- Pengangkatan kerucut harus benar-benar vertical.

c. Periksa bentuk agregat hasil pencetakan setelah kerucut terangkat, keadaan jenuh permukaan kering (SSD) tercapai bila benda uji runtuh akan tetapi masih dalam keadaan tercetak.

2. Menentukan Berat Jenis dan Penyerapan Agregat Halus.

a. Timbang picnometer dengan tutupnya.

b. Timbang agregat dalam keadaan SSD sebanyak ± 500 gram dan masukkan ke dalam picnometer, (B1).

c. Masukkan air suling sampai mencapai 90% isi picnometer, dan putar sambil diguncang sampai tidak terlihat gelembung udara di dalamnya. Proses untuk menghilangkan gelembung udara dalam picnometer dapat dipercepat dengan menggunakan pompa hampa udara atau dengan cara merebus picnometer.

d. Tambahkan air suling sampai penuh dan tutup picnometer tersebut.

e. Timbang picnometer yang berisi air suling dan benda uji, (B2).

f. Keluarkan benda uji dan keringkan benda uji dengan memasukkan kedalam oven dengan suhu (110 ± 5)oC, sampai beratnya tetap kemudian dinginkan dan timbang beratnya, (B3).

g. Isi kembali picnometer dengan air suling sampai penuh dan tutup, kemudian timbang beratnya, (B4).

Jenis - Jenis Agregat

Jenis Agregat berdasarkan proses pengolahannya :

• Agregat Alam

– Agregat yang dapat dipergunakan sebagaimana bentuknya di alam atau dengan sedikit proses pengolahan. Agregat ini terbentuk melalui proses erosi dan degradasi. Bentuk partikel dari agregat alam ditentukan proses pembentukannya.

• Agregat melalui proses pengolahan

– Digunung‐gunung atau dibukit‐bukit, dan sungai‐sungai sering ditemui agregat yang masih berbentuk batu gunung, dan ukuran yang besarbesar sehingga diperlukan proses pengolahan terlebih dahulu sebelum dapat digunakan sebagai agregat konstruksi jalan.

• Agregat Buatan

– Agregat yang merupakan mineral filler/pengisi (partikel dengan ukuran

< 0,075 mm), diperoleh dari hasil sampingan pabrik‐pabrik semen atau

mesin pemecah batu.

Pembagian Agregat Berdasarkan Ukuran Butiran Menurut The Asphalt Institut, (1993),

dalam Manual Series No. 2 (MS‐2), :

• Agregat Kasar, adalah agregat dengan ukuran butiran lebih besar dari saringan No. 8 (2,36 mm)

• Agregat Halus, adalah agregat dengan ukuran butiran lebih halus dari saringan No.8 (2,36 mm).

• Bahan Pengisi (filler), adalah bagian dari agregat halus yang minimum 75% lolos saringan no. 30 (0,06 mm)

Pembagian Agregat Berdasarkan Ukuran Butiran Menurut Sedangkan Bina Marga, (2002),

• Agregat Kasar, adalah agregat dengan ukuran butiran lebih besar dari saringan No. 4 (4,75 mm)

• Agregat Halus, adalah agregat dengan ukuran butiran lebih halus dari saringan No.4 (4,75 mm).

• Bahan Pengisi (filler), adalah bagian dari agregat halus yang minimum 75% lolos saringan no. 200 (0,075 mm)

Gradasi Agregat

Gradasi agregat adalah susunan dari beberapa ukuran butiran agregat yang membentuk suatu campuran agregat yang terdiri dari beberapa fraksi agregat. Gradasi yang baik yaitu campuran agregat dengan ukuran butiran yang terdistribusi merata dalam rentang ukuran butiran.

• Agregat bergradasi baik disebut juga dengan agergat bergradasi rapat.

• Agregat bergardasi baik dapat dikelompokkan menjadi :

• Agregat bergradasi kasar, adalah agregat bergradasi baik yang didominasi oleh agregat ukuran butiran kasar

• Agregat bergradasi halus, adalah agregat bergradasi baik yang dinominasi oleh agregat ukuran butiran halus.

.

Gradasi agregat halus dapat dibedakan menjadi tiga, yang menerus, seragam dan sela. Untuk mendapatkan campuran beton yang baik kadang- kadang harus mencampur beberapa jenis agregat. Untuk itu pengujian agregat dalam pembuatan campuran beton itu penting. Dalam pekerjaan beton banyak dipakai pekerjaan adalah agregat normal dengan gradasi yang harus standar, dengan modulus halus butir 1.5 sampai 3.8 (SII.0052) namun untuk keperluan yang khusus sering dipakai agregat ringan ataupun berat.

Gradasi agregat halus juga sangat mempengaruhi pada kemudahan pengerjaan beton. SK SNI -15 -1990 -03 (yang mengadopsi peraturan British Standart) kekerasan pasir dapat dibagi menjadi empat kelompok menurut gradasinya, yaitu pasir halus, agak halus, agak kasar, dan kasar.

Gradasi agregat halus yang baik untuk beton adalah agregat dengan variasi yang tidak lebih dari 0,2. Bagian yang lolos dari suatu ayakan tidak boleh lebih dari 45%dari yang tertahan pada ayakan berikutnya.

Gradasi yang baik dan teratur (contionus) dari agregat halus besar kemungkinan akan menghasilkan beton yang mempunyai kekuatan tinggi dibandingkan dengan agregat yang bergradasi gap atau seragam. Gradasi yang baik adalah gradasi yang memenuhi syarat zona tertentu dan agregat halus tidak boleh mengandung bagian yang lolos pada satu set ayakan lebih besar dari 45% dan tertanam pada ayakan berikutnya.

Kebersihan agregat juga akan sangat mempengaruhi dari mutu beton yang akan dibuat terutama dari zat – zat yang dapat merusak baik pada saat beton muda maupun beton yang sudah mengeras.

Usaha Meningkatkan Mutu Beton

Dr. lr. FX Supartono menjelaskan  pada dasarnya beton bermutu tinggi merupakan beton yang memiliki kekuatan  tinggi, namun param¬eter beton mutu tinggi sangat beragam, tergantung di mana ia berada. Di Indonesia, beton dengan kekuatan di atas 50 Mpa sudah digolongkan beton mutu tinggi, sementara di Australia beton berkuatan 200 MPa merupakan hal blasa. Di China, dengan menggunakan agregat sintetik, telah ada beton hingga 300 MPa. Dalam perkembangan konstruksi beton modern, beton dituntut menjadi material konstruksi yang bermutu tinggi sekaligus berkinerja tinggi. Pada betonsegar, mudah dalam pengerjaan pengecoran (workable), panas hidrat yang rendah (low heat of hydration), susut relatif rendah pada saat penge¬ringan, memiliki tingkat waktu ikat awal (acceleration) atau penundaan (retardation) yang baik, serta mudah dipompakan ke tempat yang lebih tinggi, merupakan beberapa tuntutan yang harus dapat dipenuhi beton bermutu dan berkinerja tinggi.

Sementara, pada beton yang sudah mengeras, beton bermutu  dan berkinerja tinggi dituntut memiliki kekutan tekan yang tinggi, kuat tarik yang baik, kuat tekan awal yang tinggi, perilaku yang daktail (liat), kedap udara dan air, tahan terhadap abrasi dan korosi sulfat, penetrasi klorida yang rendah, muai susut yang rendah, dan awet.

Bahan aditif 

Untuk meningkatkan kinerja beton, terdapar beberapa cara yang bisa dilakukan. Pertama, mengurangi porosi beton dengan cara mengurangi jumlah air dalam adukan beton. Kedua, menambahkan aditif mineral seperri silicafume, copper slog atau abu terbang (fly ash). Ketiga, menambahkan serat pada adukan beton. Keempat, menggunakan beton dengan sifat pemadatan mandiri atau self compacting concrete. Menurut Dr. lr. FX Supartono, dalam pembuatan beton, semen merupakan satu komponen yang paling mahal sehingga sangat menentukan harga beton. Salah satu cara menekan harga beton adalah dengan mengurangi penggunaan semen. Namun, untuk menghasilkan beton bermutu dan berkineria tinggi, jumlah se¬men yang dikurangi harus digantikan dcngan zat aditif lain. Dr. lr. FX Supartono menganjurkan untuk. menggunakan limbah industri metal seperri silicafume dari industri silica dan copper slag yang merupakan limbah pada tungku pembakaran tembaga, atau menggunakan abu terbang dari limbah pembakaran batu bara.

Mikrosilika
 

Silicafume atau disebut juga mikrosilika merupakan limbah yang memiliki kandungan silica (SiO2) mencapai 85-95% Ukuran butiran silika yang sangat halus berkisar 0,1-¬ 1µm. Lebih kecil dibandingkan butiran semen yang bekisar 5-50 µm. Jika ditambahkan pada adukan beton, akan mengisi rongga rongga di antara butiran semen sehingga beton akan menjadi lebih kompak dan padat.

 Selain itu, rnikrosilika akan bereaksi dengan C3S dan C2S dalam semen dan menghasilkan gel CSH-2 yang akan membentuk suatu  ikatan gel yang kuat dan padat di di dalam beton. Selanjutnya, reduksi kalsium hidroksida (CaOH) oleh Si02 akan mengurangi unsur pembentuk ettringite sehiogga mengurangi sensitivitas beton terhadap serangan sulfat. Karenanya, beton tidak mudah ditembus air serta tidak mudah mengalami korosi. Karena harga mikrosilikon masih mahal, umumnya penggunaan mikrosilika hanya 3-10% dari berat semen dalam adukan beton.

 Komposisi abu terbang (fly ash) hampir sama dengan mikrosilika, tetapi kadar silika (SiO2) yang terkandung di dalamnya lebih rendah, hanya sekitar 40-65% saja. Efek fly ash terhadap beton juga hampir sama dibanding menggunakan aditif mikrosilika. Namun gel CSH-2 vang dihasilkan lebih rendah sehingga kekompakan dan kepadatan beton juga rendah. Untuk meningkatkan mutu beton yang menggunakan fly ash, maka kadarnya harus lebih banyak, yaitU 20% dari total berat semen dalam beton.

Copperslag
 

Copper slag merupakan salah satu dari ground granu¬lated blast furnace. slag (GGBFS) atau ampas bijih dan tungku perapian. Komposisi bahannya mendekati semen dan harganya relatif lebih murah. Copper slag bisa sebagai aditif yang sekaligus mengantikan semen dalam adukan beton. Sering kali dalam praktik di lapangan persentase dibuat cukup tinggi, berkisar antara 20-65%.

Copper slag yang menggantikan sebagian semen memberikan beberapa keuntungan. Pertama, panas hidrasi dan muai susut beton akao berkurang sehingga memperbaiki kinerja beton. Kedua, harga beton akan lebih murah. Ketiga, dengan mengurangi konsumsi semen, berarti juga akan mengurangi energi dalam proses pembuatan semen dan mengurangi polusi yang disebabkan proses produksi semen. Keempat, dengan menggunakan bahan limbah, berarti secara nyata telah menerapkan teknologi material berkelanjulan (sustainable material technology). "Penggunaan limbah merupakan satu bentuk peran serta kita melestarikan lingkungan," terang Dr. lr. FX Supartono yang juga memimpin perusahaan konsultan PT Partono Fondation.

Penelitian yang dilakukan Departemen Teknik Sipil Universitas Tarumanagara menunjukkan bahwa penggantian sebagian semen dengan copper slag, dengan porsi 10-40%, dapat menghasilkan beton berkekuatan 60-75 MPa, tergantung pada kehalusan copper slag. Ada dua rnacam ukuran kehalusan yang digunakan, yaitu 90’  cm2 / grm dan 1.184 cm2/grm. Semakin halus copper slag, Makin tinggi pula kuat tekan beton. Pengujian ini menggunakan rasio kadar air semen sekitar 0,3.

Bahan serat

Selain limbah dan industri metal, bahan serat (fiber) dapat pula meningkatkan kinerja beton, yang dikenal dengan  beton berserat. Disini serat berfungsi sebagai tulangan mikro yang melindungi beton dari keretakan, meningkatkan kuat tarik dan lentur secara tak langsung. Serat juga meningkatkan  kekuatan tekan dan daktilitas beton, meningkatkan kekedapan beton, serta meningkatkan daya tahan beton terhadap beban bertulang dan beban kejut. Sistem tulangan mikro yang terbuat dari serat-serat ini bekerja berdasarkan prinsip-prinsip mekanis, yaitu berdasar pada ikatan (bond) antar serat dan beton, bukan secara kimiawi..Oleh karenanya, material komposit beton berserat akan menjadi bahan yang tak mudah retak.

Proses kimiawi dalam beton tidak akan terpengaruh dengan adanya serat dan tidak akan merugikan proses pengerasanbeton dalam jangka pendek maupun panjang. Beberapa jenis bahan serat yang dapat dipergunakan dalam beton, antara lain serat alami (rami, abaca), serat sintetis (polyproplene. polyester), nylon), serat baja, dan fiber glass. Meningkatkan kuat tarik dan lentur, meningkatkan daktilitas dan kemampuan menyerap energi saat berdeformasi, mengurangi retak akibat susut beton, meningkatkan ketahanan fatigue (beban berulang) dan meningkatkan ketahanan impact (beban tumbukan) merupakan beberapa keunggulan beton berserat.

Self compacting concrete

 Satu konsep terbaru untuk menciptakan beton berkinerja tinggi adalah dengan menggunakan self compacting concrete berbentuk flowoble Concrete. Konsep ini menjadi solusi agar beton dapat dituang dengan mudah dan cepat tanpa perlu dipadatkan/ digetarkan. Beton dengan mudah mengalir, mengisi rongga- rongga tulangan yang rapat tanpa mengalami bleeding atau segregasi, meskipun pada tempat- tempat sulit.
Secara umum, self compacting concrete yang diproduksi dengan bahan tambahan super plasticizer berbasis polimer, mikrosilika, serta tambahan lain yang spesifik serta ukuran agregat lebih kecil dari 20 mm, dapat menghasilkan beton bermutu dan berkinerja tinggi. Diakui Dr. lr. FX Supartono, perkembangan teknologi beton nasional sangat tertinggal dengan negara maju. Belum banyak insinyur yang menguasai dan mendalami teknologi beton bermutu dan berkinerja tinggi, khususnya dalam teknologi pencampuran material. Selain itu juga terkendala kualitas material yang ada di Indonesia.

Berat volume beton tergantung pada berat volume bahan campuran, berarti juga tergantung pada jenis bahan campuran. Berat volume semen pada campuran beton merupakan pengisi rongga material beton sehingga dicapai volume beton yang akan meningkatkan mutu dari beton tersebut. bahan - bahan diatas merupakan bahan campuran yang ideal untuk meningkatkan mutu beton semua itu diakui oleh Dr. lr. FX Supartono.

Satu prinsip yang harus dipahami oleh para tenaga produksi beton adalah harus bisa membuat beton bermutu dengan bahan material yang ada di sekitar mereka. "Kalau mereka semua memegang prinsip itu, beton menjadi materiaI yang ekonomis dan menyenangkan," ujar Dr. lr. FX Supartono.

Beton

Beton adaah salah satu material konstruksi yang mudah dibentuk sesuai dengan perkembangan desain arsitektural. Penyusun utama beton adalah semen (sejenis semen yang mempunyai sifat proses hydrasi), air, pasir, kerikil dan bahan tambahan yang bersifat memperbaiki sifat makro, mikro, fisik, kimia, keawetan beton, mineral tambahan yang bersifat pengganti semen 
Seperti : pulverized fuel ash (PFA), fly ash, silica fume/micro silica, abu sekam padi, ground granulated blast furnace slag (ggbs), nano silica, dsb). 

Sifat utama utama beton adalah sangat dominan di kekuatan tekan. Sehingga penelitian di bidang material beton adalah terus memperbaikinya di hal kekuatan tekan. Di sisi lain bahwa beton harus awet terhadap segala kondisi pengaruh lingkungan  terutama lingkungan di laut dan lingkungan korosif.

Apakah yang menarik di dalam ilmu beton sebagai berikut:

Beton adalah hasil teknologi yang sederhana dan pengetahuan sangat komplek: Dua hal ini pada waktu yang sama akan menyebabkan beton menjadi sempurna tetapi juga sebaliknya dimana tergantung keahlian penguasaan pengetahuan yang komplek tersebut.

Kita kembali membahas tentang beton, suatu pertanyaan kenapa beton itu bisa mengeras? Komponen penyusun beton yang bersifat pengikat atau binder yaitu semen dan air yang mengalami proses hidrasi. Proses hidrasi adalah proses dimana komposisi kimia semen CaO disingkat C, SiO2 disingkat S, Al2O3 disingkat A, Fe2O3 disingkat F,  bereaksi dengan air  H2O disingkat (H). (Pada episode berikutnya akan diuraikan detail bagaimana prosesnya). 
Efek proses hidrasi ini kemudian menjadikan kristal-kristal berukuran mikro dan nano yang disebut gel dan Ca(OH)2 yang akan tumbuh terus mengisi rongga-rongga kristal dimana rongga-rongga tersebut berisi air dan tumbuh menjadi kristal-kristal padat yang sesuai berjalannya waktu terus tumbuh memadati ruang-ruang kristal yang masih kosong.

Kehalusan butiran semen mempengaruhi proses hidrasi, sehingga lamanya waktu pengikatan menjadi lama jika butiran semen lebih kasar. Kehalusan penggilingingan butir semen dinamakan penampang spesifik, yaitu luas butir permukaan semen. Jika seluruh permukaan penampang semen lebih besar, semen akan memperbesar bidang kontak dengan air semakin besar. Sehingga semakin halus butiran semen, proses hidrasi semen akan semakin cepat, artinya kekuatan awal tinggi, sehingga kekuatan akhir akan berkurang karena hidrasi awal oleh kelembaban air.

Sehingga apabila kita mencetak beton perlu waktu untuk membuka begisting/formwork untuk menunggu waktu tumbuhnya kristal-kristal dari efek proses hydrasi semen dan air.