Pengaruh Ukuran Butiran Agregat Terhadap Kuat Tekan Beton

Kebutuhan material beton dengan kualitas yang lebih baik untuk rancangan bangunan yang semakin tinggi dan bentang yang semakin panjang memerlukan struktur yang ramping dan efisien.

Penggunaan material reaktif dengan butiran yang lebih halus seperti mikrosilica (silica fume) dan superplasticizer yang lebih baik memungkinkan diperolehnya beton yang lebih padat dengan faktor air semen yang rendah sehingga mampu meningkatkan kuat tekan beton.

Pada dasarnya agregat kasar yang bergradasi baik sekalipun dirasakan tidak dapat menunjang diperolehnya kekuatan beton yang lebih besar/tinggi.

Agregat yang lebih kecil dijadikan alternatif penambahan kekuatan beton membentuk beton berkinerja tinggi Beton dengan kinerja yang tinggi adalah dengan pembuatan beton ekstra padat yang menggunakan pengisi berupa partikel yang berukuran mikro.

Gradasi agregat pun memegang peranan penting untuk menentukan mutu beton kinerja tinggi. Apabila agregat mempunyai ukuran butiran yang lebih halus dan dengan ukuran yang bervariasi, maka volume pori beton menjadi kecil.

Hal ini disebabkan butiran yang lebih kecil akan mengisi pori antara butiran yang lebih besar, sehingga pori-porinya menjadi sedikit dan beton memiliki kemampatan yang tinggi.

Selain itu, gradasi agregat juga merupakan faktor yang harus diperhatikan dalam pembuatan campuran beton, karena akan berpengaruh terhadap sifat-sifat workabilitas adukan tersebut. Susunan untuk butiran (gradasi) yang baik akan dapat menghasilkan kepadatan (density) maksimum dan porositas (voids) minimum.

Perubahan gradasi butiran agregat juga dapat mempengaruhi workability beton. Nilai slump flow beton dengan ukuran butiran agregat besar mempunyai workability yang lebih tinggi.

Butiran yang lebih besar cenderung memiliki friksi yang kecil, sehingga dengan komposisi bahan yang sama kebutuhan air menjadi berlebih dan membuat adukan lebih encer.

Berbeda untuk adukan dengan ukuran agregat yang lebih kecil, memiliki luas permukaan yang lebih besar dengan friksi yang lebih besar, sehingga membuat adukan lebih kaku.

Kuat tekan beton dengan ukuran butiran yang lebih besar mempunyai nilai kuat tekan yang lebih rendah dibandingkan beton dengan ukuran butiran kecil.

Hal ini bisa dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti dari gradasi ukuran agregat yang akan berpengaruh pada kepadatan dan tingkat porositas beton. Peran gradasi agregat merupakan faktor yang harus diperhatikan.

Susunan butiran (gradasi) yang baik dapat menghasilkan kepadatan (density) maksimum dan porositas (voids) minimum.

Teknologi ukuran agregat super kecil (skala nanometer) membuka jalan untuk melakukan optimasi untuk mendapatkan susunan material pada suatu volume tertentu yang ultra padat atau disebut sebagai packing density.

Kepadatan yang sangat tinggi diperoleh karena ruang-ruang kosong diantara partikel-partikel diisi butiran debu halus berukuran nanometer seperti mikrosilika ataupun partikel mineral lainnya. Beton kinerja tinggi dibuat dengan susunan struktur beton yang sangat padat, dimana pori-pori yang terbentuk berada dalam ukuran 2 nm, lebih kecil dari ukuran kapiler atau praktis tidak mengandung lagi pori-pori berukuran kapiler.

Akibat sedikitnya pori-pori yang ada pada suatu volume tertentu dari beton kinerja tinggi, maka pada campuran beton kinerja tinggi jumlah air dapat dikurangi sampai mencapai kurang lebih 20 % dari berat semen. 

Untuk menjamin agar campuran beton kinerja tinggi yang sedikit air ini dapat tetap dikerjakan, maka pada campuran beton kinerja tinggi diberi tambahan superplastisizer. Superplastisizer ini akan secara effektif membuat beton segar, yang walaupun kandungan airnya sedikit, menjadi sangat plastis sehingga dapat dikerjakan pengecorannya ke dalam cetakan.

Baca Juga : Fungsi dan Kegunaan Superplasticizer pada Beton.

Gradasi yang baik adalah gradasi yang menerus dimana seluruh ukuran butiran terdapat dalam agregat tersebut sehingga menciptakan butiran yang heterogen. Butiran yang heterogen akan mampu untuk menempatkan posisi untuk saling mengisi rongga-rongga yang kosong sesuai dengan ukurannya.