2000_paper_bul_geologi.pdf

8/10/2019 2000_Paper_Bul_Geologi.pdf

1/13

BULETIN GEOLOGI, Vol. 32, No. 3, 2000 145

Studi Petrografi Batuan Volkanik sebagai Agregat Bahan Baku Beton

I G.B. EDDY SUCIPTA dan IMAM A. SADISUN

Departemen Teknik Geologi FIKTM - ITB, Jl. Ganesha 10, Bandung 40132

Telp./Fax. (022) 2502197, E-mail : [email protected] ; [email protected]

(Naskah diterima pada tanggal 23 Desember 2000)

Sari- Dalam studi ini, bahan baku agregat yang dianalisis dapat dikelompokkan menjadi basalt/basalt olivin,

andesit piroksen, andesit hornblenda, dan tuf andesitik. Beberapa jenis mineral utama pada agregat tersebut

meliputi plagioklas, gelas volkanik, piroksen/augit, olivin, hornblenda, dan kuarsa, dengan tekstur umumnya

hipokristalin porfiritik untuk jenis agregat basalt/basalt olivin, andesit piroksen, dan andesit hornblenda, serta

tekstur klastik (vitroklastik) untuk jenis agregat tuf andesitik, dalam derajat ubahan berkisar dari lemah

sampai kuat.

Karakteristik petrografi agregat sangat berpengaruh terhadap sifat fisik-mekanik agregat. Perbedaan kompo-

sisi mineralogi dan tekstur agregat secara nyata berpengaruh terhadap kekasaran permukaan, daya serap air,

kekuatan, dan potensi reaksi alkali-agregat. Pada kekasaran permukaan agregat terlihat bahwa semakin ba-

nyak persentase kahadiran fenokris/butiran terhadap masadasar/matrik maka permukaan agregat cenderung

semakin kasar. Kehadiran gelas volkanik sangat berpengaruh terhadap sifat daya serap air dan reaktivitas

agregat. Semakin banyak kehadiran prosentase gelas volkanik mengakibatkan semakin tinggi daya serap air

dan reaktivitasnya. Disamping itu, pada tekstur yang bersifat klastik, daya serap air cenderung lebih tinggi

dibandingkan dengan agregat yang bersifat kristalin. Pada aspek kekuatan agregat; tekstur, komposisi

mineralogi, dan kahadiran vesikuler merupakan faktor petrografi yang cukup dominan yang mempengaruhi

kekuatan agregat tersebut. Dan sifat reaktivitas agregat sangat dipangaruhi oleh tekstur terutama olehkehadiran masadasar/matriks yaitu berupa bahan kristalin berukuran halus sampai mikrokristalin maupun

berupa tekstur amorf dari gelas volkanik.

Abstract- In this study, materials for aggregates can be classified in to basalt/olivine basalt, pyroxene ande-

site, hornblende andesite, and andesitic tuff. Some silicate minerals in these aggregates composed are pla-

gioclase, volcanic glass, pyroxene/augite, olivine, hornblende, and quartz, with the hypocristalline porphy-

ritic textures for basalt/olivine basalt, pyroxene andesite, hornblende andesite types aggregates, and clastic

(vitroclastic) for andesitic tuff aggregate.

Petrographic characteristics of aggregates most influence for mechanical-physical characteristics of aggre-

gate. The changes on mineralogical composition of aggregates will influence for surface roughness, water

absorption, strength, and alkali-reaction potential of aggregates. In surface roughness, increasingly of per-

centages of phenocrysts/grains will be increased roughness of aggregates. Presence of volcanic glass will beincreased water absorption and alkali-reaction potential aggregates. Aggregates with clastic textures will be

more absorb water than aggregates with crystalline textures. In strength of aggregate aspec; texture, mine-

ralogical composition, and presence of vesicular are dominant petrographic factor will be influenced for

strength of aggregate. The changes on some textural aspects also will influence reactivity of aggregate,

especially based on the occurrences of groundmass or matrix either in the form of fine-crystalline materials

to microcrystalline or amorphous textures from volcanic glass.

PENDAHULUAN

Karakteristik material batuan, terutama dari

jenis batu pecah (crused stone), cukup me-megang peranan sangat penting dalam

penggunaannya sebagai agregat beton.

Hampir 75% dari volume beton terdiri atas

agregat. Dengan demikian maka sifat-sifat

dan perilaku agregat akan sangat berpenga-ruh terhadap kondisi alami dan perilaku

BULETIN

GEOLOGIDepartemen Teknik Geologi

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG


2/13


3/13


Dari analisis petrografi bahan baku agregat,

dijumpai beberapa mineral silikat seperti

mineral plagioklas !(Na,Ca)AlSi3O8", gelas

volkanik !SiO2,Al2O3,Fe2O,FeO,MgO,CaO,

Na2O,K2O,H2O", piroksen/augit !(Ca,Na)

(Mg,Fe,Al) (Si,Al)2O6", olivin !(Mg,Fe)2SiO4", hornblenda [[Ca2(Mg,Fe,Al)5(OH)2[(Si,Al)4 O11]2], kuarsa [SiO2].

Bahan baku agregat dari kelompok basalt/

basalt olivin mempunyai prosentase mineral

silikat plagioklas (#40% - 65%), gelas vol-

kanik (#5% - 35%), piroksen (#5% - 25%),

olivin (#0% - 8%), dan hornblenda (#0% -

1%). Bahan baku agregat dari kelompok

andesit piroksen mempunyai prosentasemineral silikat plagioklas (# 40% - 45%),

gelas volkanik (#35% - 45%), dan piroksen

(# 5% - 10%). Bahan baku agregat dari

kelompok andesit hornblenda mempunyai

prosentase mineral silikat plagioklas (#

40% - 65%), gelas volkanik (#0% - 30%),

piroksen (#3% - 8%), hornblenda (#5% -

25%), dan kuarsa (#0% - 3%). Bahan baku

agregat dari kelompok tuf andesitik

mempunyai prosentase mineral silikat

plagioklas (# 15% - 40%), gelas volkanik

(# 40% - 70%), dan piroksen (# 5%).

Prosentase kehadiran mineral silikat dari

setiap contoh agregat dapat dilihat dalam

Tabel 1.

Tekstur

Bahan baku agregat dari kelompok basalt/

basalt olivin memperlihatkan tekstur hipo-

kristalin porfiritik, dengan fenokris (#3% -40%), berukuran 0,4 - 2,5 mm, berbentuk

subhedral - anhedral, terdiri dari mineral

silikat plagioklas, piroksen, olivin, dan

setempat hornblenda, tertanam dalam masa

dasar bahan kristalin (# 60% - 97%), ber-

ukuran halus (ada yang mencapai ukuran

0,3 mm), memperlihatkan tekstur intergra-

nular - intersertal, yang terdiri dari mineral

silikat plagioklas, piroksen, sedikit olivin,

dengan gelas volkanik (#5% - 35%).

Bahan baku agregat dari kelompok andesit

piroksen memperlihatkan tekstur hipokris-

talin porfiritik, dengan fenokris (# 5% -

20%), berukuran 0,5 - 2,0 mm, berbentuk

subhedral - anhedral, terdiri dari mineral

silikat plagioklas, piroksen, dan sedikitfragmen batuan basalt (xenolith), tertanam

dalam masa dasar bahan kristalin (#80% -

95%), berukuran halus - sangat halus, mem-

perlihatkan tekstur aliran (trakhitik), yang

terdiri dari mineral silikat plagioklas ber-

bentuk mikrolit, sedikit piroksen, dengan

gelas volkanik (#35% - 45%).

Bahan baku agregat dari kelompok andesit

hornblenda memperlihatkan tekstur hipo-

kristalin porfiritik, setempat memperlihat-

kan tekstur holokristalin porfiritik (merupa-

kan intrusi yang lebih dalam) dengan feno-

kris (#3% - 10%), berukuran 0,4 - 2,5 mm,

berbentuk subhedral - anhedral, terdiri dari

mineral silikat plagioklas, hornblenda, pi-

roksen, dan sedikit kuarsa, tertanam dalam

masa dasar bahan kristalin (#90% - 97%),

berukuran halus sedang (0,1 0,3 mm),

memperlihatkan tekstur trakhitik, terdiri

dari mineral silikat plagioklas berbentukmikrolit, sedikit piroksen, hornblenda, dan

kuarsa, dengan gelas volkanik (# 0% -

30%).

Bahan baku agregat dari kelompok tuf an-

desitik memperlihatkan tekstur klastik (vi-

troklastik), dengan butiran (#20% - 25%),

berukuran 0,8 - 2,0 mm, berbentuk

menyudut - membundar tanggung (anhedral

- subhedral), terdiri dari mineral silikat pla-

gioklas, piroksen, dan fragmen batuan ba-

salt, tertanam dalam matrik (#75% - 80%),

yang terdiri dari gelas volkanik (# 40% -

70%), berbentuk amorf, dan sedikit kristal-

kristal plagioklas berukuran sangat halus

(berbentuk mikrolit-mikrolit), serta mineral

opak.

Kenampakan aspek-aspek tekstur mineral

silikat dari setiap contoh agregat dapat dili-

hat dalam Tabel 2.Derajat Ubahan


4/13

BULETIN GEOLOGI, Vol. 32, No. 3, 2000148

Dalam panelitian ini, telah dilakukan karak-

terisasi kualitatif derajat ubahan pada agre-

gat (Tabel 1) yaitu berkisar dari lemah

hingga kuat. Dari data tersebut terlihat

bahwa pada bahan agregat basalt/basalt oli-vin yang banyak mengandung gelas volka-

nik (B-9C) memperlihatkan proses ubahan

yang kuat. Demikian pula halnya dengan

bahan agregat andesit hornblenda yang

mempunyai prosentase mineral hornblenda

yang lebih banyak (B-12C, B-13A) mem-

perlihatkan derajat ubahan sedang kuat.

Dan pada penelitian untuk kajian aspek

petrografi terhadap kualitas agregat yangmeliputi sifat fisik agregat, kekuatan agre-

gat, dan potensi reaksi alkali agregat, akan

lebih digunakan bahan agregat yang mem-

punyai derajat ubahan yang lemah.

Tabel 1. Jenis dan prosentase mineral utama pada agregat.

Jenis batuan, No. contoh, dan Prosentase Jenis Mineral Silikat

Jenis Mineral Silikat Basalt / Basalt Olivin

B - 1B B - 5B B - 6A B - 8B B - 9A B - 9C B - 10B B - 11B B - 11C B - 14A

Plagioklas 50 55 50 50 60 40 60 65 60 45

Gelas volkanik 10 7 33 20 20 35 5 5 6 30

Piroksen 25 15 5 15 7 7 15 15 20 10

Olivin 0 7 3 3 1 0 1 3 8 0

Hornblenda 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

Kuarsa 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Jumlah : 85 85 91 88 88 82 81 88 94 85

Hal lain :

- Mineral opak 15 12 7 10 12 8 4 12 5 0

- Fragmen batuan 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

- Vesikuler 0 3 2 2 0 10 15 0 1 15

- Ubahan lemah sedang lemah sedang lemah kuat kuat lemah lemah kuat

Jenis batuan, No. contoh, dan Prosentase Jenis Mineral Silikat

Jenis Mineral Silikat Andesit Piroksen Andesit Hornblenda Tuf Andesitik

B - 3A B - 3B B - 4A B - 4C B - 12A B - 12C B - 13A B - 13B B - 2A B - 7C

Plagioklas 40 45 45 40 40 50 65 65 15 40

Gelas volkanik 45 35 40 40 30 0 15 20 70 40

Piroksen 5 8 10 5 8 7 3 3 5 5

Olivin 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Hornblenda 0 0 0 0 6 25 7 5 0 0

Kuarsa 0 0 0 0 1 3 0 0 0 0

Jumlah : 90 88 95 85 85 85 90 93 90 85

Hal lain :

- Mineral opak 9 12 5 15 15 15 10 7 3 14

- Fragmen batuan 0 0 0 0 0 0 0 0 2 1

- Vesikuler 1 0 0 0 0 0 0 0 5 0

- Ubahan lemah sedang lemah lemah sedang sedang kuat lemah lemah lemah


5/13


KAJIAN ASPEK PETROGRAFI TERHADAP

KUALITAS AGREGAT

Guna mengetahui kualitas bahan baku agre-

gat, dalam penelitian ini telah dilakukan be-

berapa pengujian parameter fisik-mekanik,seperti analisis kekasaran permukaan agre-

gat, analisis daya serap air, analisis kekuat-

an agregat, dan analisis potensi reaksi alka-

li-agregat. Analisis hanya dilakukan terha-

dap beberapa contoh agregat yang secara

representatif dapat mewakili kelompok

jenisnya, didasarkan atas analisis petrografi

pada tahap sebelumnya.

Kekasaran Permukaan

Dalam analisis petrografi, makro-teksturanalog dengan orde pertama kekasaran

agregat dan mikro-tekstur berhubungan

dengan orde kedua kekasaran agregat. Ke-

nampakan tekstural agregat dapat diilustra-

sikan seperti tampak dalam Gambar 1.

Tabel 2. Kenampakan aspek-aspek tekstur pada agregat.

Kelompok batuan, No. contoh, dan Aspek Tekstur Mineral Silikat

Basalt / Basalt Olivin

Aspek-Aspek

Tekstur Mineral

Silikat

B - 1B B - 5B B - 6A B - 8B B - 9A B - 9C B - 10B B - 11B B - 11C B - 14A

Fenokris 40% 20% 15% 20% 20% 3% 5% 15% 10% 10%

(Butiran)

Jenis Mineral :

- plagioklas ada ada ada ada ada ada ada ada ada ada

- piroksen ada ada ada ada ada ada ada ada ada ada

- olivintidak ada ada ada ada tidak ada tidak ada ada ada ada tidak ada

- hornblenda tidak ada ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada

- kuarsa tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada

- fragmen batuan tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada

Ukuran 0,8 - 2,5 mm 0,5 - 1,5 mm 1,0 - 2,5 mm 0,4 - 1,5 mm 0,4 - 1,8 mm 0,8 - 2,0 mm 0,4 - 1,5 mm 1,0 - 2,5 mm 0,5 - 2,0 mm 0,7 - 1,5 mm

Bentuk sub-anhedral an-subhedral subhedral sub-anhedral sub-anhedral sub-anhedral an-subhedral sub-anhedral an-euhedral sub-anhedral

Massadasar 60% 80% 80% 97% 80% 97% 95% 85% 90% 90%

(Matriks)

Ukuran halus (0,1 mm) halus (0,1 mm) halus (0,1 mm) halus (0,1 mm) halus (0,1 mm) halus (0,3 mm) halus (0,1 mm) halus (0,1 mm) halus (0,1 mm) halus (0,1 mm)

Jenis mineral :

- gelas volkanik ada (10%) ada (7%) ada (35%) ada (20%) ada (20%) ada (35%) ada (5%) ada (5%) ada (7%) ada (30%)


- piroksen ada ada ada tidak ada ada ada ada ada ada ada

- olivin tidak ada tidak ada ada tidak ada ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada

- hornblenda tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada

- kuarsa tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada

Tekstur khas intergranular intergranular intergranular - intergranular intersertal intergranular intergranular - -


6/13


Lanjutan Tabel 2. Kenampakan aspek-aspek tekstur pada agregat.

Kelompok batuan, No. contoh, dan Aspek Tekstur Mineral Silikat

Andesit Piroksen Andesit Hornblenda Tuf Andesitik

Aspek-Aspek

Tekstur Mineral

Silikat

B - 3A B - 3B B - 4A B - 4C B - 12A B - 12C B - 13A B - 13B B - 2A B - 7C

Fenokris 5% 20% 10% 15% 10% 3% 10% 7%

(Butiran) 25% 20%

Jenis Mineral :


- piroksen ada ada ada ada ada ada ada ada ada ada

- olivin tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada

- hornblenda tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada ada ada ada ada tidak ada tidak ada

- kuarsa tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada

- fragmen batuan ada tidak ada tidak ada ada tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada ada ada

Ukuran 0,5 - 1,5 mm 0,5 - 1,5 mm 0,6 - 2,0 mm 0,5 - 2,0 mm 0,4 - 1,2 mm 1,5 - 2,5 mm 0,2 - 1,5 mm 1,5 - 3,0 mm 1,0 - 2,0 mm 0.8 - 2.0 mm

Bentuk sub-anhedral sub-anhedral sub-anhedral sub-anhedral sub-anhedral sub-anhedral an-subhedral sub-anbhedral anhedral an-subhedral

Massadasar 95% 80% 90% 85% 90% 97% 90% 93%

(Matriks) 75% 80%

Ukuran halus (0,1 mm) halus (0,3 mm) halus(


7/13


Gambar 1. Hubungan makro dan mikrotekstur terhadap kekasaran permukaan agregat

(modifikasi dari Ryell et al., 1979 op.cit. Bell, 1980)

Gambar 2. Ekspresi kekasaran permukaan pada masing-masing kelompok jenis bahan

baku agregat.


8/13


agregat cenderung semakin kasar, semakin

halus ukuran butir fenokris/butiran dan ma-

sadasar/matrik maka permukaan agregat

cenderung juga semakin halus.

Daya Serap Air

Daya serap air (moisture) merupakan para-

meter yang sangat penting untuk mempre-

diksi dan mengetahui adanya potensi peru-

bahan pada agregat, baik akibat pengaruh

internal maupun eksternal agregat. Berda-

sarkan beberapa hasil penelitian terdahulu

(Ramsay, et.al., 1974; Lees dan Kennedy,

1975; Kazi dan Al-Mansour, 1980) terlihat

nyata adanya hubungan antara daya serap

air agregat dengan daya guna (life time)

beton yang dihasilkannya. Beberapa aspek

yang cukup penting dalam kaitannya

dengan sifat daya serap air agregat yaitu :

- Pengaruh proses pembekuan dan pen-

cairan (freeze-thaw problem)

- Pengaruh proses reaksi alkali (alkalireacion problem)

- Pengaruh proses reaksi kimia lainnya

seperti pelapukan dan deteriorasi (wea-

thering and deterioration problems)

Meskipun pada kenyataannya proses penye-

rapan air pada suatu konstruksi beton telah

berlangsung selama pekerjaan konstrusi di-

laksanakan, namun proses ini biasanya akan

menerus oleh adanya faktor kelembaban

atau oleh keberadaan konstruksi di bawah

level muka air tanah.

Dalam penelitian ini, pengujian daya serap

air dilakukan dengan merendam contohagregat selama 24 jam guna menjenuhkan

pori yang ada (porositas efektif/ne). Daya

serap air dideterminasi dengan melakukan

pengukuran kenaikan berat contoh agregat

yang diekspresikan oleh prosentase terha-

dap berat keringnya. Sebelum dilakukan

pengujian, masing-masing contoh dianalisis

dengan mempergunakan mikroskop bino-

kuler untuk mengetahui adanya pori yang

berupa retakan halus maupun gejala-gejala

lainnya. Secara umum hasil pengujian daya

serap air dapat dirangkum seperti terlihat

dalam Tabel 3.

Bila dihubungkan dengan hasil analisis

petrografi agregat, hasil pengujian ini mem-

perlihatkan adanya kecenderungan bahwasemakin banyak persentase gelas volkanik

pada agregat diduga akan mengakibatkan

semakin tinggi daya serap air. Hal ini ter-

cermin dari tingginya nilai daya serap air

pada agregat tuf andesitik yang me-

ngandung mineral gelas mencapai 70%.

Disamping itu, tekstur bahan agregat juga

sangat mempengaruhi nilai daya serap air.

Pada bahan agregat tuf andesitik seringkali

mempunyai tekstur yang bersifat klastik di-

bandingkan dengan bahan agregat lainnyayang bersifat kristalin. Hal ini berkaitan

dengan proses pembentukan bahan agregat

tersebut dimana tuf andesitik merupakan

hasil dari letusan gunung api sedangkan ba-

salt/basalt olivin, andesit piroksen, dan an-

desit hornblende merupakan langsung dari

hasil pembekuan magma.

Kekuatan

Kekuatan adalah parameter yang palingpenting dalam pemilihan bahan baku agre-

gat. Mineralogi dan tekstur agregat sangat

berpengaruh terhadap kekuatannya (Kazi

dan Al-Mansour, 1980). Mineral silikat se-

cara tipikal lebih resistan terhadap gaya te-

kan daripada jenis mineral lainnya. Keke-

rasan relatif dari mineral pembentuk batuan

juga berpengaruh terhadap kekuatannya.

Adapun unsur-unsur tekstur yang berpenga-

ruh terhadap kekuatan agregat diantaranyaadalah : ukuran kristal atau butiran, orienta-

si relatif kristal atau butiran, kebundaran,

dan porositas. Ukuran kristal atau butiran

relatif lebih konsisten berpengaruh terhadap

kekuatannya (Kazi dan Al-Mansour, 1980).

Dalam penelitian ini kekuatan batuan

dianalisis dengan pengujian kuat tekan uni-

aksial. Contoh agregat dibuat sedemikian

rupa sehingga berbentuk kubus dengan sisi

5 #0,1 cm. Berdasarkan hasil pengujian ini


9/13


Tabel 3 Hasil pengujian fisik-mekanik dan reaksi alkali pada beberapa contoh agregat terpilih

No. No. Kelompok Derajat ubahan Daya serap air UCS Reaksi alkali Keterangan

contoh Batuan (kualitatif) (%) (kg/cm2) Sc (mmol/L) Rc (mmol/L)

1 B - 1B lemah 0,628 1028,40 42 178

2 B - 5B sedang x x x x

3 B - 6A lemah x x 81 105

4 B - 8B Basalt/Basalt olivin sedang x x x x

5 B - 9A lemah x x 69 126

6 B - 9C kuat x x x x

7 B - 10B kuat x x x x

8 B - 11B lemah x x x x

9 B - 11C lemah x x x x

10 B - 14A kuat x x x x

11 B - 3A lemah 1,275 1124,60 250 90

12 B - 3B Andesit piroksen sedang x x x x

13 B - 4A lemah x x x x

14 B - 4C lemah x x 102 102

15 B - 12A sedang x x 72 109

16 B - 12C Andesit hornblenda sedang x x x x

17 B - 13A kuat x x x x

18 B - 13B lemah 2,746 985,30 56 134 ada retakan halus

19 B - 2A Tuf andesitik lemah 4,512 820,70 308 72

20 B - 7C lemah x x 150 97

Keterangan :

UCS = uji kuat tekan uniaksial

X = tidak dilakukan analisis

(Tabel 3) terlihat bahwa agregat andesit pi-

roksen memiliki kekuatan terbesar dan

agregat tuf andesitik memiliki kekuatan

terkecil. Hal ini mungkin terkait dengan

tekstur klastik pada tuf andesitik yang se-

ringkali mempunyai ikatan yang lebih le-

mah dibandingkan dengan tekstur kristalin

pada agregat andesit piroksen. Apabila hasil

analisis petrografi dilihat lebih teliti lagi,

maka boleh jadi kehadiran masadasar

(ukuran kristal lebih kecil dari fenokris)yang lebih banyak pada andesit piroksen,

menjadi pengontrol kekuatan agregat terse-

but. Namun pada agregat basalt/basalt oli-

vin, yang mempunyai masadasar yang pa-

ling sedikit (60%), relatif mempunyai ke-

kuatan yang lebih baik dari agregat andesit

hornblenda (masadasarnya 93%). Hal ini

mungkin dikontrol oleh kehadiran mineral

yang memiliki tingkat kekerasan di atas 5

(skala kekerasan Mohs), misalnya mineral

plagioklas dan piroksen, yang relatif lebih

banyak pada agregat basalt/basalt olivin di-

bandingkan agregat andesit hornblenda.

Disamping itu, kekuatan agregat diperkira-

kan juga dipengaruhi oleh kehadiran vesi-

kuler, seperti tercermin dari nilai kekuatan

yang tampak pada agregat basalt/basalt oli-

vin dan andesit piroksen (vesikulernya

hanya 0% - 1% 15%) dan tuf andesitik (ve-

sikulernya dapat mencapai 5%).

Potensi Reaksi Alkali

Dalam penggunaannya sebagai agregat be-

ton, beberapa agregat membutuhkan peng-

ujian lebih detil untuk mengetahui perilaku

atau respon agregat dalam lingkungan alkali.

Metode yang paling sederhana yaitu dengan

merendam atau melarutkan agregat tersebut

dalam larutan yang bersifat alkalis (basa).

Dalam penelitian ini, pengujian potensi

reaktivitas agregat juga dilakukan dengan

menggunakan larutan kimia alkalis atau

lebih dikenal sebagai standar peng-ujiandengan metode kimia (ASTM C 298 - 87).


10/13


Pada prinsipnya, pengujian ini didasar-kan

atas jumlah NaOH 1 N yang bereaksi

dengan silika dari agregat yang memiliki

kehalusan antara 150 - 300 $m selama 24

jam pada suhu 80%, dalam sebuah wadah

reaksi yang terbuat dari baja tahan karatatau korosi lainnya dan dilengkapi dengan

tutup kedap udara. Hasil pengujian tersebut

menghasilkan dua parameter utama yaitu

banyaknya silika terlarut (Sc) dalam

mmol/L dan reduksi alkalinitas atau kebasa-

an (Rc) yang juga dalam mmol/L (Tabel 3).

Untuk mengetahui tingkat reaktivitas agre-

gat, hasil-hasil pengujian tersebut di atas

dirajah (diplot) ke dalam sebuah grafik

standar seperti diperlihatkan pada Gambar 3.Tampak bahwa ada beberapa agregat ter-

golong sebagai agregat berpotensi reaktif

hingga agregat reaktif, terutama dari jenis

tuf andesitik dan andesit piroksen. Hampir

semua agregat tuf andesitik yang diuji

memiliki sifat reaktif yang cukup tinggi dan

relatif bersifat lebih reaktif apabila diban-

dingkan dengan jenis agregat lainnya. Pada

agregat andesit piroksen tergolong sebagai

agregat berpotensi reaktif hingga reaktif,sedangkan andesit hornblenda tergolong

agregat yang tidak bersifat reaktif. Lain hal-

nya dengan agregat yang berasal dari jenis

basalt, secara umum dapat dikatakan bahwa

agregat ini tidak bersifat reaktif.

Dalam bab ini juga akan dibahas sejauh

mana pengaruh variasi jenis dan tekstur

mineral silikat terhadap tingkat reaktivitas

agregat. Studi individu terhadap setiap

contoh agregat dilakukan guna mengkajiadanya pola dan kecenderungan perubahan

yang ada baik dalam kelompok jenis agre-

gat yang sama maupun dalam jenis yang

berbeda.

Variasi Jenis Mineral Silikat dan Reakti-

vitas Agregat

Apabila adanya potensi reaksi alkali pada

agregat dikaitkan dengan variasi jenis mi-

neraloginya, terutama terhadap kehadiranberbagai jenis mineral silikat, terlihat ada-

nya suatu kecenderungnan bahwa semakin

banyak prosentase gelas volkanik pada sua-

tu agregat, tingkat reaktivitas agregat cen-

derung relatif semakin tinggi (lihat Tabel 2

dan Gambar 3). Kecenderungan ini selain

tercermin pada perbedaan jenis bahan bakuagregatnya, secara berarti juga terlihat pada

jenis agregat yang sama namun berbeda

dalam persentase kehadiran gelas volkanik-

nya. Sebagai contoh, agregat basalt yang

mempunyai gelas volkanik sebanyak 33%

(B-6A) tampak lebih reaktif bila dibanding-

kan dengan basalt yang hanya mengandung

20% (B-9A) dan 10% (B-1B) gelas volka-

nik. Hal yang relatif sama juga terlihat pada

agregat yang berasal dari kelompok andesit

piroksen, andesit hornblenda, dan tuf ande-

sitik. Berdasarkan rasio perbandingan ter-

hadap berat agregatnya, Gillott dan

Swenson (1973) mengemukakan bahwa ke-

hadiran 3% gelas volkanik sudah cukup

berbahaya terhadap potensi terjadinya re-

aksi alkali-agregat. Namun apabila dilaku-

kan konversi ke dalam prosentase kehadiran

berdasarkan komposisi mineraloginya terli-

hat pula bahwa sifat reaktif pada agregat

secara umum juga tercermin oleh hadirnya# 35% atau lebih gelas volkanik. Hal ini

juga diperlihatkan hampir pada semua agre-

gat yang tergolong berpotensi reaktif hing-

ga reaktif berdasarkan hasil pengujian pada

penelitian ini, yaitu dengan kandungan ge-

las volkanik 40% atau bahkan lebih.

Selain gelas volkanik, jenis mineral silikat

lainnya yang cukup dominan yaitu mineral

plagioklas. Adanya kenaikan pada prosenta-

se kehadiran gelas volkanik biasanya di-ikuti dengan berkurangnya prosentase mi-

neral plagioklas. Namun demikian, adanya

pengaruh mineral plagioklas kemungkinan

juga akan dikontrol oleh tingkat keasaman

mineral plagioklas (Ca-Plagioklas hingga

Na-Plagioklas) serta ukurannya (fenokris

atau masadasar berupa kristal berukuran

halus hingga mikrokristalin). Kehadiran mi-

neral silikat lainnya, yaitu olivin, piroksen,

dan hornblenda secara umum relatif sangat


11/13


Gambar 3. Grafik interpretasi tingkat reaktivitas agregat yang didasarkan atas hasil-hasil

pengujian dengan metode kimia.

sedikit apabila dibandingkan dengan keha-

diran jenis mineral plagioklas dan gelas

volkanik. Ada beberapa contoh agregat

yang terbentuk oleh mineral piroksen hing-

ga #20% - 25% (B-11C dan B-1B). Namun

demikian, berdasarkan hasil uji potensi

reaksi alkali pada agregat tersebut tidak

diperlihatkan adanya pengaruh yang berarti

pada tingkat reaktivitasnya.

Secara kumulatif, total kehadiran jenis mi-

neral silikat juga tidak memperlihatkan

adanya hubungan yang berarti terhadaptingkat reaktivitas agregat. Tetapi, apabila

dilihat berdasarkan pola kehadiran masing-

masing jenis mineraloginya maka tampak

adanya pengaruh yang berarti terhadap

tingkat reaktivitasnya, terutama pada jenis

gelas volkanik. Atau dengan kata lain dapat

dikatakan pula bahwa adanya perubahan

komposisi mineralogi pada agregat akan

berpengaruh terhadap tingkat potensi

reaktivitasnya. Dengan demikian kemam-

puan agregat untuk bereaksi di lingkungan

alkali tinggi dari semen yang digunakan

pada beton merupakan fungsi dari kompo-

sisi (jenis) mineralogi pada agregat yang

digunakan.

Variasi Tekstur dan Reaktivitas Agregat

Tingkat reaktivitas agregat terhadap kondisi

lingkungan alkali dimungkinkan pula di-

pengaruhi oleh pola teksturnya, terutama

oleh adanya variasi tekstur pada agregat.

Secara umum terlihat bahwa semakin kecil

persentase fenokris pada agregat, tingkat

reaktivitas agregat relatif semakin tinggi (li-hat Tabel 3 dan Gambar 3). Adanya ke-

cenderungan ini juga tercermin pada perbe-

daan reaktivitas antara agregat basalt (15%

- 50% pada contoh B-1B, B-6A, B-9A), an-

desit piroksen (5% - 15% pada contoh B-

3A, B-4C), dan andesit hornblenda (#10%

pada contoh B-12A, B-13A). Meskipun

agregat dari jenis tuf andesitik memiliki

kandungan butiran sebanyak 20% - 25%

namun agregat ini terlihat relatif lebih

reaktif dibandingkan jenis batuan lainnya.

Reaktifitas agregat tuf andesitik diduga

0

100

200

300

400

500

600

700

1 10 100 1000

Silika Terlarut (mmol/L)

ReduksiAlkalinitas(mmol/L)

Agregat t idak reaktif

Agregat r eaktif

Agregat

berpotensi

reaktif

!Agregat Basalt/Basal Olivin

"Agregat Andesit Piroksen

&Agregat Andesit Hornblenda

#Agregat Tuf Andesitik


12/13


lebih dikontrol oleh hadirnya matrik berupa

gelas volkanik dengan tekstur umumnya

berbentuk amorf.

Semakin sedikit hadirnya fenokris atau bu-

tiran umumnya akan semakin banyak masa-dasar atau matrik yang terkandung pada

agregat tersebut. Dengan demikian maka

semakin banyak prosentase masadasar pada

agregat, yang umumnya berupa bahan-ba-

han kristalin berukuran halus hingga mikro-

kristalin, menyebabkan tingkat reaktivitas

agregat juga relatif semakin tinggi. Hal ini

kemungkinan berhubungan erat dengan se-

makin luasnya bidang permukaan pada ba-

han-bahan kristalin berukuran halus atau

mikrokristalin yang menyebabkan permu-

kaan bidang reaksi pada agregat tersebut

menjadi semakin luas, seperti halnya yang

juga dikemukakan oleh Wigun (1995)

untuk batuan kataklastik di Norwegia.

Lebih lanjut atas dasar ukuran masadasar

atau matrik dalam suatu agregat, hadirnya

jenis gelas volkanik yang berbentuk amorf

tampak relatif lebih reaktif apabila diban-

dingkan dengan masadasar yang terdiri atas

bahan-bahan kristalin berukuran halus dan/-atau mikrokristalin.

Secara umum, adanya perubahan aspek

tekstural pada agregat secara berarti juga

berpengaruh terhadap tingkat reaktivitasnya,

terutama didasarkan atas kehadiran

masadasar atau matrik pada agregat, baik

berupa bahan kristalin berukuran halus

hingga mikrokristalin maupun adanya teks-

tur amorf yang terdapat pada jenis gelas

volkanik.

KESIMPULAN

Analisis petrografi dalam kaitannya dengan

beberapa parameter fisik-mekanik agregat

telah dievaluasi dalam penelitian ini. Bebe-

rapa kesimpulan yang dapat diambil berda-

sarkan penelitian ini antara lain yaitu :

Berdasarkan komposisi mineralogi dan

teksturnya, bahan baku agregat dapat digo-

longkan dalam kelompok basalt/basalt

olivin, andesit piroksen, andesit hornblen-

da, dan tuf andesitik

Beberapa jenis mineral silikat yang dijum-

pai pada agregat meliputi mineral plagio-

klas, gelas volkanik, piroksen/augit, horn-blenda, dan olivin, serta sedikit kuarsa,

dengan tekstur umumnya hipokristalin por-

firitik untuk jenis agregat basalt/basalt

olivin, andesit piroksen, andesit hornblen-

da, dan tekstur klastik (vitroklastik) untuk

jenis agregat tuf andesitik.

Tekstur agregat secara nyata berpengaruh

terhadap kekasaran permukaannya, semakin

banyak prosentase kahadiran fenokris/ bu-

tiran terhadap masadasar/matrik maka per-

mukaan agregat cenderung semakin kasar,

semakin halus ukuran butir fenokris/ butir-

an dan masadasar/matrik maka permukaan

agregat cenderung juga semakin halus.

Terdapat hubungan yang berarti antara pro-

sentase hadirnya gelas volkanik pada agre-

gat terhadap daya serap airnya, semakin ba-

nyak kehadiran prosentase gelas volkanik

semakin tinggi daya serap airnya. Teksturbahan agregat juga sangat mempengaruhi

nilai daya serap air, tektur yang bersifat

klastik cenderung memiliki daya serap air

yang lebih tinggi dibandingkan dengan ba-

han agregat yang bersifat kristalin.

Kekuatan agregat sangat dipengaruhi oleh

karakteristik petrografi; ukuran kristal atau

butiran dan komposisi mineral merupakan

faktor petrografi yang cukup dominan. Di-

samping itu perbedaan kekerasan relatif mi-neralogi pembentuk batuan juga berpeng-

aruh terhadap kekuatan agregat.

Reaktivitas agregat pada lingkungan alkali

tinggi, berdasarkan pengujian dengan meto-

de kimia, memperlihatkan bahwa agregat

basalt/basalt olivin secara umum tergolong

sebagai agregat tidak reaktif, agregat ande-

sit piroksen tergolong berpotensi reaktif

hingga reaktif, agregat andesit hornblenda

tergolong tidak reaktif, dan agregat tuf an-

desitik tergolong reaktif.


13/13


Perubahan komposisi mineralogi pada agre-

gat tampak berpengaruh terhadap tingkat

reaktivitasnya, terutama bila dikaitkan

dengan prosentase hadirnya gelas volkanik

pada agregat tersebut. Demikian halnyadengan perubahan pada aspek teksturnya

yang juga tampak berpengaruh terhadap

tingkat reaktivitas agregat, terutama dida-

sarkan atas kehadiran masadasar atau

matrik baik berupa bahan kristalin berukur-

an halus hingga mikrokristalin maupun be-

rupa tekstur amorf dari gelas volkanik.

Ucapan Terimakasih

Tulisan ini merupakan bagian dari hasil

penelitian yang didanai oleh SPP-DPP ITB

1999.

DAFTAR PUSTAKA

ASTM Standar C 289 - 87 (1987). Standart

test method for potential reactivity of ag-

gregate (chemical method), in Annual

Book of ASTM Standards, Vol. 04. 02, pp.161-167.

Bell, F. G., 1980.Engineering Geology and

Geotechnics, Newnes - Butterworths :

London - Boston, 447p.

Clutterbuck, P. J., Ingles, O.G., dan Talbot,

C. J., 1982. Rock as Construction Mate-

rials, Course Note, Training Program for

Geoscientists in Development, AGID,

235 p.

Gillott, J. E., dan Swenson, E. G., 1973.

Some unusual alkali expansive agregates,

Eng. Geology, 2: 7-24.Hudec, Peter P., 1084. Quantitative petro-

graphic analysis of aggregate, Bull. Int.

Assoc. Eng. Geology, 29: 381-385.

Kazi, A. dan Al-Mansour, Z., R., 1980.

Empirical relationship between Los

Angeles abration and Schmidt hammer

strength test with application to aggre-

gates aruond Jeddah, Q. J. Eng. Geology,

13: 45-52.

Lees, G. dan Kennedy, C., K., 1975. Quali-

ty, shape and degradation of aggregates,

Q. J. Eng. Geology, 8: 193-209.

Malewski, J. A., 1984. A comparison of

particle shape characteristics of crushed

basalt and granite rocks, , Bull. Int.

Assoc. Eng. Geology, 29: 401-406.

Ramsey, D. M., Dhir, R., K., dan Spence, J.,

M., 1974. The role of rock and clast

fabric in the physical performance of

crushed rock aggregate, Eng. Geology,

8: 267-285.Wigun, B. J., 1995. Feature of Norwegian

cataclastic rocks and their use for

predicting alkali-reactivity in concrete,

Engineering Geology, 4: 169-194.

2000_paper_bul_geologi.pdf

Documents