BAB IX

PENGUJIAN COMPRESSIVE STRENGTH

9.1. TUJUAN PERCOBAAN

o Menentukan besarnya compressive strength dari suspensi semen

o Mengetahui efek dari penambahan additif terhadap compressive strength

o Mengetahui cara kerja alat hydraulic press

9.2. DASAR TEORI

Dalam operasi penyemenan, yang perlu diperhatikan salah satunya adalah

strength. Strength semen dapat dibagi menjadi dua, yaitu Compressive Strength

dan Shear Bond Strength. Adapun compressive strength didefinisikan sebagai

kekuatan semen dalam menahan tekanan-tekanan yang berasal dari formasi

maupun dari casing. Jadi, compressive strength merupakan kekuatan untuk

menahan tekanan-tekanan dalam arah horizontal.

Seperti halnya pada sifat-sifat suspensi semen yang lain, compressive strength

dipengaruhi juga oleh adanya zat additif. Adapun zat additif dapat berfungsi untuk

menaikkan compressive strength ataupun untuk menurunkan compressive

strength. Additif untuk menaikkan compressive strength diantaranya adalah

calcium chlorida, pozzolan dan barite. Sedangkan additif untuk menurunkan

compressive strength antara lain bentonite dan sodium silikat. Dalam mengukur

compressive strength digunakan alat hydraulic press dan curing chamber.

Untuk mencapai hasil penyemenan yang diinginkan, maka compressive

strength semen harus dapat:

1. Melindungi dan menyokong casing

2. Menahan tekanan hidrolik tinggi tanpa terjadi perekahan

3. Menahan goncangan selama operasi pemboran dan perforasi berlangsung

4. Menyekat lubang sumur dari fluida formasi yang korosif

5. Menyekat antar lapisan yang permeabel

9.3. PERALATAN DAN BAHAN PERCOBAAN

9.3.1. Peralatan

Hydraulic press

Bearing block machine hydraulic mortar

Manometer

Jangka sorong

Gerinda

9.3.2. Bahan

Semen yang telah dibuat dalam cetakan sampel dengan komposisi 350

gram semen, 6 gram bentonite dan 213 ml air

Gambar 9.1.Hidraulik Press

(Laboratorium Analasa Semen Pemboran)

Gambar 9.2.Manometer

(http://thet.uni-paderborn.de/lehre/praktikum/druck/manometer.gif)

Gambar 9.3.Bearing Block Machine Hidraulic Mortar

(Laboratorium Analasa Semen Pemboran)

9.4. PROSEDUR PERCOBAAN

Gambar 9.4. jangka sorong

(fr.wiktionary.orgwikijangka_sorong.jpg)

1. Membuka plastik pembungkus kemudian melepaskan semen dari cetakan

sampel kubik

2. Membersihkan permukaan sampel dari tetesan air dan pasir maupun

gerusan butiran semen agar tidak menempel pada bearing blok mesin

penguji

3. Memeriksa permukaan sampel apakah benar-benar rata, apabila belum rata

maka diratakan dengan menggunakan gerinda

4. Meletakkan sampel semen dalam blok bearing dan atur supaya tepat

ditengah-tengah permukaan blok bearing diatasnya dan blok bearing

dibawahnya, sampel semen harus berdiri vertikal

5. Memperkirakan tekanan maksimum retak (pecah), apabila lebih dari 3000

psi (skala manometer) memberi pembebanan awal setengah tekanan

maksimum, bila kurang dari 3000 psi pembebanan awal tidak diperlukan

6. Memperkirakan laju pembebanan sampai maksimum tidak kurang dari 20

detik dan tidak lebih dari 80 detik

7. Menghidupkan motor penggerak pompa dan jangan melakukan pengaturan

(pembetulan) pada kontrol testing selama pembebanan maksimum ketika

batuan pecah

8. Mencatat hasil pembebanan maksimum tersebut

9. Melakukan perhitungan compressive strength semen, dengan

menggunakan rumus:

dimana:

CS = compressive strength semen, psi

k = konstanta koreksi, fungsi dari perbandingan tinggi (h) terhadap

diameter (d)

P = pembebanan maksimum, psi

A1 = luas penampang block bearing dari hydraulic mortar, inch2

A2 = luas permukaan sampel semen, inch2

Tabel IX-1.

Perbandingan Terhadap Koefisien Faktor

h/d KOEFISIEN FAKTOR1,75 0,981,5 0,961,25 0,93

1 0,87

9.5. HASIL PERCOBAAN DAN PERHITUNGAN

9.5.1. Hasil Percobaan

Tabel IX-2.

Hasil Percobaan Pengukuran Compressive Strength

PlugSemen

(gr)

Air

(ml)

AdditiveCompressive Strength

(psi)Bentonite

(gr)

Barite

(gr)

A 276 600 0   5212,85

B 283,3 600 0,5   3640,29

C 284,53 600 1   5812,152

D 299,7 600 1,5   1964,68

E 339,6 600 2   1998,58

F 355,5 600 2,5   6909

G 282 600   0,5 1897,078

H 288 600   1 3592,5

I 277,8 600   1,5 1606,868

J 278,4 600   2 4463,88

K 279 600   2,5 4611,278

L 279,6 600   3 2862,66

9.5.2 Perhitungan

Sampel 1:

t = 3,69 cm = 1,453 inch

d = 2,5898 cm = 1,0196 inch

koefisien faktor = t/d = 1,453/1,0196 = 1,425

0,96

x

0,93

1,5 1,425 1,25

=

x – 0,93 = 0,021

x = 0,951

maka koefisien faktor = 0,951

Diameter bearing block = 16,5 cm = 6,496 inch

Luas Permukaan Bearing Block (A1) = = 33,142 inch2

Luas Permukaan Sampel (A2) = = 0,81648 inch2

Pembebanan Maksimum (P) = 27,78

Sehingga besar Compressive Strength (CS) :

CS = k x P x (A1/A2)

= 0,951 x 27,78 x (33,142/0,81648)

= 1072,37 psi

9.7. PEMBAHASAN

Dalam percobaan ini, pengujian compressive strength menggunakan sampel

yang telah dibuat pada percobaan pembuatan suspensi semen pada minggu

pertama acara praktikum dengan komposisi 350 gr berat semen, 1,5 gr berat barite

dan 161 ml volume air yang ditambahkan. Cetakan semen ini yang telah direndam

dalam bak air selama 3 minggu. Sampel semen diletakkan ditengah dalam bearing

block. Lalu diberikan pembebanan maksimum, yang harganya dapat dilihat dari

besarnya skala yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk manometer tekanan.

Pada percobaan ini, digunakan dua aditif, yaitu bentonite dan barite. Hal ini

bertujuan untuk menunjukkan perbandingan besarnya harga compressive

strengthnya.

Pada grafik hasil pengujian compressive strength seluruh plug, menunjukkan

penambahan bentonite dapat menurunkan compressive strength. Sedangkan pada

penambahan barite secara umum dapat meningkatkan compressive strength.

Kedua hal ini berjalan sesuai dengan teori yang telah ada, sehingga secara

kesuluruhan pengujian yang dilakukan telah berjalan dengan benar.

Harga koefisien faktor sebesar 0,951, pembebanan max sebesar 27,78 psi,

luas permukaan bearing block sebesar 34,142 in2, dan luas permukaan sampel

sebesar 0,81648 in2. Sehingga didapat harga compressive strength sebesar 1072,37

psi. Adanya penyimpangan dari hasil percobaan, dapat disebabkan karena

ketidakrataan permukaan sampel yang digunakan akibat kurang telitinya dalam

proses grinda dan kekurangtelitian praktikan dalam pembacaan skala serta harga

tekanan juga harga compressive strength.

Aplikasi lapangan dari pengujian compressive strength adalah untuk dapat

mengetahui kekuatan semen agar mampu menahan tekanan-tekanan yang berasal

dari berat casing yang ditimbulkan atau tekanan dari arah horizontal. Dimana

kekuatan semen tersebut akan dapat mengisolasi batuan dan melindungi serta

menyokong casing.

9.8. KESIMPULAN

1. Dari hasil percobaan menggunakan cetakan suspensi semen dengan

penambahan air sebesar 161 ml terhadap berat semen (350 gr) dan berat

barite (2,5 gr) diperoleh:

K = 0,951

P = 27,78 psi

A1 = 33,142 in2

A2 = 0,81648 in2

CS = 1072,37 psi

2. Dari pembacaan grafik, bahwa semakin banyak bentonite yang

ditambahkan, maka semakin kecil harga compressive strength. Sedangkan

semakin banyak barite yang ditambahkan, maka semakin besar harga

compressive strengthnya.

3. Aplikasi lapangan dari pengujian compressive strength adalah untuk dapat

mengetahui kekuatan semen agar mampu menahan tekanan-tekanan yang

berasal dari berat casing yang ditimbulkan atau tekanan dari arah horizontal.