2000_Paper_Bul_Geologi.pdf
-
Upload
thresna-anastasia -
Category
Documents
-
view
229 -
download
0
Transcript of 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
-
8/10/2019 2000_Paper_Bul_Geologi.pdf
2/13
-
8/10/2019 2000_Paper_Bul_Geologi.pdf
3/13
BULETIN GEOLOGI, Vol. 32, No. 3, 2000 147
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
-
8/10/2019 2000_Paper_Bul_Geologi.pdf
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
-
8/10/2019 2000_Paper_Bul_Geologi.pdf
5/13
BULETIN GEOLOGI, Vol. 32, No. 3, 2000 149
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%)
- plagioklas ada ada ada ada ada ada ada ada ada ada
- 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 - -
-
8/10/2019 2000_Paper_Bul_Geologi.pdf
6/13
BULETIN GEOLOGI, Vol. 32, No. 3, 2000150
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 :
- plagioklas ada ada ada ada ada ada ada ada ada ada
- 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(
-
8/10/2019 2000_Paper_Bul_Geologi.pdf
7/13
BULETIN GEOLOGI, Vol. 32, No. 3, 2000 151
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.
-
8/10/2019 2000_Paper_Bul_Geologi.pdf
8/13
BULETIN GEOLOGI, Vol. 32, No. 3, 2000152
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
-
8/10/2019 2000_Paper_Bul_Geologi.pdf
9/13
BULETIN GEOLOGI, Vol. 32, No. 3, 2000 153
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).
-
8/10/2019 2000_Paper_Bul_Geologi.pdf
10/13
BULETIN GEOLOGI, Vol. 32, No. 3, 2000154
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
-
8/10/2019 2000_Paper_Bul_Geologi.pdf
11/13
BULETIN GEOLOGI, Vol. 32, No. 3, 2000 155
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
-
8/10/2019 2000_Paper_Bul_Geologi.pdf
12/13
BULETIN GEOLOGI, Vol. 32, No. 3, 2000156
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.
-
8/10/2019 2000_Paper_Bul_Geologi.pdf
13/13
BULETIN GEOLOGI, Vol. 32, No. 3, 2000 157
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.