Retno Anggraini
11Dosen Teknik Sipil Universitas Brawijaya, Malang Email: retno_anggraini75@yahoo.com, 08165408449
ABSTRAK
Salah satu sumber mineral di Jawa Timur yang belum banyak dimanfaatkan keberadaannya adalah mineral piropilit. Phyropilit merupakan salah satu mineral yang memiliki kandungan silika yang cukup tinggi yaitu sekitar 80%. Pemanfaatan piropilit diduga dapat menguntungkan diantaranya adalah sebagai salah satu material penyusun bahan bangunan seperti pavingstones. Kuat tekan merupakan salah satu uji mutu dari pavingstones. Dimana salah satu penentu kuat tekan pavingstones adalah nilai porositas dari pavingstones tersebut. Dengan diketahuinya nilai pori dan kuat tekan pavingstones dapat diketahui hubungan yang terjadi antara kuat tekan pavingstones dan nilai porinya. Dengan uji tekan dan porositas laboratorium pada benda uji dengan beberapa variasi piropilit (5, 10, 15, 20% dari berat semen) sebagai bahan pengganti sebagian semen dapat diketahui bagaimanakah hubungan yang terjadi antara nilai kuat tekan dan porositas pavingstones guna menentukan mutu dari pavingstones tersebut. Dengan analisa regresi dapat digambarkan hubungan yang cocok terbentuk serta dengan terbentuknya persamaan regresi dapat diprediksikan kekuatan dari pavingstones tersebut.
Dari hasil pengujian diketahui bahwa ternyata hubungan yang terjadi antara nilai pori dan kuat tekan pavingstones adalah erat sekali. Dimana dapat dikatakan bahwa hubungan yang terjadi adalah persamaan non linear orde dua. Semakin meningkat nilai kuat tekan pavingstones maka nilai pori yang terjadi akan semakin menurun. Hal ini seiring denga hipotesis awal bahwa nilai kekuatan tekan pavingstones diantaranya adalah disebabkan oleh tingkat kepadatan dari paving tersebut sehingga dengan menurunya nilai pori merupakan wujud tingkat kepadatan pavingstones semakin meningkat. Dengan nilai puncak terjadi pada variasi piropilit 15%. Sehingga dengan persamaan yang terbentuk dapat diprediksikan nilai mutu dari pavingstones tersebut.
Kata kunci : kuat tekan, porositas, pavingstones, phyropilit,
1. PENDAHULUAN
Pyrophyllite (Piropilit) adalah material paduan dari alumunium silikat, yang mempunyai rumus kimia Al2O3.4SiO2H2O, dengan kandungan silika yang tinggi dan memiliki ketersediaan cukup banyak (jutaan ton). Dengan kandungan silika yang cukup tinggi ini dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan kualitas beberapa bahan konstruksi seperti pada beton atau pada bahan konstruksi lainya. Kemungkinan Penggunaan phyropilit pada bahan konstruksi seperti beton, pavingstones, batako ataupun bahan konstruksi lain sudah mulai banyak diteliti.
Salah satu bahan konstruksi yang bisa memanfaatkan mineral phyropilit sebagai bahan pennyusunya adalah pavingstones. Pada penelitian terdahulu (Retno, dkk) yang meneliti tentang kuat tekan pavingstones dengan menggunakan mineral piropilit sebagai bahan pengganti semen menunjukkan hasil yang signifikan yaitu bahwa pada penggunaan phyropilit sebesar 15% mampu meningkatkan kuat tekan pavingstones hingga 25%. Pada penelitian yang lain tentang porositas yang terjadi pada pavingstones juga menunjukkan hasil yang signifikan.
Pada makalah ini akan dilakukan penganalisaan tentang bagaimanakah hubungan antara kuat tekan dan porositas yang terjadi pada pavingstones dengan menggunakan phyropilit sebagai bahan pengganti sebagian semen yang digunakan pada proses pencampuran bahan. Apakah hubungan yang terjadi merupakan hubungan yang linear ataukah akan terbentuk hubungan yang non linear sehingga dapat digunakan acuan untuk memperkirakan nilai kuat tekan dan porositas pavingstones dengan proporsi penggunaan campuran phyropilit yang lain.
PAVINGSTONES Jenis Paving
Berdasarkan metode pembuatannya Paving dikelompokkan dalam 3 jenis, yaitu : • Paving Block Press Manual/ Tangan ( K 50-100 )
• Paving Block Press Mesin Vibrasi/ Getar ( K 150-250 ) • Paving Block Press Mesin Hidrolik ( K 300-450 )
Gbr.1. Diagram Cetakan Paving Blok Bentuk Hexagonal (Sumber : http://www.bi.go.id/sipuk/id/?id=4&no=51410&idrb=45601,
Diakses 27 September 2011)
Berdasarkan kekuatan fisik paving block dapat dibedakan menjadi 3 macam, seperti terlihat pada Tabel 2.5
Tabel 1. Daftar Mutu Paving
Mutu
Kekuatan (Mpa) Kekuatan Aus
(mm/menit) Kadar Air Rerata (%) Rata-rata Terendah Rata-rata Terendah I 40 34,0 0,090 0,103 3 I 30 25,5 0,130 0,149 5 III 20 17,0 0,160 0,134 7 Sumber : SNI 03-0348-1989 KUAT TEKAN
Dalam peraturan SNI 03-1974-1990 bahwa kuat tekan adalah bahan kontruksi yang mempuyai sifat kekuatan tekan yang khas, apabila diperiksa dengan sejumlah besar benda-benda uji, nilainya akan menyebar sekitar suatu nilai rata-rata. Kekuatan tekan didefenisikan sebagai tegangan yang terjadi dalam benda uji pada pemberian beban hingga benda uji tersebut hancur. Beban yang bekerja atau terdistribusi secara kontinyu melalui titik berat, kemudian dihitung dengan rumus :
Kuat Tekan (σ) =
ܲ
ܣ
kg/cm² atau N/mm²
Dengan : A = Luas penampang benda uji yang akan ditekanPOROSITAS
Porositas suatu medium adalah perbandingan volum rongga – rongga pori terhadap volum total seluruh batuan. Perbandingan ini biasanya dinyatakan dalam persen dan disebut porositas Selain itu dikenal juga istilah porositas efektif, yaitu apabila bagian rongga – rongga di dalam batuan berhubungan, sehingga dengan demikian porositas efektif biasanya lebih kecil daripada rongga pori – pori total yang biasanya berkisar dari 10 sampai 15 persen.
Ruang pori pada beton umumnya terjadi akibat kesalahan dalam pelaksanaan dan pengecoran seperti: faktor air-semen yang berpengaruh pada lekatan antara pasta semen dengan agregat, besar kecilnya nilai slump, pemilihan tipe susunan gradasi agregat gabungan, maupun terhadap lamanya pemadatan. Semakin tinggi tingkat kepadatan pada beton maka semakin besar mutu beton itu sendiri, sebaliknya semakin besar porositas beton, maka kekuatan beton akan semakin kecil. Menurut Powers (1959),semakin kecil air yang mengisi ruang dari tiap unit semen (semakin kecil w/c ratio) pada awal proses pengikatan, maka proporsi pori-pori kapiler dalam semen akan semakin baik (semakin kecil). Menurut Powers, porositas terbuka terisi oleh evaporebel water. Evaporebel water adalah air yang dapat menguap dan sebagian besar merupakan air yang berda didalam kapiler atau yang tertahan oleh gaya-gaya permukaan dalam substansi gel itu sendiri. Akibat adanya proses hidrasi, kadar air yang tidak dapat menguap ini akan bertambah jumlahnya, sehingga kadar evaporebel water menjadi berkurang, karena rongga –rongga yang ada akan terisi oleh produk hidrasi, dalam Powers and Brownyard, 1974.
2. METODOLOGI
Penelitian ini mempelajari hubungan antara kuat tekan dan porositas pavingstones yang terjadi akibat penggunaan variasi phyropilit sebagai pengganti semen. Dimana data yang digunakan adalah nilai kuat tekan dan nilai porositas dari pavingstones dengan variasi penggunaan piropilit 0%, 5%, 15, 10%, 20% dengan umur, 28 hari.
Total data sample yang digunakan adalah data kuat tekan paving dengan 5macam variasi phyropilit dan data porositasuntuk 5 macam variasi phyropilit. Dimana masing-masing variasi sebanyak 3 buah data. Sehingga total jumlah data uji porositas dan kuat tekan yang digunakan adalah adalah 30 buah data.
Untuk mengetahui hubungan yang terjadi antara kuat tekan dan porositas pada pavingstones dengan variasi penggunaan phyropilit dilakukan dengan permodelan sederhana menggunakan analisis regresi. Analisis regresi disini digunakan untuk menjelaskan hubungan antara satu variabel bebas dengan variabel bebas yang lainya yaitu nilai kuat tekan dan porositas yang terjadi dimana keduanya tergantung pada satu variabel terikat yang sama yaitu variasi penggunaan phyropilit
3. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Untuk penanalisaan hubungan yang terjadi antara kuat tekan dan porositas pavingstones dengan penggunaan berbagai variasi phyropilit perlu diketahui terlebih dahulu nilai kuat tekan dan porositas masing-masing sample.
Tabel.2 Nilai Kuat Tekan dan Porositas dan Paving dengan Berbagai Variasi Phyropilit Kadar piropilit (%) Kuat Tekan ( Mpa) Porositas (%) Kuat Tekan Rata-rata (%) Porositas Rata-rata (%) 0 21,980 17,33 19,11 17,066077 18,870 16,84 16,482 17,03 5 23,434 17,03 22,31 15,00641 21,919 12,98 21,575 15,00 10 19,600 15,41 21,08 13,342842 23,535 11,42 20,101 13,20 15 26,162 13,11 26,69 12,044473 28,485 11,23 25,417 11,78 20 26,200 13,40 24,22 11,570828 22,121 9,84 24,334 11,48
Grafik.1. Grafik Kuat Tekan Pavingstones dengan berbagai variasi Phyropilit
Terlihat bahwa terjadi pengaruh pada kuat tekan pavingstones dengan penambahan phyropilit sebagai pengganti sebagian semen. Pada variasi penggunaan phyropilit yang rendah (0-10 %) perubahan Kuat Tekan Pavingstones tidak terlalu signifikan tetapi cenderung masih sama dengan kondisi tanpa menggunakan phiropilit. Tetapi pada variasi penggunaan phyropilit yang lebih tinggi (diatas 10% -20%) nilai kuat tekan terlihat meningkat hingga kadar optimum pada variasi phyropilit 15% mencapai sekitar 27Mpa. Dengan nilai kenaikan kuat tekan sekitar 35% dari kondisi tanpa menggunakan phyropilit.
Hal yang terjadi pada porositas pavingstones tidak demikian. Dari grafik 2 terlihat bahwa dengan penggunaan phyropilit yang semakin tinggi (0-20%), maka nilai porositas semakin menurun. Ini menunjukkan bahwa dengan semakin banyak kita menggunakan phyropilit sebagai bahan pengganti semen maka nilai pori yang terjadi akan semakin mengecil.
Grafik.2. Grafik Porositas Pavingstones dengan Berbagai variasi Phyropilit
Hal ini menunjjukkan fenomena yang seiring. Berdasarkan teori yang kita ketahui bahwa dengan semakin menurunya nilai porositas (kecilnya nilai pori) maka akan meningkatkan nilai kepadatan dari material. Dan
Grafik Kuat Tekan Pavingstones
pada berbagai Variasi Phyropilit
0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 Variasi Phyropilit% K u a t T e k a n P a v in g s to n e s ( M P a )
Grafik Porositas Pavingstones pada
beberapa Variasi Phyropilit
0 5 10 15 20 0 5 10 15 20 25 Variasi Phyropilit P o ro s it a s ( % )
Dari hasil kuat tekan dan nilai pori yang sudah kita dapatkan dapat ditentukan hubungan yang terjadi antara kenaikan kuat tekan dan penurunan nilai pori. Sehingga dapat diketahui seberapa besar perubahan nilai pori dapat mempengaruhi nilai kuat tekan
Dari tabel3. dapat ditentukan hubungan yang terjadi antara perubahan porositas dan kuat tekan akibat penggunaan phyropilit sebagai bahan pengganti semen pada pavingstones. Terlihat bahwa seiring penurunan porositas karena kenaikan persentase variasi penggunaan phyropilit akan terjadi kenaikan kuat tekan pavingstone.s Semakin tinggi variasi phyropilit yang digunakan maka nilai porositas akan semakin mengecil dengan nilai persentase penurunan yang terjadi semakin membesar. Hal ini berbanding terbalik dengan nilai kuat tekan yang terjadi. Dimana dengan semakin naknya variasi phyropilit yang digunakan maka nilai kuat tekan akan semakin meningkat hingga nilai optimum, untuk kemudian menurun.
Tabel.3. Persentase perubahan Kuat Tekan dan Porositas Pavingstones dengan Berbagai Variasi Phyropilit Variasi pirropilit (%) Kuat Tekan Rata-Rata (Mpa) Porositas (%) Kenaikan Kuat Tekan (%) Penurunan Porositas (%) 0 19,425 17,066 - - 5 20,595 15,006 6,023166 12,07078 10 21,296 13,343 9,631918 21,81531 15 26,688 12,044 37,38996 29,42693 20 24,269 11,571 24,93694 32,19852
Besar persentase kenaikan kuat tekan dan penurunan porositas dapat dihubungkan dalam suatu analisa regresi untuk dapat melihat hubungan yang terjadi seperti grafik 3 dibawah ini
Grafik 3. Hubungan Prosentase Kenaikan Kuat Tekan dan Penurunan Porositas Paving pada Berbagai Variasi Phyropilit
Grafik Hubungan Prosentase Penurunan Porositas
dan Kenaikak Kuat Tekan Pavingstones
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 30 35 % Penurunan Porositas % K e n a ik a n K u a t T e k a n
Terlihat bahwa semakin meningkatnya persentase penurunan nilai pori maka persentase peningkatan kuat tekan juga semakin meningkat Tetapi hubungan yang terjadi bukanlah hubungan yang linear melainkan hubungan non linear.
Berdasarkan analisa regresi didapatkan hubungan yang terjadi dapat didekati dengan jenis hubungannon linear orde 2. Dimana terjadi hubungan yang berbeda pada beberapa fase berdasarkan variasi phyropilit yang digunakan. Untuk fase awal yaitu pada penggunaan variasi phyropilit 0-10% dimana penurunan nilai pori berkisar 0-20% maka hubungan yang terjadi adalah y = -0,0059x2 + 0,5702x - 2E-14. Dengan y adalah persentase kenaikan kuat tekan dan x adalah persentase penurunan porositas. Sedangkan pada variasi penggunaan phyropilit 10-20% dimana penurunan nilai pori berkisar 20-35% maka hubungan yang terjadi adalah y = -0,7839x2 + 43,818x - 573,18. Hal ini menunjukkan bahwa persentase kenaikan kuat tekan pavingstonens akan mengalami peningkatan yang tidak sama saat terjadinya penurunan persentase porositas rendah dan tinggi.
Sedangkan hubungan yang terjadi pada nilai kuat tekan dan porositas yang terbentuk pada beberapa variasi phyropilit yang digunakan adalah sebagai berikut.
Grafik 4. Hubungan Kuat Tekan dan Porositas Paving pada Berbagai Variasi Phyropilit
Terlihat bahwa semakin besar nilai porositas maka nilai kuat tekan akan semakin turun. Begitu juga sebaliknya semakin kecil nilai porositas maka nilai kuat tekan akan semakin tinggi. Dari analisa regresi yang dilakukan terlihat bahwa hubungan yang terjadi adalah hubungan non linear. Dimana hubungan yang terjadi dapat di dekati dengan hubungan non linear orde 2 yaitu y = 0,2025x2 - 10,016x + 135,18. Dimana nilai y adalah nilai porositas yang terjadi pada pavingstones dan nilai x adalah nilai kuat tekan pavingstones. Penurunan nilai porositas seiring dengan penambahan variasi penggunaan phyropilit sebagai pengganti semen pada pavingstones akan menyebabkan nilai kuat tekan berubah semakin besar hinga kondisi optimum dimana penurunan nilai porositas tidak akan meningkatkan lagi nilai kuat tekan. Karena penambahan phyropilit telah mencapai kondisi optimum hingga penambahan phyropilit tidak lagi menyebabkan kenaikan kuat tekan paving meskipun nilai pori semakin turun dengan penambahan phyropilit tersebut.
Grafik Hubungan Porositas dan Kuat Tekan
Pavingstones
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 5 10 15 20 25 30Kuat Tekan Pavingstones (%)
P o ro s it a s ( M P a )
4. KESIMPULAN
Dari analisa yang telah dilakukan dapat disimpulkkan bahwa hubungan yang terjadi antara kuat tekan dan nilai porositas pavingstones dengan variasi phyropilit sebagai bahan pengganti sebagian semen merupakan hubungan non linear orde 2. Semakin besar penambahan phyropilit akan menyebabkan turunnya nilai pori yang menyebabkan meningkatkanya kuat tekan pavingstone hingga kondisi optimum. Persentase penurunan nilai porositasseiring dengan persentase kenaikan kuat tekan dengan hubungan yang terbentuk adalah hub non linear orde 2.
UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih kepada Ir. Ristinah Syamsudin MT dan Sapto Satryo selaku anggota penelitian ”Pengaruh Pengunaan Phyropilit dan Variasi Semen pada Kuat tekan dan Porositas Paving atas semua sumbangsih tenaga dan pemikiranya dalam penelitian tersebut.
DAFTAR PUSTAKA
Retno A, Ristinah, Sapto,(2011) Pengaruh Penggunaan Phyropilit dan Variasi Semen Pada Kuat Tekan dan Porositas Paving, Univ Brawijaya,
Smith, M, J & Ismoyo, Ir, PH (1979). Bahan Konstruksi dan Struktur Teknik. Jakarta: Erlangga. SNI 03-0348-1989. Bata Beton Pejal, Mutu dan Cara Uji. Badan Standardisas Nasional SNI 03-0349-1989. Bata beton untuk pasangan dinding.Badan Standardisasi Nasional. SNI 03-1974-1990. Metode pengujian kuat tekan beton. Badan Standardisasi Nasional. Powers and Brownyard, 1974,”Concrete Material” , Second edition
http://www.tekmira.esdm.go.id/data/Phiropilit/ulasan.asp?xdir=Phiropilit&commId=28&comm=Phirop ilit. (diakses 28 September 2011)
http://www.galleries.com/minerals/silicate/pyrophyl/pyrophyl.htm. (diakses 27 September 2011).
