Studi Petrografi Batuan Volkanik sebagai (2)
BULETIN
GEOLOGI
Departemen Teknik Geologi
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
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 : sucipta@gc.itb.ac.id ; imam@gc.itb.ac.id
(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 komposisi 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 banyak 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 oleh
kehadiran 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 andesite, hornblende andesite, and andesitic tuff. Some silicate minerals in these aggregates composed are plagioclase, volcanic glass, pyroxene/augite, olivine, hornblende, and quartz, with the hypocristalline porphyritic 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 aggregate. 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 percentages of phenocrysts/grains will be increased roughness of aggregates. Presence of volcanic glass will be
increased 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, mineralogical 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 memegang peranan sangat penting dalam
BULETIN GEOLOGI, Vol. 32, No. 3, 2000
penggunaannya sebagai agregat beton.
Hampir 75% dari volume beton terdiri atas
agregat. Dengan demikian maka sifat-sifat
dan perilaku agregat akan sangat berpengaruh terhadap kondisi alami dan perilaku
145
keteknikan beton (Bell, 1980; Talbot, 1982
op cit Clutterbuck, et.al., 1982). Kenampakan fisik suatu agregat tidak boleh memperlihatkan adanya gejala deteriorasi yang
umumnya merupakan akibat dari adanya
suatu proses pelapukan batuan.
beton (Wigun, 1995). Adanya retakan pada
beton akan mengakibatkan hilangnya
kekuatan beton tersebut dan hal ini sangat
membahayakan dalam penggunaannya,
terutama untuk konstruksi beton pada
bangunan-bangunan sipil.
Kekuatan beton secara umum sangat dipengaruhi oleh kekuatan dari agregat yang
digunakan (Hudec, 1984; Ramsey, et.al,
1974). Kekuatan pecah batuan untuk agregat beton umumnya berkisar antara 700 dan
3000 kg/m2. Kekuatan beton juga dikontrol
oleh efektivitas ikatan antara agregat
dengan semen. Pada kondisi kering, semen
dapat mengalami penyusutan (shrinkage).
Jika agregat yang digunakan memiliki
kekuatan yang tinggi, gejala penyusutan
pada semen dapat diminimasi dan antara
semen-agregat bisa terikat dengan baik.
Disamping itu, kekuatan ikatan antara
semen-agregat juga dipengaruhi oleh
tekstur permukaan agregat. Permukaan
yang kasar pada suatu agregat akan
menghasilkan ikatan yang lebih kuat
daripada agregat dengan permukaan yang
halus (Malewski, 1984).
Setiap jenis batuan akan memiliki perilaku
dan karakteristik keteknikan yang spesifik.
Dalam rangka optimalisasi pemakaian batuan sebagai agregat beton maka dibutuhkan suatu kajian yang cukup detil untuk
mengetahui berbagai kendala dalam penggunaannya. Salah satu metode yang cukup
handal dan umumnya dilakukan dalam
tahap evaluasi awal suatu agregat yaitu
melalui studi petrografi (Hudec, 1984).
Dengan demikian maka studi petrografi
pada agregat beton sangat penting dilakukan guna menunjang efektivitas pemilihan
bahan baku beton yang baik dan memiliki
kualitas yang tinggi.
Beberapa agregat memiliki potensi reaksi
alkali, baik dari jenis batuan beku, sedimen
maupun metamorf. Reaksi alkali-agregat
akan lebih mudah terjadi pada batuan yang
kaya akan material silikaan (siliceous materials), yang antara lain hadir sebagai mineral-mineral silikat (silicate minerals). Secara umum, jenis batuan yang cukup banyak
digunakan sebagai agregat dan memiliki
potensi reaksi alkali cukup tinggi antara
lain yaitu batuan beku yang berkomposisi
asam hingga intermedier (McConnell, et.al.,
1950 op cit Bell, 1990, Clutterbuck, et.al.,
1982), seperti granit, riolit, syenit, diorit,
dasit, dan andesit. Mineral-mineral silikat
hadir cukup dominan pada batuan ini.
Adanya reaksi alkali antara agregat dengan
semen menye-babkan terjadinya proses
pengembangan (expansion) yang ditandai
oleh hadirnya jel silika dan umumnya
diikuti oleh adanya retakan (cracking) pada
146
Pada penelitian ini, pengujian atau analisis
petrografi terutama dilakukan pada bahan
baku agregat dari batuan beku ekstrusif
(lava), serta beberapa contoh batuan beku
intrusif dan batuan piroklastik (walded tuff).
Bahan baku agregat (batuan) diambil dari
sekitar daerah Bandung yaitu dari
Cicalengka, Majalaya, Baleendah, Soreang,
dan Cimahi. Dari batuan bahan baku
agregat tersebut dipilih sebanyak 20 contoh
guna pengujian petrografi di Laboratorium
Geologi Teknik, serta di Laboratorium
Petrologi
dan
Geologi
Ekonomi,
Departemen Teknik Geologi, Fakultas Ilmu
Kebumian dan Teknologi Mineral, Institut
Teknologi Bandung.
ANALISIS PETROGRAFI AGREGAT
Berdasarkan komposisi mineralogi dan
tekstur maka bahan baku agregat dari 20
contoh yang dipakai dalam studi ini dapat
digolongkan dalam kelompok basalt/basalt
olivin, andesit piroksen, andesit hornblende, dan tuf andesitik.
BULETIN GEOLOGI, Vol. 32, No. 3, 2000
Mineralogi
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)2
SiO4], 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 volkanik (± 5% - 35%), piroksen (± 5% - 25%),
olivin (± 0% - 8%), dan hornblenda (± 0% 1%). Bahan baku agregat dari kelompok
andesit piroksen mempunyai prosentase
mineral 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 hipokristalin 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%), berukuran halus (ada yang mencapai ukuran
0,3 mm), memperlihatkan tekstur intergranular - intersertal, yang terdiri dari mineral
silikat plagioklas, piroksen, sedikit olivin,
dengan gelas volkanik (± 5% - 35%).
BULETIN GEOLOGI, Vol. 32, No. 3, 2000
Bahan baku agregat dari kelompok andesit
piroksen memperlihatkan tekstur hipokristalin porfiritik, dengan fenokris (± 5% 20%), berukuran 0,5 - 2,0 mm, berbentuk
subhedral - anhedral, terdiri dari mineral
silikat plagioklas, piroksen, dan sedikit
fragmen batuan basalt (xenolith), tertanam
dalam masa dasar bahan kristalin (± 80% 95%), berukuran halus - sangat halus, memperlihatkan tekstur aliran (trakhitik), yang
terdiri dari mineral silikat plagioklas berbentuk mikrolit, sedikit piroksen, dengan
gelas volkanik (± 35% - 45%).
Bahan baku agregat dari kelompok andesit
hornblenda memperlihatkan tekstur hipokristalin porfiritik, setempat memperlihatkan tekstur holokristalin porfiritik (merupakan intrusi yang lebih dalam) dengan fenokris (± 3% - 10%), berukuran 0,4 - 2,5 mm,
berbentuk subhedral - anhedral, terdiri dari
mineral silikat plagioklas, hornblenda, piroksen, 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 berbentuk
mikrolit, sedikit piroksen, hornblenda, dan
kuarsa, dengan gelas volkanik (± 0% 30%).
Bahan baku agregat dari kelompok tuf andesitik memperlihatkan tekstur klastik (vitroklastik), dengan butiran (± 20% - 25%),
berukuran 0,8 - 2,0 mm, berbentuk
menyudut - membundar tanggung (anhedral
- subhedral), terdiri dari mineral silikat plagioklas, piroksen, dan fragmen batuan basalt, tertanam dalam matrik (± 75% - 80%),
yang terdiri dari gelas volkanik (± 40% 70%), berbentuk amorf, dan sedikit kristalkristal plagioklas berukuran sangat halus
(berbentuk mikrolit-mikrolit), serta mineral
opak.
Kenampakan aspek-aspek tekstur mineral
silikat dari setiap contoh agregat dapat dilihat dalam Tabel 2.
147
Derajat Ubahan
Dalam panelitian ini, telah dilakukan karakterisasi kualitatif derajat ubahan pada agregat (Tabel 1) yaitu berkisar dari lemah
hingga kuat. Dari data tersebut terlihat
bahwa pada bahan agregat basalt/basalt olivin yang banyak mengandung gelas volkanik (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) memperlihatkan derajat ubahan sedang – kuat.
Dan pada penelitian untuk kajian aspek
petrografi terhadap kualitas agregat yang
meliputi sifat fisik agregat, kekuatan agregat, dan potensi reaksi alkali agregat, akan
lebih digunakan bahan agregat yang mempunyai 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
15
12
7
10
12
8
4
12
5
0
Hal lain :
- Mineral opak
- Fragmen batuan
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
- Vesikuler
0
3
2
2
0
10
15
0
1
15
lemah
sedang
lemah
sedang
lemah
kuat
kuat
lemah
lemah
kuat
- Ubahan
Jenis batuan, No. contoh, dan Prosentase Jenis Mineral Silikat
Jenis Mineral Silikat
Andesit Piroksen
B - 3A
B - 3B
B - 4A
Andesit Hornblenda
Tuf Andesitik
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
9
12
5
15
15
15
10
7
3
14
Hal lain :
- Mineral opak
- Fragmen batuan
0
0
0
0
0
0
0
0
2
1
- Vesikuler
1
0
0
0
0
0
0
0
5
0
lemah
sedang
lemah
lemah
sedang
sedang
kuat
lemah
lemah
lemah
- Ubahan
148
BULETIN GEOLOGI, Vol. 32, No. 3, 2000
KAJIAN ASPEK PETROGRAFI TERHADAP
KUALITAS AGREGAT
jenisnya, didasarkan atas analisis petrografi
pada tahap sebelumnya.
Guna mengetahui kualitas bahan baku agregat, dalam penelitian ini telah dilakukan beberapa pengujian parameter fisik-mekanik,
seperti analisis kekasaran permukaan agregat, analisis daya serap air, analisis kekuatan agregat, dan analisis potensi reaksi alkali-agregat. Analisis hanya dilakukan terhadap beberapa contoh agregat yang secara
representatif dapat mewakili kelompok
Kekasaran Permukaan
Dalam analisis petrografi, makro-tekstur
analog dengan orde pertama kekasaran
agregat dan mikro-tekstur berhubungan
dengan orde kedua kekasaran agregat. Kenampakan tekstural agregat dapat diilustrasikan seperti tampak dalam Gambar 1.
Tabel 2. Kenampakan aspek-aspek tekstur pada agregat.
Kelompok batuan, No. contoh, dan Aspek Tekstur Mineral Silikat
Aspek-Aspek
Tekstur Mineral
Silikat
Basalt / Basalt Olivin
B - 1B
B - 5B
B - 6A
B - 8B
B - 9A
B - 9C
40%
20%
15%
20%
20%
3%
5%
15%
10%
10%
- 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
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
60%
80%
80%
97%
80%
97%
95%
85%
90%
90%
halus (0,1 mm)
halus (0,1 mm)
halus (0,1 mm)
halus (0,1 mm)
halus (0,1 mm)
halus (0,3 mm)
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
intergranular
intergranular
intergranular
-
intergranular
intersertal
intergranular
intergranular
-
-
Fenokris
B - 10B B - 11B B - 11C B - 14A
(Butiran)
Jenis Mineral :
Massadasar
(Matriks)
Ukuran
halus (0,1 mm) halus (0,1 mm) halus (0,1 mm) halus (0,1 mm)
Jenis mineral :
- gelas volkanik
Tekstur khas
BULETIN GEOLOGI, Vol. 32, No. 3, 2000
149
Lanjutan Tabel 2. Kenampakan aspek-aspek tekstur pada agregat.
Kelompok batuan, No. contoh, dan Aspek Tekstur Mineral Silikat
Aspek-Aspek
Tekstur Mineral
Silikat
Fenokris
Andesit Piroksen
Andesit Hornblenda
B - 3A
B - 3B
B - 4A
B - 4C
B - 12A
B - 12C
5%
20%
10%
15%
10%
3%
Tuf Andesitik
B - 13A B - 13B
10%
B - 2A
B - 7C
25%
20%
7%
(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
- 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
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
95%
80%
90%
85%
90%
97%
90%
93%
75%
80%
amorf
amorf
- fragmen batuan
Massadasar
(Matriks)
Ukuran
halus (0,1 mm)
halus (0,3 mm) halus(
GEOLOGI
Departemen Teknik Geologi
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
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 : sucipta@gc.itb.ac.id ; imam@gc.itb.ac.id
(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 komposisi 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 banyak 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 oleh
kehadiran 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 andesite, hornblende andesite, and andesitic tuff. Some silicate minerals in these aggregates composed are plagioclase, volcanic glass, pyroxene/augite, olivine, hornblende, and quartz, with the hypocristalline porphyritic 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 aggregate. 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 percentages of phenocrysts/grains will be increased roughness of aggregates. Presence of volcanic glass will be
increased 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, mineralogical 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 memegang peranan sangat penting dalam
BULETIN GEOLOGI, Vol. 32, No. 3, 2000
penggunaannya sebagai agregat beton.
Hampir 75% dari volume beton terdiri atas
agregat. Dengan demikian maka sifat-sifat
dan perilaku agregat akan sangat berpengaruh terhadap kondisi alami dan perilaku
145
keteknikan beton (Bell, 1980; Talbot, 1982
op cit Clutterbuck, et.al., 1982). Kenampakan fisik suatu agregat tidak boleh memperlihatkan adanya gejala deteriorasi yang
umumnya merupakan akibat dari adanya
suatu proses pelapukan batuan.
beton (Wigun, 1995). Adanya retakan pada
beton akan mengakibatkan hilangnya
kekuatan beton tersebut dan hal ini sangat
membahayakan dalam penggunaannya,
terutama untuk konstruksi beton pada
bangunan-bangunan sipil.
Kekuatan beton secara umum sangat dipengaruhi oleh kekuatan dari agregat yang
digunakan (Hudec, 1984; Ramsey, et.al,
1974). Kekuatan pecah batuan untuk agregat beton umumnya berkisar antara 700 dan
3000 kg/m2. Kekuatan beton juga dikontrol
oleh efektivitas ikatan antara agregat
dengan semen. Pada kondisi kering, semen
dapat mengalami penyusutan (shrinkage).
Jika agregat yang digunakan memiliki
kekuatan yang tinggi, gejala penyusutan
pada semen dapat diminimasi dan antara
semen-agregat bisa terikat dengan baik.
Disamping itu, kekuatan ikatan antara
semen-agregat juga dipengaruhi oleh
tekstur permukaan agregat. Permukaan
yang kasar pada suatu agregat akan
menghasilkan ikatan yang lebih kuat
daripada agregat dengan permukaan yang
halus (Malewski, 1984).
Setiap jenis batuan akan memiliki perilaku
dan karakteristik keteknikan yang spesifik.
Dalam rangka optimalisasi pemakaian batuan sebagai agregat beton maka dibutuhkan suatu kajian yang cukup detil untuk
mengetahui berbagai kendala dalam penggunaannya. Salah satu metode yang cukup
handal dan umumnya dilakukan dalam
tahap evaluasi awal suatu agregat yaitu
melalui studi petrografi (Hudec, 1984).
Dengan demikian maka studi petrografi
pada agregat beton sangat penting dilakukan guna menunjang efektivitas pemilihan
bahan baku beton yang baik dan memiliki
kualitas yang tinggi.
Beberapa agregat memiliki potensi reaksi
alkali, baik dari jenis batuan beku, sedimen
maupun metamorf. Reaksi alkali-agregat
akan lebih mudah terjadi pada batuan yang
kaya akan material silikaan (siliceous materials), yang antara lain hadir sebagai mineral-mineral silikat (silicate minerals). Secara umum, jenis batuan yang cukup banyak
digunakan sebagai agregat dan memiliki
potensi reaksi alkali cukup tinggi antara
lain yaitu batuan beku yang berkomposisi
asam hingga intermedier (McConnell, et.al.,
1950 op cit Bell, 1990, Clutterbuck, et.al.,
1982), seperti granit, riolit, syenit, diorit,
dasit, dan andesit. Mineral-mineral silikat
hadir cukup dominan pada batuan ini.
Adanya reaksi alkali antara agregat dengan
semen menye-babkan terjadinya proses
pengembangan (expansion) yang ditandai
oleh hadirnya jel silika dan umumnya
diikuti oleh adanya retakan (cracking) pada
146
Pada penelitian ini, pengujian atau analisis
petrografi terutama dilakukan pada bahan
baku agregat dari batuan beku ekstrusif
(lava), serta beberapa contoh batuan beku
intrusif dan batuan piroklastik (walded tuff).
Bahan baku agregat (batuan) diambil dari
sekitar daerah Bandung yaitu dari
Cicalengka, Majalaya, Baleendah, Soreang,
dan Cimahi. Dari batuan bahan baku
agregat tersebut dipilih sebanyak 20 contoh
guna pengujian petrografi di Laboratorium
Geologi Teknik, serta di Laboratorium
Petrologi
dan
Geologi
Ekonomi,
Departemen Teknik Geologi, Fakultas Ilmu
Kebumian dan Teknologi Mineral, Institut
Teknologi Bandung.
ANALISIS PETROGRAFI AGREGAT
Berdasarkan komposisi mineralogi dan
tekstur maka bahan baku agregat dari 20
contoh yang dipakai dalam studi ini dapat
digolongkan dalam kelompok basalt/basalt
olivin, andesit piroksen, andesit hornblende, dan tuf andesitik.
BULETIN GEOLOGI, Vol. 32, No. 3, 2000
Mineralogi
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)2
SiO4], 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 volkanik (± 5% - 35%), piroksen (± 5% - 25%),
olivin (± 0% - 8%), dan hornblenda (± 0% 1%). Bahan baku agregat dari kelompok
andesit piroksen mempunyai prosentase
mineral 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 hipokristalin 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%), berukuran halus (ada yang mencapai ukuran
0,3 mm), memperlihatkan tekstur intergranular - intersertal, yang terdiri dari mineral
silikat plagioklas, piroksen, sedikit olivin,
dengan gelas volkanik (± 5% - 35%).
BULETIN GEOLOGI, Vol. 32, No. 3, 2000
Bahan baku agregat dari kelompok andesit
piroksen memperlihatkan tekstur hipokristalin porfiritik, dengan fenokris (± 5% 20%), berukuran 0,5 - 2,0 mm, berbentuk
subhedral - anhedral, terdiri dari mineral
silikat plagioklas, piroksen, dan sedikit
fragmen batuan basalt (xenolith), tertanam
dalam masa dasar bahan kristalin (± 80% 95%), berukuran halus - sangat halus, memperlihatkan tekstur aliran (trakhitik), yang
terdiri dari mineral silikat plagioklas berbentuk mikrolit, sedikit piroksen, dengan
gelas volkanik (± 35% - 45%).
Bahan baku agregat dari kelompok andesit
hornblenda memperlihatkan tekstur hipokristalin porfiritik, setempat memperlihatkan tekstur holokristalin porfiritik (merupakan intrusi yang lebih dalam) dengan fenokris (± 3% - 10%), berukuran 0,4 - 2,5 mm,
berbentuk subhedral - anhedral, terdiri dari
mineral silikat plagioklas, hornblenda, piroksen, 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 berbentuk
mikrolit, sedikit piroksen, hornblenda, dan
kuarsa, dengan gelas volkanik (± 0% 30%).
Bahan baku agregat dari kelompok tuf andesitik memperlihatkan tekstur klastik (vitroklastik), dengan butiran (± 20% - 25%),
berukuran 0,8 - 2,0 mm, berbentuk
menyudut - membundar tanggung (anhedral
- subhedral), terdiri dari mineral silikat plagioklas, piroksen, dan fragmen batuan basalt, tertanam dalam matrik (± 75% - 80%),
yang terdiri dari gelas volkanik (± 40% 70%), berbentuk amorf, dan sedikit kristalkristal plagioklas berukuran sangat halus
(berbentuk mikrolit-mikrolit), serta mineral
opak.
Kenampakan aspek-aspek tekstur mineral
silikat dari setiap contoh agregat dapat dilihat dalam Tabel 2.
147
Derajat Ubahan
Dalam panelitian ini, telah dilakukan karakterisasi kualitatif derajat ubahan pada agregat (Tabel 1) yaitu berkisar dari lemah
hingga kuat. Dari data tersebut terlihat
bahwa pada bahan agregat basalt/basalt olivin yang banyak mengandung gelas volkanik (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) memperlihatkan derajat ubahan sedang – kuat.
Dan pada penelitian untuk kajian aspek
petrografi terhadap kualitas agregat yang
meliputi sifat fisik agregat, kekuatan agregat, dan potensi reaksi alkali agregat, akan
lebih digunakan bahan agregat yang mempunyai 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
15
12
7
10
12
8
4
12
5
0
Hal lain :
- Mineral opak
- Fragmen batuan
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
- Vesikuler
0
3
2
2
0
10
15
0
1
15
lemah
sedang
lemah
sedang
lemah
kuat
kuat
lemah
lemah
kuat
- Ubahan
Jenis batuan, No. contoh, dan Prosentase Jenis Mineral Silikat
Jenis Mineral Silikat
Andesit Piroksen
B - 3A
B - 3B
B - 4A
Andesit Hornblenda
Tuf Andesitik
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
9
12
5
15
15
15
10
7
3
14
Hal lain :
- Mineral opak
- Fragmen batuan
0
0
0
0
0
0
0
0
2
1
- Vesikuler
1
0
0
0
0
0
0
0
5
0
lemah
sedang
lemah
lemah
sedang
sedang
kuat
lemah
lemah
lemah
- Ubahan
148
BULETIN GEOLOGI, Vol. 32, No. 3, 2000
KAJIAN ASPEK PETROGRAFI TERHADAP
KUALITAS AGREGAT
jenisnya, didasarkan atas analisis petrografi
pada tahap sebelumnya.
Guna mengetahui kualitas bahan baku agregat, dalam penelitian ini telah dilakukan beberapa pengujian parameter fisik-mekanik,
seperti analisis kekasaran permukaan agregat, analisis daya serap air, analisis kekuatan agregat, dan analisis potensi reaksi alkali-agregat. Analisis hanya dilakukan terhadap beberapa contoh agregat yang secara
representatif dapat mewakili kelompok
Kekasaran Permukaan
Dalam analisis petrografi, makro-tekstur
analog dengan orde pertama kekasaran
agregat dan mikro-tekstur berhubungan
dengan orde kedua kekasaran agregat. Kenampakan tekstural agregat dapat diilustrasikan seperti tampak dalam Gambar 1.
Tabel 2. Kenampakan aspek-aspek tekstur pada agregat.
Kelompok batuan, No. contoh, dan Aspek Tekstur Mineral Silikat
Aspek-Aspek
Tekstur Mineral
Silikat
Basalt / Basalt Olivin
B - 1B
B - 5B
B - 6A
B - 8B
B - 9A
B - 9C
40%
20%
15%
20%
20%
3%
5%
15%
10%
10%
- 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
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
60%
80%
80%
97%
80%
97%
95%
85%
90%
90%
halus (0,1 mm)
halus (0,1 mm)
halus (0,1 mm)
halus (0,1 mm)
halus (0,1 mm)
halus (0,3 mm)
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
intergranular
intergranular
intergranular
-
intergranular
intersertal
intergranular
intergranular
-
-
Fenokris
B - 10B B - 11B B - 11C B - 14A
(Butiran)
Jenis Mineral :
Massadasar
(Matriks)
Ukuran
halus (0,1 mm) halus (0,1 mm) halus (0,1 mm) halus (0,1 mm)
Jenis mineral :
- gelas volkanik
Tekstur khas
BULETIN GEOLOGI, Vol. 32, No. 3, 2000
149
Lanjutan Tabel 2. Kenampakan aspek-aspek tekstur pada agregat.
Kelompok batuan, No. contoh, dan Aspek Tekstur Mineral Silikat
Aspek-Aspek
Tekstur Mineral
Silikat
Fenokris
Andesit Piroksen
Andesit Hornblenda
B - 3A
B - 3B
B - 4A
B - 4C
B - 12A
B - 12C
5%
20%
10%
15%
10%
3%
Tuf Andesitik
B - 13A B - 13B
10%
B - 2A
B - 7C
25%
20%
7%
(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
- 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
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
95%
80%
90%
85%
90%
97%
90%
93%
75%
80%
amorf
amorf
- fragmen batuan
Massadasar
(Matriks)
Ukuran
halus (0,1 mm)
halus (0,3 mm) halus(