densitas batuan

Laporan Praktikum Fisika Laboratorium – Densitas Batuan

)

Analisa Nilai Densitas #an Porositas pa#a Batu Bata" Batu 3ali" Batu 3apur" #an Batu 4ranit Ba#ri 4igi& %etiya5an" Agustin Leny Putri" 3&oirotul 6usro 7urusan Fisika" Fakultas 8atematika #an Ilmu Pengeta&uan Alam Institut 'eknologi 'eknologi %epulu& Nopember  7l. Arie 9a&man Hakim" %urabaya :;))) E!mail< ba#ri)/=m&s.p&ysics.its.ac.i# ba#ri)/=m&s.p&ysics.its.ac.i# Abstrak—Telah dilakukan percobaan dengan judul analisa nilai nilai den densit sitas as dan poros porosita itass pada pada batu batu bata, bata, batu batu kali, kali, batu batu kapur, kapur, dan batu granit granit dengan dengan tujuan tujuan untuk mencarai mencarai nilai nilai densitas dan porositas pada batu bata, batu kali, batu kapur, dan batu granit. Serta utnuk mengetahui hubungan antara densitas dan porositas porositas.. Percoba Percobaan an densitas densitas dan porositas porositas dilakuka dilakukan n dengan menggunakan metode perhitungan antara massa basah dan massa kering. Batuan dikeringkan menggunakan oven dan ditimb ditimbang ang den denga gan n ner neraca aca digita digitall dan ner nerac aca a pegas pegas unt untuk  uk  mengukur berat batuan. dari percobaan yang telah dilakukan diper diperol oleh eh hasil hasil bahwa bahwa nilai nilai den densit sitas as pada pada batu batu kali kali sebesa sebesarr !"".#$#"%& gr'cm(, batu bata sebesar #)."&*%&* gr'cm(, batu granit granit sebesar sebesar #!).%# #!).%#++* ++* gr'cm(, gr'cm(, dan batu kapur kapur sebesar sebesar #"&.%$$ #"&.%$$ gr'cm(. emudian untuk nilai porositas porositas pada batu kali sebesar #-, batu bata $-, batu granit +-, dan batu kapur +$-. ilai densitas dan porositas berbanding terbalik.

Pers Persam amaa aan n Diat Diatas as #igu #iguna naka kan n $ika $ika sebu sebua& a& ba&a ba&an n yang yang materialn materialnya ya &omogen &omogen bermassa bermassa m. %atuan %atuan #ensitas #ensitas a#ala& a#ala& kgm/. Densitas suatu ba&an" ti#ak sama pa#a setiap bagiannya conto&nya atmoser bumi ,yang semakin tinggi akan semakin kecil #ensitasnya-. %ecara umum" #ensitas ba&an tergantung  pa#a aktor lingkungan seperti su&u #an tekanan. Porositas total a#ala& perban#ingan antara +olume total ruang pori #an +olume +olume total batuan. Perban#ingan Perban#ingan antara ruang ruang pori yang saling ber&ubungan #an +olume total batuan #isebut porositas eekti.(0* ∅=

Volume pori  pori  x 100 volume volume kesel keseluruh uruh an −

,0-

%e#angkan porositas eekti #i#einisikan sebagai 1  Kata Kunci—  Batuan,  Batuan, Densitas, Porositas.

%

I.

∅  ᵨ=

PENDAHULUAN

ecara garis besar material mempunya siat!siat yang mencirikannya" mencirikannya" pa#a umumnya siat material tersebut #ibagi #ibagi men$a#i men$a#i tiga siat. siat. %iat!si %iat!siat at tersebut tersebut akan men#asari men#asari #alam #alam pemili&a pemili&an n material material.. %iat %iat tersebut tersebut yakni yakni siat siat mekani mekanik" k" siat siat isik isik #an siat siat teknol teknologi ogi.. %iat %iat meka mekani nik k memp mempen enga garu ru&i &i peri perila laku ku mate materi rial al ter& ter&a# a#ap ap  pembebanan yang #iberikan. %iat teknologi ber&ubungan #engan kemu#a&an material untuk #iproses lebi& lan$ut #an siat isik a#ala& siat yang berkaitan #engan karakteristik isik  atau kon#isi material. %ala& sat siat isik pa#a suatu material a#ala& #ensitas #an porositas. 'iap 'iap material material mempunya mempunyaii karakteri karakteristik stik atau siat!si siat!siat at tertentu. tertentu. %ecara %ecara garis garis besar" besar" siat!si siat!siat at material material #ibe#akan #ibe#akan men$ men$a# a#ii tiga tiga yait yaitu u sia siatt meka mekani nik" k" sia siatt isi isik" k" #an #an sia siatt teknologi teknologi.. %iat %iat mekanik mekanik merupakan merupakan siat siat material material ter&a#ap ter&a#ap  pengaru& yang berasal #ari luar" siat isik yang #itentukan ole& komposisi komposisi yang #ikan#ung #ikan#ung ole& material material itu sen#iri" sen#iri" se#angkan siat teknologi a#ala& siat material untuk #iola& #alam #unia in#ustry ()*. Densitas Densitas merupakan merupakan perban#ing perban#ingan an $umla& $umla& massa massa #engan #engan  $umla& +olume" #ensitas merupakan massa $enis suatu ben#a. %emakin tinggi massa $enis suatu ben#a" maka semakin besar   pula massa setiap +olumenya. %ebua& ben#a yang memiliki massa massa $enis $enis lebi& tinggi tinggi akan memiliki memiliki +olume +olume yang lebi& ren#a& #aripa#a ben#a bermassa yang memiliki massa $enis yang yang lebi& lebi& ren#a& ren#a&.. Densit Densitas as massa massa #irumu #irumuska skan n #engan #engan  persamaan

 ρ=

m v

,)-

Volume pori pori bersambungan  x 100 Volume olume batuankeselu batuankeseluru ru h an ,/-

%ecara umum porositas #igambarkan sebagai perban#ingan antara +olume pori #engan +olume teoritis. 2olume teoritis #itentukan #ari berat #an rapat teoritisnya. A#anya porositas muncul karena a#anya pori terbuka" tertutup maupun ruang antar partikel. partikel. Pori terbuka a#ala& pori yang ber&ubunga ber&ubungan n #engan cairan #isekitarnya atau pori yang saling ber&ubungan" term termas asuk uk #i#a #i#ala lamn mnya ya kapi kapile ler" r" reta retak! k!re reta tak k &alu &aluss sert sertaa  (/* keti#akrataan #alam bentuk partikel agregat .

Laporan Praktikum Fisika Laboratorium – Densitas Batuan

0

II.

8E'@DE

Pa#a percobaan ini #iperlukan alat #an ba&an antara lain o+en" benang 5ol" neraca pegas #an o&aus" serta gelas ukur" kemu#ian > $enis batuan berporus" #an air. Pa#a percobaan kali ini pertama kali #itimbang massa batu" kemu#ian kemu#ian #io+en batu selama ); menit menit pa#a su&u )/;" kemu#ian #itimbang kebali massa batu. #ilakukan proses o+en kembali kembali secara secara terus terus menerus menerus sampai sampai massa batu konstan. konstan. kemu#ian massa tersebut #icatat sebagai massa kering ,m k -. -. kemu#ian kemu#ian #igantungk #igantungkan an pa#a neraca pegas pegas #engan #engan bantuan bantuan  benang 5ol #an #icatat nilainya sebagai berat kering ,Ck-. sete setela la& & itu itu #ice #icelu lupk pkan an batu batuan an pa#a pa#a gela gelass yang yang #iis #iisii air  air  kemu#ian kemu#ian #iangkat #iangkat $ika gelembung! gelembung!gele gelembung mbung pa#a batu &ilang. Lalu #itimbang lagi #engan neraca pegas #an #icatat nilai berat basa& ,Cb-. setela& itu #ilepas benang #ari batuan #an #itimbang batu pa#a neraca #igital #an #icatat nilainya sebagai massa basa& ,m b-.

%tart

4ambar ). Porositas pa#a beberapa material Perlu Perlu #iper& #iper&ati atikan kan ba&5a ba&5a nilai nilai #ensit #ensitas as #an porosi porositas tas  berban#ing terbalik. Hal ini berkaitan #engan bentuk #ari moleku molekull penyusu penyusun n materi material al terseb tersebut. ut. Diman Dimanaa pa#a pa#a suatu suatu mater material ial bila bila bentuk bentuk moleku molekulny lnyaa kecil kecil #ensit #ensitasn asnya ya akan akan semakin besar" tetapi porositasnya kecil. Dan sebaliknya $ika nilai nilai #nsita #nsitass kecil kecil #an porosi porositas tasnya nya besar besar berar berarti ti susuna susunan n molekul #alam material tersebut berukuran besar

Faktor!aktor yang mempengaru&i porositas antara lain ukuran ukuran butir atau  grain size " semakin kecil ukuran butir  maka rongga yang terbentuk akan semakin kecil pula #an sebaliknya $ika ukuran butir besar maka rongga yang terb terben entu tuk k $uga $uga sema semaki kin n besa besar. r. Bent Bentuk uk buti butirr atau atau sp&e sp&eri rici city ty.. Batu Batuan an #eng #engan an bent bentuk uk buti butirr $ele $elek k akan akan memiliki porositas yang besar" se#angkan kalau bentuk   butir baik maka akan memiliki porositas yang kecil. %usuna %usunan n butir butir"" apabi apabila la ukuran ukuran butirny butirnyaa sama sama maka maka susu susuna nan n but butir sama ama #eng engan ben bentuk tuk kubus ubus #an mempunyai mempunyai porositas porositas yang lebi& lebi& besar #iban#in #iban#ingkan gkan #engan #engan bentuk bentuk r&omb r&ombo&e o&e#ra #ral. l. 3ompos 3omposisi isi miner mineral" al" apabila apabila penyusun penyusun batuan batuan ter#iri ter#iri #ari mineral!m mineral!mineral ineral yang yang mu#a& mu#a& larut larut sepert sepertii golon golongan gan karbo karbona natt maka maka  porositasnya akan baik karena rongga!rongga akibat  proses pelarutan #ari batuan batuan tersebut (/*. Pa#a percobaan kali ini #igunakan persamaan berikut untuk untuk meng&i meng&itun tung g nilai nilai #ensit #ensitas as #an poros porosita itass pa#a pa#a  batuan

 ρ

 ρair x g x m k 

=

W b W k 

 P=  .

,>-

−

m b−mk  mk 

 x 100

,?-

Disiapkan alat #an ba&an kemu#ian #io+en batu

Batu #itimbang #i neraca #igital

Di masukkan ke air 

Batu #itimbang #i neraca pegas

2ariasi batu

Finis& 4ambar 0. Flo5 &art Pengukuran Densitas #an Porositas Batuan 

Laporan Praktikum Fisika Laboratorium – Densitas Batuan

/

4ambar /. Batuan yang #igunakan #alam percobaan

4ambar :. Proses pencelupan batuan pa#a air 

III. ANALI ALI%A DA' DA'A DAN PE8 PE8BAHA%A A%AN Pa#a percobaan yang tela& #ilakukan #iperole& #ata sebagai  berikut 'abel 'abel ). Data &asil percobaan #ensitas batuan m; m) 7enis ,gr,grmk  ,g  ,gr- m b ,gr3apu ) r 0:.;> 0?. 0?. /./ );.: );.: 0 Bata > : );.?: ))./? / 3ali G?.>> G?.>/ G?.>/ G:.0/ 4rani ));.> ));./ ))>.>? > t   ));./ 

 N o

4ambar >. neraca #igital untuk pengukuran massa batuan

C b ,N;.) ; .: ; .? ; .:

Dari #ata yang #iperole& #i#apatkan nilai massa a5al ,m ;yaitu yaitu nilai nilai massa massa batuan batuan sebelu sebelum m #ilaku #ilakukan kan proses proses o+en. o+en. kemu#ian kemu#ian m) yaitu yaitu massa massa batuan batuan setela& setela& #ilakukan #ilakukan proses o+en selama : menit" setela& itu #io+en lagi selama : menit #an #an #ipe #ipero role le& & m0. Dari Dari pros proses es peni penimb mban anga gan n mass massaa m0 #iperole& #iperole& &asil &asil yang menun$ukka menun$ukkan n nilai nilai massanya massanya konstan" konstan" maka nilai m0  #isebut nilai massa kering batuan ,m k -. -. Lalu  batu #imasukkan #alam air #an #itimbang kembali massa  batuan #engan neraca pegas #an #i#apatkan nilai berat basa& ,C b-. %etela& #i#apatkan #ata seperti #alam tabel ). #ilakukan  per&itungan untuk mengeta&ui niali #ensitas #an porositas. untuk meng&itung nilai #ensitas #iperole& #engan persamaan >. berikut conto& per&itungannya. FACk!Cb..,)FA 4ambar ?. Proses o+en batuan

massax 10

FA 

1000

 – Cbasa&

25.98  x 10 1000

FA ;.0?!;.) ;.0?!; .) FA ;.)? N Untuk mencari #ensitasnya<

 – ;.)

Laporan Praktikum Fisika Laboratorium – Densitas Batuan

 ρ

=

 ρ=

m x 10 ,0 FA  FA 25.98 x 10 0.1598

 ρ=¿ ):0?.G00/ Untuk lebi& lengkapnya &asil per&itungan #ensitas batuan #apat #ili&at #alam tabel 0. 'abel 'abel 0. &asil per&itungan nilai #ensitas pa#a sampel batuan  No 7enis FA ,NJ ,grcmK) 3apur ;.)? ):0?.G000 0 Bata ;.>?: 00);.:?/G?/ / 3ali ;.0?>/ 0::.)):G? > 4ranit ;.?;/ 0);.G)0>>/ %e#angkan %e#angkan untuk untuk per&itung per&itungan an nilai porositas #igunakan #igunakan  persamaan ?. berikut conto& per&itungan untuk nilai porositas  pa#a batuan.

 M basah − M dioven yang 2  x 100 Porositas   M dioven yang 2 ................,/Porositas 

38.38 −25.98 25.98

 x 100

Porositas  > Untuk lebi& lengkapnya &asil per&itungan porositas batuan #apat #ili&at #alam tabel / 'abel /. Hasil per&itungan nilai porositas  No 7enis Porositas ) 3apur > 0 Bata  / 3ali ) > 4ranit > Dari &asil yang #iperole& menun$ukkan batu yang paling  besar #ensitasnya secara berurutan yaitu batu kali" batu bata"  batu granit #an batu kapur. se#angkan untuk nilai porositas  paling besar secara berurutan yaitu batu kapur" batu granit"  batu bata" #an batu batu kali. Densitas menun$ukkan nilai kerapatan suatu ba&an" semakin  besar nilainya kerapatan semakin besar. Pa#a +ariasi yang #iberikan #iberikan batu kali memilik memilikii kerapatan kerapatan yang paling paling besar. besar. %e#ang %e#angkan kan Porosi Porositas tas merupa merupakan kan nilai nilai yang yang menya menyatak takan an kemampuan suatu ba&an atau material #alam menyerap lui#a.

> Pa#a Pa#a batuan batuan yang yang mempu mempunya nyaii prosen prosentas tasee porosi porositas tas yang yang  paling besar akan memiliki kemampuan terbesar untuk  menyimpan lui#a #i #alamnya" se#angkan yang mempunyai  porositas yang paling kecil akan memiliki kemampuan tere teren# n#a& a& untu untuk k meny menyim impa pan n suat suatu u lui lui#a #a #i #ala #alamn mnya ya #ikarenakan memiliki ruang kosong yang lebi& kecil. Pa#a +ariasi +ariasi yang #iberikan" #iberikan" batu bata memiliki memiliki porositas porositas yang  paling besar. besar. %ecara %ecara teori teori #ensitas #ensitas #an porositas porositas nilainya berban#ing berban#ing terbalik. 3etika suatu ba&an memiliki porositas tinggi maka  ba&an tersebut pasti memiliki #ensitas yang ren#a&. Densitas suatu ba&an ti#ak #ipengaru #ipengaru&i &i ole& #imensi ba&an. Untuk   ba&an yang sama namun untuk #imensi yang berbe#a maka nilai #ensitasnya tetap sama. Ber#asarkan &asil per&itungan #ensit #ensitas as #an porosi porositas tas pa#a pa#a batuan batuan"" #ipero #iperole& le& &ubung &ubungan an  berban#ing terbalik. %emakin besar #ensitas maka porositas akan semakin kecil. %ebaliknya" $ika #ensitasnya kecil maka  porositas besar. besar.

I2. 3E%I8PULAN Dari Dari &asi &asill yang ang #ipe #ipero role le& & #ari #ari perc percob obaa aan n #apa #apatt #isimp #isimpulk ulkan an ba&5a ba&5a nilai nilai #ensit #ensitas as pa#a pa#a batu batu kali kali sebesa sebesar  r  0::.)):G 0::.)):G? ? grcmK" grcmK" batu bata sebesar 00);.:?/G? 00);.:?/G?/ / grcmK" grcmK"  batu granit sebesar 0);.G)0>>/ grcmK" #an batu kapur  sebesar ):0?.G000 grcmK. 3emu#ian untuk nilai porositas porositas  pa#a batu kali sebesar )" batu bata " batu granit >" #an  batu kapur >. Nilai #ensitas #an porositas berban#ing terbalik. UAPAN UAPAN 'E9I8A 3A%IH 3A% IH Penulis menyampaikan terima kasi& kepa#a 'u&an 6ang 8a&a Esa yang tela& melancark melancarkan an pembuatan pembuatan laporan ini. %erta Asisten Laboratorium" Dosen" serta teman!teman yang  banyak sekali membantu #alam proses penyelesaian laporan ini.. DAF'A9 PU%'A3A ()* ()* 9.E 9.E %mal %mallm lman an an# an# 9.7 Bis& Bis&op op.. 0;;; 0;;;.M .M8o 8o#e #ern rn P&y P&ysics sics 8etal 8etallur lurgy gy  8ater 8ateria ials ls Engine Engineeer eering ing :t& E#iti E#ition. on.7ak 7akart arta" a" Erlangga (0* 8as&u 8as&uri ri "M3ara "M3arakt kteri eristi stik k aspal aspal sebaga sebagaii ba&an ba&an pengik pengikat at yang yang #ita #itamb mba& a&ka kan n plas plasti tik k  Polyvinyl choloride (PVC)M" (PVC)M" 8a$a 8a$ala la& & ilmia& " E#isi No. ) 'a&un OO" ?0!?: I%%N ;0)? – ):?" 0;)0 (/* Leybol#."  Physics Experiment, 2olume olume / , ):" Leybol# 48BH" Hurt&".