M - III UJI KUAT TEKAN UNIAKSIAL
COMPRESSION T E S T) (UNIAXIAL COMPRESSION T
3.1
Tujuan Tujuan dari praktikum uji kuat tekan t ekan uniaxial yaitu yaitu :
1.
Mengetahui kuat tekan tertinggi suatu batuan pada sumbu axialnya.
2.
Mengetahui deformasi axial suatu batuan.
3.
Mengetahui batas elastisitas dan karakteristik batuan.
4.
Mengetahui sifat – sifat – sifat sifat mekanik yang akan diuji pada suatu batuan.
3.2
Landasan Teori Pada pengujian kuat tekan uniaxial ini merupakan suatu pengujian
menggunakan mesin tekan, dimana mesin tekan ini digunakan untuk menekan suatu material percontoh batuan yang memiliki bentuk silinder, balok ataupun juga prisma dari suatu arah uniaxial . Dimana penyebaran tegangan pada material batu dilakukan searah dengan gaya yang dipakai pada contoh tersebut. Tetapi tidak semua percobaan yang akan menghasilkan penyebaran tegangan pada material percontoh batu dyang searah dengan gaya yang dipakai, hal ini terjadi karena adanya pengaruh dari plat penekan mesin tekan yang menghimpit batuan percontoh sehingga mengakibatkan pecahan tidak membentuk suatu bidang pecah yang searah dengan gaya melainkan berbentuk cone. Adapun persyaratan kualitas dari batu yang digunakan dalam uji kuat tekan uniaxial ialah sebagai berikut : 1.
Dimensi ( diameter dan tinggi).
2.
Kerataan. Kuat tekan merupakan suatu besarnya dari beban suatu sumbu pada titik
maksimum persatuan luas yang bisa dipakai oleh benda uji hingga terjadinya suatu keruntuhan yang dinyatakan dalam Mpa. Pada umumnya untuk melakukan suatu uji penekanan secara uniaksial batuan silinder secara umum banyak digunakan untuk dilakukan suatu pengujian berupa sifat mekanik dimana uji kuat
tekan uniaksial ini dilakukan tidak lain untuk mendapatkan dan menentukan besar dari : 1.
Kuat tekan suatu batuan (σt )
2.
Batas Elastik (σE)
3.
Modulus young (E)
4.
Nisbah poisson (V) Dimana kuat tekan, batas elastik, modulus young dan nisbah poisson
merupakan : 1.
Kuat Tekan Batuan (σc) Merupakan suatu gambaran yang berasal dari nilai tegangan maksimum yang dapat ditanggung oleh suatu batuan. Pada uji tekan uniaksial batuan dilakukan yaitu untuk didapatkannya nilai dari kuat tekan yang terdapat dari suatu batuan dengan harga pada tegangan pada saat contoh batuan hancur dikatakan sebagai proses dari kuat tekan uniaksial batuan.
Sumber: Peters,1978
Gambar 3.1 Uji Uniaksial Silinder Batuan
2.
Batas Elastik (σE) Merupakan suatu batasan yang tercipta pada suatu batuan, dimana batasan ini membatasi dari besar elastisitas tertinggi yang dimiliki oleh suatu batuan sebelum batuan yang diamati menjadi pecah karena suatu pembebanan yang di berikan.
3.
Modulus Young (E) Modulus young merupakan kemampuan dari suatu batuan untuk mempertahankan elastisitas yang dimiliki oleh suatu batuan. Modulus elastisitas disini memiliki peran penting dalam proses pengevaluasian deformasi dari suatu batuan dalam suatu kondisi pembebanan yang
memiliki variasi – variasi yang berbeda. Pada suatu contoh batuan yang terdapat pada suatu daerah geologi dengan daerah geologi lain tentunya memiliki
perbedaan
dari
segi
modulus
young,
akibatnya
akan
terbentuknya modulus young pada suatu tempat geologi yang bervariasi dikarenakan pada suatu daerah geologi dengan daerah geologi lainnya memiliki formasi dari batuan yang berbeda dan juga memiliki perbedaan pada tahap pembentukan atau genesa dari mineral – mineral yang terdapat di dalamnya sebagai bidang penyusun dari suatu formasi batuan disuatu
daerah
observasi
geologi.
Modulus
young
atau
modulus
elastisitas batuan ini pada umumnya sering di pengaruhi oleh tipe batuan yang ada, porositas pada suatu batuan, ukuran partikel pada suatu batuan, dan juga air yang terkadung pada suatu batuan tersebut. pada pengukuran modulus elastisitas atau modulus young ini, hasil pengukuran yang didapatkan akan menghasilkan hasil yang lebih besar apabia proses pengukurannya
sendiri
dilakukan
dengan
cara
tegak
lurus
antar
perlapisan dibandingkan dengan hasil pengukuran yang dilakukan dengan cara sejajar dengan arah perlapisan. Pada penentuan nilai modulus young atau modulus elastisitas sendiri terdiri dari tiga cara, yaitu : a) Tangent young modulus Merupakan suatu perhitungan modulus young yang diukur dari tingkat tegangan yaitu 0,5 dengan cara perbandingan antara suatu tegangan aksial yang dibandingkan dengan regangan aksial dengan cara perhitungan pada persentase tetap dari nilai kuat tekan dimana pada umumnya akan diambil data sebanyak 50% yang terdapat dari nilai kuat tekan uniaksial dengan perhitungan tangent young. b) Average young modulus Merupakan suatu perhitungan dengan cara perbandingan antara suatu tegangan aksial yang dibandingkan dengan regangan aksial dengan cara perhitungan pada bagian linier yang terdapat pada kurva – kurva dari tegangan. c) Secant young modulus Merupakan suatu perhitungan dengan cara perbandingan antara suatu tegangan aksial yang dibandingkan dengan regangan aksial dengan
cara perhitungan membuat garis lurus dari tegangan nol ke suatu titik pada kurva regangan – tegangan yang bertempat pada persentase yang di anggap tetap dari nilai kuat dengan data umum yang diambil mencapai 50% dari nilai kuat tekan uniaksial. Pada tekanan dan juga regangannya sendiri memiliki arti, yaitu a) Tekanan Tekanan disini merupakan suatu jumlah dari beban yang didapatkan pada
suatu
benda
yang
terletak
dipermukaan
ataupun
pada
penampangnya saja. b) Regangan Pada regangan sendiri merupakan suatu jumlah dari tekanan yang didapatkan oleh suatu benda pada bagian permukaan ataupun pada bagian penampangnya saja. 4.
Nisbah Poisson (Poisson Ratio) Pada nisbah poisson dapat diartikan sebagai suatu perbandingan yang bersifat negatif atau perbandingan negatif pada suatu regangan lateral terhadap suatu regangan aksial dimana nisbah poisson ini berfungsi untuk menunjukkan bila terjadinya suatu pemanjangan ke arah lateral ( lateral expansion ) yang diakibatkan oleh keterdapatan tegangan dalam arah aksial. Tabel 3.1 Skala Porositas
Kategori
Nisbah Poisson
Sangat rendah
0 < V < 0,1
Rendah
0 < V < 0,2
Medium
0 < V < 0,3
Tinggi
0 < V < 0,4
Sangat tinggi
0 < V < 0,5
Sumber : Nanang,2008
Menurut krama dibrata pada tahun 1991, pada uji kuat tekan uniaksial dapat
menghasilkan
pecahan – pecahan
yang
berbeda
hingga
menghasilkan tujuh macam tipe pecah yang dapat terbentuk seperti : 1.
Hancuran kerucut
2.
Serpihan mengguling bawang dan menekuk
3.
Catacclasis
dapat
4.
Hancuran geser
5.
Kombinasi belahan aksial dan geser
6.
Belahan arah aksial
7.
Hancuran geser dari sudut ke sudut Pada metode diatas, contoh dari batuan silinder yang ada diberikan
tekanan dengan cara memberi beban hingga contoh batuan berbentuk silinder ini runtuh. Dan pada umumnya pada contoh silinder batuan yang akan digunakan memiliki perbandingan antara tinggi dan juga diameter contoh silinder berkisar antara 2 hingga 2,5 yang memiliki besar dari luas permukaan yang datar, halus, dan juga paralel yang memiliki bentuk tegak lurus terhadap suatu sumbu dengan nama sumbu aksis contoh batuan.
3.3
Alat dan Bahan
3.3.1
Alat Alat – alat yang digunakan dalam proses uji kuat tekan uniaxial antara
lain seperti : 1.
Mesin kuat tekan.
Sumber : Saptha,2012
Foto 3.1 Mesin Kuat Tekan
2.
Sepasang plat baja silinder.
Sumber : Anonim,2017
Foto 3.2 Plat Baja Silinder
3.
Dial gauge.
Sumber : Kurniawan, 2015
Foto 3.3
Dial G aug e
4.
Stopwatch .
Sumber : Hari, 2014
Foto 3.4
S topwatch
5.
Jangka Sorong.
Sumber : Dokumentasi Praktikum Lab. Geomekanika,2017
Foto 3.5 Jangka Sorong
3.3.2
Bahan Bahan – bahan yang dapat digunakan ialah batuan berbentuk silinder
yang telah di preparasi dengan tinggi dua kali diameter dan memiliki permukaan yang rata dengan perbandingan 1:1 dan 1:3.
3.4
Prosedur Dalam proses pengujian kuat tekan uniaxial dapat dilakukan dengan
tahapan sebagai berikut ini : 1.
Siapkan batuan berbentuk silinder dengan tinggi dua kali diameter dan permukaan yang rata.
2.
Letakan contoh batuan diantara plat baja dan atur agar tepat dengan plat form penekan alat, nyalakan mesin hingga batuan berada di tengah – tengah apitan plat baja.
3.
Tetapkan skala pengukuran beban pada keadaan netral.
4.
Pasang dial gauge pada sisi kanan dan kiri bagian tengah dan juga bagian atas yang ditekan oleh plat baja.
5.
Catat nilai deformasi aksial dan lateral yang ditunjuk oleh dial gauge, pembacaan dilakukan setiap beban 250kg.
6.
Beri pembebanan secara periodik hingga contoh batuan pecah.
7.
Hentikan pembebanan saat batuan pecah, dan lakukan pembuatan sketsa bentuk pecah dan catat sudut pecahnya.
3.5 1.
Rumus yang di Gunakan Kuat tekan Uniaxial =
2.
m
………………………………(3.1)
Regangan Axial £ =
3.
a
ΔL Lo
………..………………………(3.2)
Regangan Diametral ΔD
£t=
4.
Do
……………..……..………….(3.3)
Tangent Young’s modulus Et =
∆σ
…..………………..…………(3.4)
∆ Ea
5.
Average Young’s Modulus =
6.
∆σ
…..……………..…………(3.5)
∆ Ea
Secant Young’s Modulus =
∆σ
…..……………..………..…(3.6)
∆ Ea
Keterangan : σc
=
Kuat tekan Uniaxial (kg/cm2).
m
=
Massa (kg).
£
=
Regangan aksial.
ΔL
=
Perpendekan aksial (cm).
L0
=
Tinggi awal (cm).
£
=
Regangan diametral.
ΔD
=
Perpanjangan diametral (cm).
Do
=
Diameter awal (cm).
DAFTAR PUSTAKA
1.
Andi. 2015. Uji Kuat Tekan Uniaksial . scibd.com/doc/29189348. Diakses tanggal 09 Maret 2017 pukul 23.30 WIB.
2.
Anonim. 2013. Kuat Tekan Uniaksial . pip2bdiy.com/nspm. Diakses tanggal 09 Maret 2017 pukul 23.31 WIB.
3.
Hakim, Lukman. 2013. Uji Kuat Batuan . scribd.com/doc/177580127 Diakses tanggal 09 Maret 2017 pukul 23.12 WIB.
4.
Henityah. 2013. Kemampuan Batuan . slideshare.net/henyFTI. Diakses tanggal 10 Maret 2017 pukul 00.14 WIB.
“
”
”
“
“
“
”
”
