Material Bangunan Umum - Batu
Batu, batu bata, semen, kapur dan kayu adalah bahan tradisional yang
digunakan untuk konstruksi teknik sipil selama beberapa abad. Dalam bab ini
jenis, sifat, tes dan penggunaan bahan-bahan ini dijelaskan.
1.1 BATU
Batu adalah 'bahan bangunan yang tersedia secara alami' yang telah
digunakan sejak awal peradaban. Ini tersedia dalam bentuk batuan, yang dipotong
sesuai ukuran dan bentuknya dan digunakan sebagai blok bangunan. Batu telah
digunakan untuk membangun bangunan tempat tinggal kecil hingga istana dan kuil
besar di seluruh dunia.
1.1.1 Jenis Batu
Batu yang digunakan untuk karya teknik sipil dapat diklasifikasikan menjadi
tiga seperti berikut:
- Geologi
- Fisik
- Bahan kimia
Klasifikasi Geologi
Berdasarkan asal usul batu formasi dikelompokkan menjadi tiga kelompok
utama - Batuan beku, sedimen dan metamorf.
(i) Batuan beku: Batuan ini terbentuk dengan mendinginkan dan
menguatkan massa batuan dari kondisi magmatik cair material bumi. Umumnya
batuan beku sangat kuat dan tahan lama. Granit, jebakan dan basal adalah batuan
yang termasuk dalam kategori ini, Granit terbentuk oleh pendinginan lava yang
lambat di bawah penutup tebal di bagian atas. Oleh karena itu batu memiliki
permukaan kristal. Pendinginan lahar di permukaan atas bumi berakibat pada
tekstur non-kristalin dan berkaca-kaca. Perangkap dan basal termasuk dalam
kategori ini.
(ii) Batuan Sedimen: Akibat tindakan pelapukan air, angin dan embun
beku ada yang terpecah. Bahan yang hancur dibawa oleh angin dan air; media air
yang paling kuat. Mengalir air menyimpan bahannya yang tersuspensi di beberapa
titik rintangan pada alirannya. Lapisan material yang diendapkan ini
dikonsolidasikan di bawah tekanan dan panas. Agen kimia juga berkontribusi pada
penyemenan deposit. Bebatuan yang terbentuk lebih seragam, berbutir halus dan
kompak sesuai sifatnya. Batu mewakili struktur tempat tidur atau stratifikasi
pada umumnya. Pasir batu, batu kapur, batu lumpur dll termasuk kelas batu ini.
(iii) Batu Metamorf: Batuan beku dan sedimen yang terbentuk sebelumnya
berubah menjadi perubahan karena aksi tekanan metamorfik dan panas internal.
Misalnya karena granit tindakan metamorf menjadi greisses, trap dan basal
berubah menjadi schist dan laterite, batu kapur berubah menjadi marmer, batu
pasir menjadi kuarsit dan batu lumpur menjadi batu tulis.
Klasifikasi Fisik
Berdasarkan strukturnya, batuan tersebut dapat diklasifikasikan
sebagai:
- Stratified rocks
- Batu yang tidak berstruktur
(i) Rocks Stratified: Batuan ini memiliki struktur berlapis. Batu memiliki bidang stratifikasi atau pembelahan. Batu dapat dengan mudah
terbelah di sepanjang bidang ini. Batu pasir, batu kapur, batu tulis dll adalah
contoh kelas batu ini.
(ii) Unstratified Rocks: Batuan ini tidak bertingkat. Batu memiliki
butiran kristal dan kompak. Batu tidak bisa dibagi menjadi lempengan tipis.
Granit, jebakan, marmer dan lain-lain adalah contoh batuan jenis ini.
(iii) Batu yang Dioleksi: Batuan ini memiliki kecenderungan untuk
berpisah dengan arah yang pasti saja. Arah tidak perlu sejajar satu sama lain
seperti pada kasus batuan berlapis. Jenis struktur ini sangat umum terjadi pada
batuan metamorf.
Klasifikasi Kimia
Atas dasar komposisi kimia batu, para insinyur lebih memilih untuk
mengklasifikasikan batuan sebagai berikut:
- Batu-batu ganas
- Batu argilacea dan
- Batuan yang sebanding
(i) Bebatuan silika: Kandungan utama batuan ini adalah silika. Batu keras dan tahan lama. Contoh batuan semacam itu adalah granit, jebakan, batu
pasir dll.
(ii) Batuan Argillaceous: Konstituen utama batuan ini adalah argil
yaitu tanah liat. Batu-batu ini keras dan tahan lama namun rapuh. Batu tidak
bisa tahan shock. Batu tulis dan laterit adalah contoh batuan jenis ini.
(iii) Batuan yang sebanding: Konstituen utama batuan ini adalah
kalsium karbonat. Batu kapur adalah batuan berkapur asal sedimen sedangkan
marmer adalah batu berkapur asal metamorf.
1.1.2 Sifat Batu
Sifat berikut dari batu harus dilihat sebelum memilihnya untuk
pekerjaan teknik:
(i) Struktur: Struktur batu dapat diberi stratifikasi (berlapis) atau
tidak diperkuat. Batu terstruktur harus mudah dibentuk dan cocok untuk kekuatan struktur. Unstratified stones sulit dan sulit untuk dibentuk. Batu lebih disukai untuk pekerjaan pondasi.
(ii) Tekstur: Batu berbutir halus dengan distribusi homogen terlihat
menarik dan karenanya digunakan untuk ukiran. Batu semacam itu biasanya kuat
dan tahan lama.
(iii) Densitas: Batu celup lebih kuat. Batu ringan itu lemah. Oleh
karena itu batu dengan berat jenis kurang dari 2,4 dianggap tidak sesuai untuk
bangunan.
(iv) Penampilan: Batu dengan warna seragam dan atraktif tahan lama,
jika butirannya kompak. Marmer dan granit terlihat sangat bagus, bila dipoles.
Oleh karena itu batu digunakan untuk pekerjaan wajah di bangunan.
(v) Kekuatan: Kekuatan adalah properti penting untuk dilihat sebelum
memilih batu sebagai blok bangunan. kekuatan penghancur minimum 3,5 N / mm2 untuk setiap blok bangunan. Tabel 1.1
menunjukkan kekuatan menghancurkan berbagai batu. Karena tidak seragamnya
bahan, biasanya faktor keamanan 10 digunakan untuk menemukan tegangan yang
diijinkan dalam sebuah batu. Oleh karena itu bahkan laterit dapat digunakan
dengan aman untuk bangunan bertingkat tunggal, karena pada struktur seperti beban
yang diharapkan tidak dapat memberikan tekanan sebesar 0,15 N / mm2. Namun pada
perawatan bangunan batu bata harus dilakukan untuk memeriksa tekanan saat balok
(Beban Konsentrat) ditempatkan di dinding laterit.
(vii) Persentase pakai: Ini diukur dengan uji atrasi. Ini adalah
properti penting yang harus dipertimbangkan dalam memilih agregat untuk
pekerjaan jalan dan pemberat kereta api. Batu yang bagus jangan sampai
dipakainya lebih dari 2%.
(viii) Porositas dan Penyerapan: Semua batu memiliki pori-pori dan
karenanya menyerap air. Reaksi air dengan bahan batu menyebabkan disintegrasi.
Uji penyerapan ditentukan sebagai persentase air yang diserap oleh batu saat
direndam di bawah air selama 24 jam. Untuk batu yang bagus harus sekecil
mungkin dan tidak lebih dari 5.
(ix) Cuaca: Hujan dan angin menyebabkan hilangnya tampilan batu
yang baik. Oleh karena itu batu dengan ketahanan cuaca yang baik harus
digunakan untuk pekerjaan wajah.
(x) Ketangguhan: Perlawanan terhadap dampak disebut ketangguhan. Hal
ini ditentukan oleh uji dampak. Batu dengan indeks ketangguhan lebih dari 19
lebih disukai untuk pekerjaan jalan. Ketangguhan indeks 13 sampai 19 dianggap
sebagai media tangguh dan batu dengan indeks ketangguhan kurang dari 13 adalah
batu yang miskin.
(xi) Perlawanan terhadap Api: Pasir batu tahan api lebih baik. Bahan
bertulang, meski kurang kuat, bagus dalam melawan api.
(xii) Kemudahan dalam penggunaan: Biaya dressing berkontribusi pada
biaya pasangan batu untuk sebagian besar. Dressing mudah di batu dengan
kekuatan lebih rendah. Oleh karena itu seorang insinyur harus melihat kekuatan
yang cukup dan bukan kekuatan tinggi saat memilih batu untuk pekerjaan
bangunan.
(xiii) Seasoning: Batu yang diperoleh dari galian mengandung uap air di
pori-pori. Kekuatan batu membaik jika kelembapan ini dikeluarkan sebelum
menggunakan batu. Proses mengeluarkan uap air dari pori disebut seasoning. Cara
terbaik seasoning adalah dengan membiarkannya melakukan aksi alam selama 6 sampai
12 bulan. Ini sangat dibutuhkan dalam kasus batu laterit.
1.1.3 Persyaratan Batu Bangunan
yang Baik
Berikut ini adalah persyaratan dari batu bangunan yang bagus:
(i) Kekuatan: Batu harus bisa menahan beban yang ada di atasnya.
Biasanya ini bukan perhatian utama karena semua batu memiliki kekuatan yang
baik. Namun dalam kasus struktur besar, mungkin perlu untuk memeriksa
kekuatannya.
(ii) Daya Tahan: Batu yang dipilih harus mampu menahan efek buruk dari
kekuatan alami seperti angin, hujan dan panas.
(iii) Kekerasan: Batu yang digunakan di lantai dan trotoar harus bisa
menahan kekuatan abrasif yang disebabkan oleh pergerakan pria dan bahan di
atasnya.
(iv) Ketangguhan: Batu bangunan harus cukup kuat untuk mempertahankan
tekanan yang dikembangkan karena getaran. Getarannya mungkin disebabkan mesin
yang dipasang di atasnya atau karena beban yang bergerak di atas batu.
Agregat batu yang digunakan dalam konstruksi jalan harus tangguh.
(v) Berat jenis: Berbagai batu yang lebih berat harus digunakan untuk
pembangunan bendungan, dinding penahan, dermaga dan pelabuhan. Berat jenis batu
bangunan yang baik adalah antara 2,4 dan 2,8.
(vi) Porositas dan Penyerapan: Batu bangunan tidak boleh keropos. Jika
air hujan keropos masuk ke dalam tuang dan bereaksi dengan batu dan
meremukkannya. Di ketinggian yang lebih tinggi, pembekuan air di pori-pori
terjadi dan hasilnya menjadi disintegrasi batu.
(vii) Dressing: Memberikan bentuk yang diinginkan ke batu disebut
dressing. Seharusnya mudah dressing sehingga biaya dressing berkurang.
Namun perawatan harus dilakukan agar, ini tidak menjadi biaya dengan kekuatan
yang dibutuhkan dan daya tahan.
(viii) Penampilan: Dalam kasus batu yang akan digunakan untuk
pekerjaan wajah, di mana penampilan merupakan persyaratan utama, warna dan
kemampuan untuk menerima poles merupakan faktor penting.
(ix) Seasoning: Batu yang bagus harus bebas dari getah buruan. Batu
laterit sebaiknya tidak digunakan selama 6 sampai 12 bulan setelah penggalian.
batu diizinkan menyingkirkan getah quarry dengan aksi alam. Proses getah
getar ini disebut seasoning.
(x) Biaya: Biaya merupakan pertimbangan penting dalam memilih bahan
bangunan. Kedekatan tempat penggalian ke lokasi bangunan membawa turun biaya
transportasi dan karenanya biaya batu turun. Namun mungkin dicatat bahwa tidak
ada satu batu pun yang bisa memenuhi semua kebutuhan batu bangunan yang baik,
karena satu persyaratan mungkin bertentangan dengan yang lain. Misalnya,
kebutuhan kekuatan dan daya tahannya bertentangan dengan kemudahan pemakaian.
Oleh karena itu perlu agar insinyur lapangan melihat ke dalam sifat yang
dibutuhkan untuk pekerjaan yang dilakukan dan memilih batu.
1.1.4 Pengujian pada Batu
Untuk memastikan sifat batu yang dibutuhkan, pengujian berikut dapat
dilakukan:
(i) uji kekuatan menghancurkan
(ii) uji penyerapan air
(iii) uji abrasi
(iv) uji dampak
(v) uji asam.
(i) Uji Kekuatan Crushing: Untuk melakukan pengujian ini, spesimen
berukuran 40 × 40 × 40 mm dibuat dari batu induk. Kemudian sisi-sisinya dressing halus dan ditempatkan di air selama 3 hari. Spesimen jenuh diberikan
dengan lapisan plester paris pada permukaan atas dan bawahnya agar permukaannya
rata sehingga beban yang diterapkan didistribusikan secara merata. Distribusi
beban yang seragam dapat diperoleh secara memuaskan dengan menyediakan sepasang
playwood setebal 5 mm daripada menggunakan plester lapisan paris juga. Spesimen
yang ditempatkan di mesin uji kompresi dimuat dengan kecepatan 14 N / mm2 per
menit. Beban yang menghancurkan dicatat. Kemudian kekuatan menghancurkan sama
dengan beban hancur dibagi dengan area dimana beban diterapkan. Setidaknya tiga
spesimen harus diuji dan rata-rata harus diambil sebagai kekuatan penghancur.
(ii) Uji Penyerapan Air: Untuk spesimen kubus uji ini beratnya sekitar
50 gram disiapkan dan pengujian dilakukan pada langkah-langkah yang diberikan
di bawah ini:
(a) Perhatikan berat spesimen kering sebagai W1.
(b) Tempatkan spesimen dalam air selama 24 jam.
(c) Keluarkan spesimen, bersihkan permukaan dengan selembar kain dan
timbangkan spesimen. Biarkan berat menjadi W2.
(d) Suspend spesimen secara bebas dalam air dan timbangan. Biarkan
berat menjadi W3.
(e) Tempatkan spesimen dalam air mendidih selama 5 jam. Kemudian
keluarkan, usapkan permukaan dengan kain dan timbangkan. Biarkan berat ini
menjadi W4. Kemudian,
(iii) Uji Abrasi: Pengujian ini dilakukan pada batu yang digunakan
sebagai agregat untuk konstruksi jalan. Hasil uji menunjukkan kesesuaian batu
terhadap aksi penggilingan di bawah lalu lintas. Salah satu dari tes berikut
dapat dilakukan untuk mengetahui kesesuaian agregat:
(i) uji abrasi Los Angeles
(ii) uji abrasi devisa
(iii) tes abrasi Dorry.
Namun uji abrasi Los Angeles lebih diutamakan karena hasil uji ini
memiliki korelasi yang baik dengan kinerja trotoar.
Aparatus Los Angeles [Gambar. 1.1] terdiri dari diameter silinder
berongga 0,7 m dan panjang 0,5 m dengan kedua ujungnya ditutup. Ini dipasang
pada bingkai sehingga bisa diputar sekitar sumbu horisontal. Seiring dengan
berat spesimen tertentu, sejumlah bola besi cor tertentu berdiameter 48 mm
ditempatkan di dalam silinder.
Kemudian silinder diputar pada kecepatan 30 sampai 33 rpm untuk jumlah
waktu tertentu (500 sampai 1000). Kemudian agregat dilepas dan disaring pada
1,7 mm. IS saringan Bobot passing agregat ditemukan. Kemudian nilai Los Angeles
ditemukan sebagai
Nilai berikut direkomendasikan untuk pekerjaan jalan:
Untuk campuran bitumen - 30%
Untuk kursus dasar - 50%
(iv) Uji Dampak: Perlawanan batu terhadap dampak ditemukan dengan
melakukan pengujian pada mesin uji yang berdampak (Gambar 1.2). Ini terdiri
dari bingkai dengan panduan di mana palu logam seberat 13,5 sampai 15 kg dapat
dengan bebas jatuh dari ketinggian 380 mm.
Agregat ukuran 10 mm sampai 12,5 mm diisi silinder dalam 3 lapisan
yang sama; setiap lapisan diberi tamped 25 kali. Hal yang sama kemudian
ditransfer ke cangkir dan lagi dipadamkan 25 kali. Palu kemudian dibiarkan
jatuh bebas pada spesimen sebanyak 15 kali. Spesimen tersebut kemudian disaring
melalui saringan 2,36 mm. Kemudian,
dimana:
W2 = berat denda
W1 = berat asli.
Nilai dampak yang direkomendasikan untuk berbagai karya adalah:
(i) untuk memakai mata kuliah> / 30%
(ii) untuk mechadam bitumen> / 35%
(iii) untuk mechadam air terikat> / 40%
(v) Uji Asam: Tes ini biasanya dilakukan pada batu pasir untuk
memeriksa keberadaan kalsium karbonat, yang melemahkan kualitas penahan cuaca.
Dalam tes ini, sampel batu dengan berat sekitar 50 sampai 100 gram diambil dan
disimpan dalam larutan satu per satu asam hidroklorida selama tujuh hari.
Solusinya adalah gelisah pada interval. Batu bangunan yang bagus mempertahankan
ujungnya yang tajam dan menjaga permukaannya tetap utuh. Jika ujungnya pecah
dan bedak terbentuk di permukaan, hal itu mengindikasikan adanya kalsium
karbonat. Batu semacam itu akan memiliki ketahanan cuaca yang buruk.
1.1.5 Penggunaan Batu
Batu digunakan dalam konstruksi teknik sipil berikut:
(i) Batu bata digunakan untuk konstruksi fondasi, dinding, kolom dan
lengkungan.
(ii) Batu digunakan untuk lantai.
(iii) lempengan batu digunakan sebagai kursus bukti lembab, lintel dan
bahkan sebagai bahan atap.
(iv) Batu dengan penampilan bagus digunakan untuk wajah karya
bangunan. Kelereng dan granit yang dipoles biasanya digunakan untuk pekerjaan
wajah.
(v) Batu digunakan untuk paving jalan, jalan setapak dan ruang terbuka
di sekeliling bangunan.
(vi) Batu juga digunakan dalam konstruksi dermaga dan penghalang
jembatan, bendungan dan dinding penahan.
(vii) Batu-batu yang hancur dengan kuburan digunakan untuk menyediakan
jalur dasar jalan. Bila dicampur dengan tar batu membentuk finishing coat.
(viii) Batu hancur digunakan dalam karya berikut juga:
(a) Sebagai bahan inert dasar beton
(b) Untuk membuat batu buatan dan balok bangunan
(c) Sebagai pemberat kereta api.
1.1.6 Bangunan Umum Batu
Berikut adalah beberapa batu yang biasa digunakan:
(i) Basal dan perangkap
(ii) Granit
(iii) Pasir batu
(iv) Slate
(v) laterit
(vi) Marmer
(vii) Gneiss
(viii) Kuarsit.
Kualitas dan kegunaan batu dijelaskan di bawah ini:
(i) Basal dan Perangkap: Strukturnya bersifat halus dan halus. Warna
batu bervariasi dari abu-abu gelap sampai hitam. Fraktur dan persendian
sering terjadi. Bobotnya bervariasi dari 18 kN / m3 sampai 29 kN / m3. Kekuatan
tekan bervariasi dari 200 sampai 350 N / mm2. Ini adalah batuan beku. batu digunakan sebagai logam jalan, agregat untuk beton. batu juga digunakan untuk
pekerjaan batu puing untuk tiang jembatan, dinding sungai dan bendungan. batu digunakan sebagai trotoar.
(ii) Granit: Granit juga batuan beku. Warnanya bervariasi dari abu-abu
muda hingga merah muda. Strukturnya berbentuk kristal, halus sampai kasar.
Batu mengambil poles dengan baik. Batu keras tahan lama. Berat jenis adalah
dari 2,6 sampai 2,7 dan kekuatan tekan 100 sampai 250 N / mm2. Batu digunakan
terutama untuk tiang jembatan, dinding sungai, dan bendungan. Batu digunakan
sebagai curbs dan tiang. Penggunaan granit untuk bangunan monumental dan
institusional biasa terjadi. Granit yang dipoles digunakan sebagai atasan meja,
cladding untuk kolom dan dinding. Batu digunakan sebagai agregat kasar dalam
beton.
(iii) Batu pasir: Ini adalah batuan sedimen, dan karenanya bertingkat.
Batu terdiri dari kuarsa dan feldspar. Batu ditemukan dalam berbagai warna
seperti putih, abu-abu, merah, buff, coklat, kuning bahkan abu-abu gelap. Bobot
spesifik bervariasi dari 1,85 sampai 2,7 dan kekuatan tekan bervariasi dari 20
sampai 170 N / mm2. Porositasnya bervariasi dari 5 sampai 25 persen. Pelapisan
batuan membuatnya tidak sesuai dengan batu bangunan. Sangat disarankan untuk
menggunakan batu pasir dengan semen silika untuk struktur yang berat, jika
perlu. Batu digunakan untuk pekerjaan tukang batu, untuk bendungan, tiang
jembatan dan dinding sungai.
(iv) Batu tulis: Ini adalah batuan metamorf. Batu terdiri dari
kuarsa, mika dan mineral tanah liat. Strukturnya berbutir halus. Batu berpisah di sepanjang bidang tempat tidur asli dengan mudah. Warnanya
bervariasi dari abu-abu gelap, abu-abu kehijauan, ungu abu-abu sampai hitam.
Berat jenisnya adalah 2,6 sampai 2,7. Kekuatan kompresif bervariasi dari 100
sampai 200 N / mm2. Batu digunakan sebagai genteng atap, slab, trotoar dll.
(v) Laterite: Ini adalah batu metamorf. Strukturnya berpori dan spon.
Ini mengandung persentase oksida besi yang tinggi. Warnanya mungkin berwarna
kecoklatan, merah, kuning, coklat dan abu-abu. Bobot spesifiknya adalah 1,85
dan kuat tekan bervariasi dari 1,9 sampai 2,3 N / mm2. Bisa dengan mudah
ditambang di blok. Dengan seasoning itu menguat. Bila digunakan sebagai batu
bangunan, permukaan luarnya harus diplester.
(vi) Marmer: Ini adalah batu metamorf. Bisa memoles dengan baik. Ini
tersedia dalam berbagai warna yang menyenangkan seperti putih dan pink. Bobot
spesifiknya adalah 2,65 dan kuat tekan 70-75 N / mm2. Ini digunakan untuk
pekerjaan menghadap dan hias. Ini digunakan untuk kolom, lantai, langkah dll.
(vii) Gneiss: Ini adalah batu metamorf. Hal ini baik untuk biji-bijian
kasar. Band hitam dan putih alternatif biasa terjadi. Warna abu-abu abu-abu,
pink, ungu, hijau kehijauan dan abu-abu tua tersedia. Batu-batu ini tidak
disukai karena adanya unsur-unsur yang merusak di dalamnya. Batu mungkin
digunakan dalam konstruksi kecil. Namun varietas keras bisa digunakan untuk
bangunan. Bobot spesifik bervariasi dari 2,5 sampai 3,0 dan kekuatan penghancur
bervariasi dari 50 sampai 200 N / mm2.
(viii) Kuarsit: Kuarsit adalah batu metamorf. Strukturnya baik untuk
kasar dan sering granular dan bermerek. Batu tersedia dalam berbagai warna
seperti putih, abu-abu, kekuningan. Kuarsa adalah konstituen utama dengan
feldspar dan mika dalam jumlah kecil. Berat jenisnya bervariasi dari 2,55
sampai 2,65. Kekuatan peredaman bervariasi dari 50 sampai 300 N / mm2. Batu digunakan sebagai blok bangunan dan lembaran. Batu juga digunakan sebagai
agregat beton.
nantikan postingan saya yang berikutnya tentang material bangunan umum lainnya seperti batu bata, semen, kapur dan kayu adalah bahan tradisional.
