Bab 6 Free Water Ok

7/27/2019 Bab 6 Free Water Ok

1/7

BAB VI

PENGUJIAN FREE WATER

6.1 Tujuan Percobaan

1. Untuk mrngetahui free water yang terdapat pada semen kelas A

2. Membandingkan Free Water dengan penambahan berat Bentonite

dan berat Barite

6.2 Teori Dasar

Free water adalah air bebas yang terpisah dari suspensi semen.Apabila harga free water ini terlalu besar melebihi batas air maksimum

maka akan terjadi pori-pori pada semen. Ini akan mengakibatkan semen

mempunyai permeabilitas besar.

Water cement ratio adalah perbandingan air yang dicampur

terhadap bubuk semen sewaktu suspensi semen dibuat. Jumlah air yang

dicampur tidak boleh lebih atau kurang, karena akan mempengaruhi baik

buruknya ikatan semen nantinya.

Pertimbangan yang dipakai dalam kita menentukan angka WCR adalah

kehalusan butiran bubuk semen, karakteristik aliran slurry saat

dipompakan, kekuatan pompa, densitas bubur semen, permeabilitas batuan

semen.

Pada umumnya perbandingan berat air dengan semen berkisar antara 0,4

sampai 0,6 untuk membuat suspensi konvensional. Striebel dan Czernin

dalam hasil penelitiannya menunjukkan bahwa WCR sebesar 0,25 sampai

0,26 adalah merupakan kebutuhan minimum suspensi semen untuk

melakukan hidrasi komplit dari jenis semen portland, dengan istilah

chemically-bund-water. Karena secara hukum fisika, air mempunyai dua

kutub elektron maka dibutuhkan air sebanyak 0,15 untuk memberikan

peluang pada elektron-elektron untuk mengarahkan dirinya sesuai dengan

kebutuhan. Sehingga air minimum total sebanyak 0,4. Dimana ini

bertujuan untuk memberi efek pada suspensi semen untuk tetap dapat

dipompakan (viskositasnya rendah) sehingga konsekuensinya batuan

58


2/7

semen yang terbentuk akan mempunyai porositas dan permeabilitas yang

relatif besar. Hubungan WCR dengan besarnya densitas dapat dilihat pada

Gambar 5.2.1.

Batasan jumlah air dalam suspensi semen didefinisikan sebagai kadar

minimum dan kadar maksimum.

a. Kadar Minimum Air

Kadar minimum air adalah jumlah air yang dicampurkan tanpa

menyebabkan konsistensi suspensi semen lebih dari 30 Uc selama 20

menit pertama pada temperatur 80 oF (27 oC). Bila air yang ditambahkan

lebih kecil dari kadar minimumnya, maka akan terjadi gesekan (friksi)

yang cukup besar di annulus sewaktu suspensi semen dipompakan dan

juga akan menaikkan tekanan di annulus. Kadar air yang normal adalah

bila konsistensi semen menunjukkan angka sekitar 11 Bc.

B. Kadar Maksimum Air

Kadar maksimum air yang diberikan setiap kelas semen adalah sebanding

dengan jumlah sisa partikel semen dalam suspensi hingga initial set

terjadi. Laju pengendapan untuk kelas-kelas semen sebagian besar

tergantung pada luas permukaan, komposisi kimia dan WCR. Berdasarkan

anggapan ini, maksimum water content ratio semen ditetapkan sebagai

kwantitas (jumlah) maksimum air yang dicampur dengan semen tanpa

menyebabkan pemisahan lebih dari 3,5 ml air bebas ketika 250 slurry

didiamkan selama 2 jam pada temperatur ruang pada sebulah silinder.

59


3/7

GRAFIK 6.2.1 Water Cement Ratio Terhadap Densitas

Jumlah air yang terlalu sedikit akan menyulitkan pemompaan,

sedangkan bila terlalu banyak akan menurunkan kekuatan semen karenanaiknya permeabilitas semen. Jadi kadar air yang terdapat dalam suspensi

semen harus berada antara kadar minimum dan kadar maksimum.

Kandungan air normal dalam suspense semen yang direkomendasikan oleh

API dapat dilihat pada table 6.2.1.

API Class

Cement

Water (%)

by Weight of Cement

Water

Gal per sack Liter per sackA & B 46 5.19 19.6

C 56 6.32 23.9

D, E, F dan H 38 4.29 16.2

G 44 4.97 18.8

J (Centative) - - -

TABEL 6.2.1

Kandungan air mineral

dalam suspensi semen yang direkomendasikan oleh API

6.2.1. Peralatan dan Bahan

a. Peralatan b. Bahan

- Mixer - Semen Portland Kelas A

- Timbangan - Air

- Gelas Ukur - Bentonite

60


4/7

6.3 Prosedur Percobaan

1. Gunakan tabung ukur, kemudian isi tabung tersebut dengan suspensi

semen yang akan diukur kadar airnya sebanyak 250 ml

2. Diamkan selama 2 jam sehingga terjadi air bebas pada atas tabung,

catat harga air bebas yang terbentuk.

3. Air bebas yang terjadi tidak boleh lebih dari 3,5 ml

6.4 Data dan Perhitungan

Data Perhitungan

Berat Semen

(gram)

Vol.air

(ml)

Additif (gram) Free Water @

2 jam (ml)Bentonite Barite

600 276 0 0.5

600 276 1 0

600 276 2 0

600 276 3 0

600 276 4 0

600 276 5 0.75

600 276 6 0600 276 7 0

600 276 0 0

600 276 1 0.25

600 276 2 0.1

600 276 3 0

600 276 4 0

600 276 5 0

600 276 6 0

600 276 7 0

Tabel 6.2Hasil pengujian free water

Semen kelas A

WCR = 46%

61


5/7

Gambar 6.1Grafik Free Water Vs Bentonite, barite

6.5. Pembahasan

Pada percobaan free water ini digunakan suspensi semen dengan

komposisi 600 gram semen, 276 mL air dan addiif barite dan bentonite

dengan berat antara 0 gr sampai 7 gr. Suspensi semen yang telah jadi

dimasukkan ke dalam gelas ukur sebanyak 250 mL. kemudian didiamkan

selama dua jam, dan setelah dua jam free water diamati dengan membaca

kandungan air dari skala gelas ukur.

Pada penambahan bentonite sebanyak 5 gr didapatkan free water

sebanyak 0.75 ml. Sedangkan pada penambahan1 gr barite didapatkan

0.25 ml free water. Pada setiap penambahan bentonite maupun barite

terjadi ketidakstabilan free water yang terbentuk.

Dalam melakukan suatu penyemenan diperlukan kehati-hatian

dalam penambahan air ke dalam campuran bubuk semen, karena bila tidak

hati-hati (sesuai yang diharapkan) akan berakibat hasil suspensi semen

kurang baik. Apabila air yang ditambahkan terlalu banyak maka akan

menimbulkan masalah pada daya ikat semen untuk kekuatan semen

tersebut, karena semakin banyak air yang ditambahkan maka free water

yang didapat semakin banyak yang mengakibatkan permeabilitas besar

62


6/7

dan semen rapuh. Apabila air yang ditambahkan kurang akan berakibat

semen mempunyai daya ikat yang besar dan berakibat retaknya atau

pecahnya formasi.

Oleh karena itu, penambahan air (WCR) tidak boleh melebihi

kadar maksimum atau kurang dari kadar minimumnya. Untuk mengatasi

terjadinyafree wateryang berlebihan biasanya ditambahkan additive yang

terkandung dari formasinya.

Dari grafik penambahan free water vs bentonite menunjukkan

adanya fluktuasi. Dimana pada awal grafik meningkat, kemudian menurun

dan meningkat kemudian menurun lagi. Secara teoritis, bentonite

berfungsi sebagai penghisap (pengabsorb air), sehingga kadar free water

akan berkurang bila bentonite yang ditambahkan semakin banyak. Namun

bila free water terlalu sedikit, menyebabkan semen memiliki friksi yang

besar terhadap lubang bor, akibatnya formasi bisa retak atau pecah.

Grafik penambahan Free water vs barite menunjukkan fluktuasi

kecil. Dimana grafik cenderung meningkat di awal, dan di akhir stabil di

harga nol. Secara teori, barite dapat menurunkan free water. Sehingga, bila

barite yang ditambahkan semakin banyak, maka free water yang diperoleh

semakin sedikit. Free water yang terlalu besar dapat menghasilkan pori

pori pada semen yang berarti bahwa permeabilitasnya besar. Akibatnya

semen kurang kokoh.

6.6. Kesimpulan

- Free water maximum pada penambahan Bentonite bernilai 0,75 ml

yang terjadi pada penambahan 5 gram Bentonite.

- Free water maximum pada penambahan Barite bernilai 0,25 ml

yang terjadi pada penambahan 1 gram Barite.

- Data free water didapatkan dari grafik antara penambahana aditive

dengan free water.

- Free water yang terbentuk akibat penambahan barite dan bentonite

paling besar bernilai 0.75 ml, artinya tidak melebihi ambang batas

63


7/7

yaitu sekitar 3.5 ml. Untuk semen kelas A dengan WCR 46%

kandungan airnya sebesar 19.6 liter per sack.

64

Bab 6 Free Water Ok

Documents

Transcript of Bab 6 Free Water Ok