Uji kekerasan batuan dilakukan sebagai upaya untuk mengetahui tingkat kekerasan dari batuan untuk keperluan tertentu, seperti yang banyak dilakukan di lahan pertambangan. Dengan mengetahui tingkat kekerasannya maka akan lebih mudah dalam memperkirakan biaya untuk pengeboran dan peledakan.
Adanya pengujian tersebut juga akan membantu meningkatkan efektivitas dan efisiensi kegiatan produksi. Pasalnya, uji kekerasan bukan hanya berguna untuk wilayah pertambangan saja tetapi juga pabrik pengolahan dalam melakukan metode penghancuran batu. Agar semakin jelas, simak ulasan berikut ini.
Apa itu Uji Kekerasan Batuan?
Mungkin masih banyak yang belum memahami kenapa harus dilakukan uji kekerasan pada batuan. Tentunya hal itu akan sangat berguna khususnya dalam bidang pertambangan, konstruksi maupun pabrik pengolahan yang menggunakan material batuan sebagai bahan produksi.
Dengan melakukan uji kekerasan tersebut maka akan lebih mudah mengetahui tingkat kekerasan dari batuan yang diujikan. Metode yang digunakan akan menunjukkan tingkat kekerasan batuan sebagai indikator kekerasan batuan secara keseluruhan di suatu wilayah.
Seperti yang diketahui, efektivitas dan kecepatan pengeboran menjadi salah satu faktor penting dalam kegiatan proyek pertambangan. Demikian juga dengan penempatan alat pengeboran dengan letak lubang, jenis serta jumlah peledak yang dibutuhkan.
Oleh karena itu tingkat kekerasan batuan harus diketahui sebelum kegiatan pengeboran dilakukan. Dengan adanya indikator tingkat kekerasan hasil uji maka akan mudah dalam melakukan estimasi kecepatan pengeboran serta jumlah peledak yang dibutuhkan.
Tujuan Uji Kekerasan Batuan
Secara umum, uji kekerasan dilakukan untuk menguji tingkat kekerasan dari berbagai jenis material. Dalam hal ini uji kekerasan bisa untuk mengetahui tingkat kekerasan dari logam, keramik, elastomer, polimer dan plastik, serta batuan dan mineral. Lantas apa tujuannya?
Tujuan dari uji kekerasan bisa bervariasi tergantung dari jenis material yang diujikan. Namun secara garis besar kekerasan dari material seperti batu dan mineral bisa dijadikan parameter dalam penerapannya. Oleh karena itu sangat penting untuk mengukur tingkat kekerasan secara objektif dan terstandar.
Dengan cara tersebut maka memungkinkan untuk melakukan pengendalian kualitas selama produksi dan pengolahan. Karena setiap material batuan yang diuji harus berada dalam kisaran tingkat kekerasan yang telah ditentukan. Selain itu juga memungkinkan untuk dilakukan perbandingan dengan jenis material lain.
Manfaat Uji Kekerasan Batuan
Pengujian yang dilakukan untuk mengetahui tingkat kekerasan pada batuan memiliki sejumlah manfaat. Diantaranya adalah:
- Penggunaan mesin pengujian otomatis akan memudahkan pengukuran tingkat kekerasan secara cepat dan efektif.
- Bisa menentukan tingkat kekerasan batuan dari mulai karakteristik yang lunak hingga yang keras.
- Membantu menentukan kualitas batuan di wilayah tertentu untuk tujuan konstruksi.
- Memperkirakan tingkat pengeboran yang efektif untuk membuat terowongan.
- Memperkirakan potensi erosi hidrolik pada batuan.
- Berguna untuk pemetaan geoteknik, kebutuhan analisis desain teknik dan konstruksi.
Metode Uji Kekerasan Batuan
Dalam melakukan pengujian terhadap kekerasan batuan, ada beberapa metode yang bisa digunakan. Masing-masing metode tentu memiliki keunggulan tersendiri sehingga bisa diaplikasikan sesuai kebutuhan. Sejumlah metode telah dikembangkan untuk mengukur tingkat kekerasan batuan.
Termasuk di dalamnya tingkat ketahanan terhadap lekukan, pentulan dinamis dari benda yang terkena benturan, serta keausan relatif batuan terhadap material yang lain. Adapun metode untuk uji kekerasan pada batuan antara lain adalah:
1. Metode Kickback Hammer
Metode untuk menguji kekerasan batuan ini dikembangkan oleh ASTM (Association of Testing and Materials) dengan standar ASTM D5873. Pada metode ini digunakan alat uji berupa palu pantul yang dilengkapi pegas, palu uji beton atau penguji benturan, selain itu dibutuhkan sampel dan pengujian.
Metode ini paling tepat jika diterapkan pada jenis batuan dengan kuat tekan uniaxial 1-100 Mpa. Alat uji bisa digunakan di laboratorium maupun di lapangan untuk melakukan pengukuran tingkat kekerasan batuan secara cepat.
Angka atau nilai kekerasan batuan yang dihasilkan bisa digunakan untuk berbagai keperluan terutama untuk mengetahui karakteristik dari material batuan yang diuji. Adapun metode uji kekerasan tersebut bukan bertujuan untuk mengubah data kekerasan yang dihasilkan agar sesuai dengan desain.
2. Metode Equotip
Metode lainnya yang digunakan untuk uji kekerasan batuan adalah Equotip. Sebagai informasi, alat uji yang berguna untuk mengukur tingkat kekerasan batuan secara portabel ini sudah digunakan pengelola tambang Martabe, PT Agincourt Resource sejak tahun 2018.
Penggunaan alat ukur tersebut dianggap sangat efektif dan mampu meningkatkan efektivitas serta efisiensi produksi. Pengujian dengan metode ini juga dianggap lebih unggul karena lebih cepat dan akurat serta tidak menimbulkan kerusakan.
Dengan menggunakan metode Equotip, lebih mudah untuk mengelompokkan jenis batuan berdasarkan batuan induk. Nilai kekerasan yang dihasilkan juga akurat sehingga mampu merepresentasikan kondisi dan kekerasan batuan yang sebenarnya.
3. Metode Rebound Hammer
Penggunaan dari metode ini cukup terbatas, yaitu pada jenis batuan yang sangat keras atau pada jenis batuan yang sangat lunak. Dalam hal ini batuan yang diuji memiliki kuat tekan uniaxial kurang dari 1 Mpa atau lebih besar dari 100 Mpa.
Kualitas pengukuran yang dihasilkan akan bergantung pada kompetensi personil yang melakukan pengujian serta kesesuaian antara peralatan dan fasilitas pendukung yang digunakan. Rebound Hammer sendiri tersedia di beberapa produsen dengan rentang energi yang cukup bervariasi.
4. Metode Uji Kekerasan Rockwell
Metode uji kekerasan batuan dan logam ini dikenal dengan nama ASTM D785. Yaitu sebuah metode pengukuran kekerasan yang didasarkan pada peningkatan bersih kedalaman ketika beban diterapkan. Dalam metode ini angka kekerasan batuan tidak memiliki satuan namun diberikan skala R, L, M, E, K.
Angka yang lebih tinggi pada hasil uji akan menunjukkan tingkatan kekerasan yang lebih kuat atau keras. Pengujian kekerasan menggunakan metode ini dilakukan dengan cara menempatkan sampel standar pada permukaan tempat tester.
Beban kecil akan diterapkan dan mulai mengatur indikator menjadi nol. Selanjutnya beban utama akan diterapkan dengan cara membuka tuas dan setelah berlangsung selama 15 detik beban utama akan disingkirkan.
Kemudian sampel akan dibiarkan pulih dalam waktu 15 detik dan tingkat kekerasan bisa dibaca pada dial dengan kondisi sampel masih diterapkan. Jenis metode ini banyak digunakan karena memiliki beberapa kelebihan, yaitu:
- Hemat Biaya
Metode Rockwell menawarkan proses pengujian kekerasan yang lebih murah sehingga menghemat biaya. Hal ini dikarenakan proses uji kekerasan tidak memerlukan evaluasi optik sehingga lebih cepat dan efisien tanpa alat lainnya yang lebih kompleks.
- Tidak Memerlukan Persiapan Bahan
Pada metode uji kekerasan yang lain biasanya dibutuhkan persiapan bahan seperti digiling, digosok atau dipoles dan dipotong untuk proses pengujian secara akurat. Namun hal itu tidak perlu dilakukan jika menggunakan metode Rockwell. Sampel yang diuji tidak perlu menjalani proses persiapan tertentu.
- Sifatnya Tidak Merusak
Pengujian dengan metode Rockwell akan meninggalkan lekukan yang cukup besar pada material. Meski begitu proses pengujiannya bersifat non invasif dan non destruktif sehingga tidak akan menimbulkan kerusakan.
Uji kekerasan batuan merupakan suatu metode yang dilakukan untuk mengetahui tingkat kekerasan pada batuan. Salah satu tujuannya adalah untuk memperkirakan kecepatan pengeboran untuk kebutuhan tambang maupun konstruksi. Selain itu juga untuk mengantisipasi potensi erosi pada batuan.
