BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.3 Pengujian sifat fisik tanah
4.3.2 Pengujian sifat fisik tanah dengan bahan stabilisator
4.3.2.2 Batas plastis
Pada Gambar 4.6 menunjukkan bahwa terjadi penurunan nilai batas plastis akibat penambahan bahan stabilisasi. Nilai batas plastis (PL) tanah ketika ditambah 3% semen lebih besar dibandingkan tanah asli yaitu 13,67%. Nilai Batas Plastis tanah asli menunjukkan 13,12% dan pada penambahan fly ash 14 % menunjukkan nilai Batas Plastis sebesar 16,16%. Pada Gambar 4.6 dapat dilihat bahwa nilai batas plastis pada tanah dengan penambahan bahan stabilitasi semen dan fly ash cenderung konstan.
25
Gambar 4.6 Grafik hubungan antara nilai batas plastis (PL) dengan variasi campuran PC dan FA dengan waktu pemeraman selama 14 hari.
4.3.2.3 Indeks Plastisitas
Pada Gambar 4.7 menunjukkan bahwa dengan penambahan bahan stabilisasi semen dan fly ash maka nilai Indeks Plastisitas akan menurun. Hal ini disebabkan oleh menurunnya nilai Batas Cair.
Gambar 4.7 Grafik hubungan antara nilai IP dengan variasi campuran PC dan FA dengan waktu pemeraman selama 14 hari.
Penurunan nilai Batas Cair lebih signifikan dibandingkan dengan kenaikan yang terjadi pada Batas Plastis, sehingga menyebabkan terjadinya penurunan Indeks Plastisitas.
4.4 Pengujian Sifat Mekanis Tanah
4.4.1 Pengujian pemadatan tanah asli (compaction test)
Dalam pengujian pemadatan tanah (compaction test) diperoleh hubungan antara kadar air optimum (Wopt) dan berat isi kering maksimum (𝛾𝛾𝑑𝑑maks). Dalam pengujian ini peneliti menggunakan metode pengujian dengan uji pemadatan proctor standard. Alat - alat yang digunakan peneliti selama pengujian, yaitu:
• Mould cetakan Ø 10,2 cm, diameter dalam Ø 10,16 cm.
• Berat penumbuk 2,5 kg dengan tinggi jatuh 30 cm.
• Sampel tanah lolos saringan no 4.
Hasil uji pemadatan proctor standard ditampilkan pada Tabel 4.4 dan kurva pemadatan ditampilkan pada Gambar 4.8.
Tabel 4.4 Data uji pemadatan tanah asli
No Hasil Pengujian Nilai
1. Kadar air optimum (Wopt) 19,74%
2. Berat isi kering maksimum (γd) 1,32 gr/cm³
Gambar 4.8 Kurva kepadatan tanah asli
4.4.2 Pengujian pemadatan tanah dengan bahan stabilisator
Pada tabel 4.5 menunjukkan hasil pengujian sifat mekanis tanah yang telah dicampur dengan bahan stabilisator berupa semen dan fly ash dan hubungan antara nilai berat isi kering dengan variasi campuran ditunjukkan pada Gambar
0
4.9 serta hubungan kadar air optimum dengan variasi campuran ditunjukkan pada Gambar 4.10.
Tabel 4.5 Data uji pemadatan tanah
Sampel γd maks
(gr/cm3)
Wopt
(%)
Tanah Asli 1,32 19,74
3 % PC 1,35 19,62
3 % PC + 2 % FA 1,43 19,37
3 % PC + 3 % FA 1,45 19,22
3 % PC + 4 % FA 1,48 18,97
3 % PC + 5 % FA 1,51 18,67
3 % PC + 6 % FA 1,53 18,48
3 % PC + 7 % FA 1,55 18,31
3 % PC + 8 % FA 1,58 18,26
3 % PC + 9 % FA 1,61 18,16
3 % PC + 10 % FA 1,63 17,96
3 % PC + 11 % FA 1,65 17,84
3 % PC + 12 % FA 1,67 17,65
3 % PC + 13 % FA 1,69 17,57
3 % PC + 14 % FA 1,71 17,25
4.4.2.1 Berat isi kering maksimum ( γd maks )
Dari hasil uji pemadatan tanah yang telah dilakukan pada tanah asli diperoleh nilai berat isi kering tanah sebesar 1,32 gr/cm³. Pada gambar 4.9 menunjukkan bahwa dengan penambahan fly ash nilai berat isi kering maksimum cenderung meningkat. Hal ini disebabkan adanya semen dan fly ash yang berfungsi sebagai filler dan mengisi rongga-rongga di antara butiran tanah sehingga air tidak dapat masuk ke dalamnya. Kepadatan maksimum terbesar terjadi pada kadar fly ash sebesar 14%.
Gambar 4.9 Grafik hubungan antara berat isi kering maksimum ( γd maks ) tanah dan variasi campuran dengan waktu pemeraman selama 14 hari.
4.4.2.2 Kadar air maksimum campuran
Hasil kadar air optimum dari percobaan yang dilakukan ditunjukkan pada Tabel 4.5 dapat diketahui bahwa nilai kadar air optimum tanah asli yaitu 19.74%
1
Berat Isi Kering Maksimum (gr/cm3)
3% PC + % Fly Ash
Gambar 4.10 Grafik hubungan antara kadar air optimum tanah ( wopt ) dan variasi campuran dengan waktu pemeraman selama 14 hari.
Gambar 4.10 menunjukkan nilai kadar air optimum cenderung mengalami penurununan yang disebabkan oleh absorbsi dari bahan stabilisitasi semen dan fly ash dimana semen dan fly ash mengandung zat berupa pozzolan yang reaktif terhadap air.
4.4.3 Pengujian kuat tekan bebas (unconfined compression test)
Dalam pengujian ini akan diperoleh hubungan antara nilai Kuat Tekan Bebas tanah (qu) pada tanah asli dan tanah remoulded (buatan) serta nilai Kuat Tekan Bebas tanah (qu) pada setiap variasi tanah yang telah dicampur dengan bahan stabilisasi semen dan fly ashdengan waktu pemeraman selama 14 hari.
Selanjutnya dari hasil nilai qu diperoleh nilai kohesi (cu) yaitu sebesar ½ qu.
Tabel 4.6 Data hasil uji kuat tekan bebas 3% semen(PC) dengan berbagai variasi penambahan fly ash (FA).
Sampel qu (kg/cm2) cu (kg/cm2)
Tanah Asli 1,36 0,68
Remoulded 0,49 0,245
3% Portland Cement 1,528 0,764
3% PC + 2% FA 1,533 0,7665
3% PC + 3% FA 1,599 0,7995
3% PC + 4% FA 1,643 0,8215
3% PC + 5% FA 1,683 0,8415
3% PC + 6% FA 1,709 0,8545
3% PC + 7% FA 1,752 0,876
3% PC + 8% FA 1,771 0,8855
3% PC + 9% FA 1,840 0,92
3% PC + 10% FA 1,884 0,942
3% PC + 11% FA 1,928 0,964
3% PC + 12% FA 1,950 0,975
3% PC + 13% FA 1,971 0,9855
3% PC + 14% FA 2,01 1,005
Hasil pengujian kuat tekan bebas yang dilakukan pada setiap variasi campuran ditunjukkan pada Tabel 4.6. Pada Gambar 4.11 ditunjukkan perbandingan nilai kuat tekan tanah (qu) antara tanah asli dengan tanah remoulded dan pada Gambar 4.12 ditunjukkan nilai kuat tekan tanah (qu) yang diperoleh di setiap variasi campuran.
Tabel 4.7 Perbandingan antara kuat tekan tanah asli dan tanah remoulded
Strain (%) Tanah Asli
qu (kg/cm2)
Tanah Remoulded qu (kg/cm2)
0,5 0,33 0,12
1 0,56 0,16
2 0,65 0,28
3 1,23 0,37
4 1,18 0,43
5 1,16 0,49
6 1,15 0,42
7 0,92 0,37
8 0,87 0,30
Berdasarkan hasil percobaan diperoleh nilai kuat tekan tanah pada tanah asli adalah sebesar 1,36 kg/cm², sedangkan pada tanah remoulded diperoleh sebesar 0,49 kg/cm². Pada Gambar 4.12 ditunjukkan grafik kuat tekan tanah (qu) dengan penambahan bahan stabilisasi 3% PC dengan kadar variasi penambahan fly ash.
Kuat tekan tanah pada penambahan 3% PC memiliki nilai maksimal pada kadar fly ash 14% yakni sebesar 1,99 kg/cm².
Gambar 4.11 Grafik hubungan antara nilai kuat tekan tanah (qu) dengan regangan (strain) yang diberikan pada sampel tanah asli dan tanah remoulded.
Gambar 4.12 Grafik kuat tekan tanah dengan penambah 3% PC dan berbagai variasi penambahan FA dengan waktu pemeraman selama 14 hari.
Terjadinya kenaikan kuat tekan tanah ini dikarenakan adanya absorbsi air oleh semen dan reaksi pertukaran ion dan membentuk kalsium silikat dan kalsium aluminat yang mengakibatkan kekuatan tanah meningkat. Dengan adanya reaksi pozolan membuat partikel-partikel lempung menggumpal sehingga mengakibatkan konsistensi tanah menjadi lebih baik. Reaksi antara silika (SiO2) dan alumina (AL2O3) yang membentuk kalsium silikat hidrat seperti: tobermorit,
0
kalsium aluminat hidrat 4CaO.Al2O3.12H2O dan gehlenit hidrat 2CaO.Al2O3.SiO2.6H2O yang tidak larut dalam air. Pembentukan senyawa-senyawa ini berlangsung lambat dan menyebabkan tanah menjadi lebih keras, lebih padat dan lebih stabil.
Begitu pula dengan fly ash yang mengandung unsur kimia seperti SiO2 dan Al2O3, Fe2O3, CaO dan MgO akan diserap oleh permukaan butiran lempung yang memiliki kandungan yang berbentuk halus dan bermuatan negatif. Ion positif seperti ion hydrogen (H+), ion sodium (Na+), dan ion kalium (K+), serta air yang berpolarisasi, semuanya melekat pada permukaan butiran lempung. Jadi, permukaan butiran lempung tadi kehilangan kekuatan tolaknya (repulsion force), dan terjadilah kohesi pada butiran itu sehingga berakibat kenaikan kekuatan konsistensi tanah tersebut.
4.4.4 Pengujian CBR(California Bearing Ratio)
Pengujian CBR ini merupakan pengujian CBR rendaman (soaked), dengan mengetahui besarnya nilai CBR maka dapat diketahui besar kuat dukung tanah.
Besarnya nilai kuat dukung tanah akan dipengaruhi oleh kualitas bahan, lekatan antar butir, dan kepadatannya. Hasil pengujian CBR yang dilakukan ditunjukkan pada Tabel 4.8 dan pada Gambar 4.13 ditunjukkan grafik nilai CBR untuk setiap variasi.
Tabel 4.8 Data hasil uji CBR Laboratorium 3%semen (PC) dengan berbagai variasi penambahan fly ash (FA)
Sampel γd maks Wopt CBR
Tanah Asli 1,32 19,74 6,67
3% Portland Cement 1,352 19,70 7,89
3% PC + 2% FA 1,430 19,37 9,34
3% PC + 3% FA 1,451 19,22 9,94
3% PC + 4% FA 1,481 18,97 10,72
3% PC + 5% FA 1,511 18,67 11,29
3% PC + 6% FA 1,531 18,48 11,96
3% PC + 7% FA 1,553 18,31 12,91
3% PC + 8% FA 1,583 18,26 13,53
3% PC + 9% FA 1,619 18,16 14,23
3% PC + 10% FA 1,636 17,96 15,24
3% PC + 11% FA 1,65 17,84 15,36
3% PC + 12% FA 1,67 17,65 16,24
3% PC + 13% FA 1,69 17,57 17,01
3% PC + 14% FA 1,71 17,25 17,69
Dari hasil pengujian maka diperoleh nilai CBR terbesar pada pencampuran 3% semen (PC) ditambah 14% fly ash (FA)yaitu sebesar 17,69%
Gambar 4.13 Grafik nilai CBR dengan penambah 3% PC dan berbagai variasi penambahan FA
Setelah peneliti membandingkan hasil penelitian yang dilakukan oleh Marsela dan Sormin dengan bahan pencampur yang berbeda dengan penelitian ini yaitu abu gunung vulkanik, maka di peroleh grafik sebagai berikut :
Gambar 4.14 Perbandingan grafik kuat tekan dengan menggunakan bahan pencampur fly ash dan abu gunung vulkanik
Dari grafik di atas dapat kita lihat bahwa nilai qu pada stabilisasi tanah dengan menggunakan bahan pencampur fly ash lebih kecil pada variasi 0-11%
dan lebih besar pada variasi 12-14% dibandingkan dengan bahan pencampur abu gunung vulkanik.
Gambar 4.15 Perbandingan grafik nilai CBR dengan bahan pencampur fly ash dan abu gunung vulkanik
Dari hasil pengujian Unconfined Compression Test(UCT) didapat nilai kuat tekan pada penambahan 2%PC+8%AGV naik sebesar 105,71% dari tanah asli sedangkan pada penambahan 3%PC+14%FA terjadi kenaikan sebesar 46,32%
dari tanah asli. Sedangkan dari hasil pengujian california bearing test (CBR) didapat nilai CBR pada penambahan 2%PC+8%AGV naik sebesar 131,34% dari tanah asli sedangkan pada penambahan 3%PC+14%FA terjadi kenaikan sebesar 160,26% dari tanah asli.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
CBR
% Kadar FA/AGV
FA AGV T.Asli (FA) T.Asli (AGV)
BAB 5 KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang dilakukan dapat disimpulkan :
1. Berdasarkan klasifikasi USCS, sampel tanah tersebut termasuk dalam jenis CL (Clay – Low Plasticity)
2. Berdasarkan klasifikasi AASHTO, sampel tanah penelitian ini termasuk dalam jenis A-7-6 (17). Campuran 3%PC+14%FA termasuk dalam jenis A-6 (9) dengan masa pemeraman 14 hari,
3. Hasil uji Water Content didapat bahwa nilai kadar air tanah asli sebesar 11,67%.
4. Hasil uji Specific Gravitydidapat bahwa nilai berat spesifik tanah yaitu sebesar 2,63.
5. Dari uji Atterbergpada tanah asli diperoleh nilai Batas Cair atau Liquid Limit(LL)sebesar 43,93% dan Indeks Plastisitas (IP) sebesar 30,81%.
Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan didapat bahwa nilai Indeks Plastisitas menurun dengan bertambahnya persentasi penambahan nilai menurun dengan bertambahnya persentasi penambahan nilai fly ash dimana penambahan 3%PC+14%FA memiliki Indeks Plastisitas (IP) yang paling rendah yaitu 12,98% dengan nilai Liquid Limit(LL) sebesar 29,14%.
6. Dari hasil uji Proctor Standardmenghasilkan nilai kadar air optimum tanah asli sebesar 19,74% dan berat isi kering maksimum sebesar 1,32 gr/cm3, sedangkan dari hasil percobaan didapat nilai kadar air optimum 17,25% dan berat isi maksimum yaitu sebesar 1,71 gr/cm3 pada penambahan bahan stabilisasi 3%PC+14%FA dengan waktu pemeraman selama 14 hari.
7. Dari uji Unconfined Compression Testyang dilakukan pada tanah asli diperoleh nilaikuat tekan tanah (qu) sebesar 1,36 kg/cm2 sedangkan pada tanah remoulded diperoleh nilai kuat tekan tanah (qu) sebesar 0,49 kg/cm2.
8. Dari hasil penelitian Unconfined Compression Testyang dilakukan pada penambahan 3%PC+14%FA memiliki nilai kuat tekan tanah (qu) yang paling besar yaitu 2,014 kg/cm2
9. Dari hasil penelitian CBR pada tanah asli diperoleh nilai CBR sebesar 6,67% sedangkan pada penambahan 2%PC+14%FA memiliki nilai CBR yang paling besar yaitu 17,69%.
10. Nilai kuat tekan dan CBR semakin bertambah hingga kadar fly ash mencapai nilai maksimum karena adanya kandungan silika yang bersifat pozzolan yang merupakan unsur utama pembuatan semen, sehingga mengakibatkan partikel-partikel lempung menggumpal dan mengakibatkan konsistensi tanah menjadi lebih baik.
11. Dari hasil pengujian Unconfined Compression Testdidapat nilai kuat tekan pada penambahan 3%PC+8%AGV naik sebesar 105,71% dari tanah asli sedangkan pada penambahan 3%PC+14%FA terjadi kenaikan sebesar 47,79% dari tanah asli.
12. Dari hasil pengujian CBR didapat nilai CBR pada penambahan 3%PC+8%AGV naik sebesar 131,34% dari tanah asli sedangkan pada penambahan 3%PC+14%FA terjadi kenaikan sebesar 165,22% dari tanah asli.
5.2 Saran
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan mengenai pengaruh bahan stabilisator semen dan fly ash terhadap tanah lempung, penulis memberikan saran bahwa:
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai variasi besar persentasi semen yang berbeda serta variasi waktu pemeraman sehingga dapat dilakukan perbandingan nilai antar variasi untuk setiap bahan pencampur.
2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut pengaruh penambahan semen dan fly ash pada jenis tanah yang lain.
DAFTAR PUSTAKA
Apriyanti Yayuk ,2014. Pemanfaatan Fly Ash Untuk Peningkatan Nilai CBR Tanah Dasar . Jurnal Fropil Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Bangka Belitung Vol 2, Nomor 2, Juli-Desember 2014: 151-162
Arifin B, 2009. Penggunaan Abu Batu Bara PLTU MPANAU Sebagai Bahan Stabilisasi Tanah Lempung. Jurnal SMARTek Volume 7, Nomor 4, November 2009 : 219-228
Bowles, J. E. 1991. Sifat-sifat Fisis dan Geoteknis Tanah (Mekanika Tanah).
Jakarta: Erlangga
Das, B. M. 1994. Mekanika Tanah, Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis, Jilid I.
Jakarta: Erlangga
Endriani, D. 2012. Pengaruh Penambahan Abu Cangkang Sawit terhadap Daya Dukung dan Kuat Tekan pada Tanah Lempung Ditinjau dari Uji UCT dan CBR Laboratorium, Tesis Jurusan Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
Hardiyatmo, H. C. 1992. Mekanika Tanah I, Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Umum.
Pusat Litbang Prasarana Transportasi. 2001. Panduan Geoteknik 1 : Proses Pembentukan dan Sifat-sifat Dasar Tanah Lunak. Jakarta
Silaban, F. 2013. Kajian Efektifitas Semen dan Fly Ash dalam Stabilitas Tanah Lempung dengan Uji Triaxial Cu dan Aplikasi pada Stabilisasi Lereng. Tugas Akhir Jurusan Teknik Sipil USU Medan
Sinaga, H. H. P. 2013. Pengujian Kuat Tekan Bebas pada Stabilitas Tanah Lempung dengan Campuran Semen dan Abu Cangkang Sawit. Program Studi Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara, Medan.