BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
3.5. Metode Pengujian Sampel
3.5.1. Pemeriksaan Index Properties
Percobaan ini bertujuan untuk menghitung kadar air dalam tanah yakani perbandingan berat air dalam tanah dengan berat keringnya. Pengujian ini dilakukan sesuai dengan SNI 03-1965-1990.
A. Bahan dan Peralatan
1) Benda uji yang digunakan adalah sampel tanah tidak terganggu (undisturbed) dan sampel tanah terganggu (disturbed),
2) Peralatan sperti :
− Krus dan neraca dengan ketelitian 0,1 gr, dan
− Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu (100 ± 5) oC.
B. Prosedur Pengujian
1. Timbang krus dan catat berapa beratnya,
2. Maukkan benda uji ke dalam krus, lalu timbang beratnya (krus + tanah), 3. Masukkan krus yang berisi sampel tanah tersebut kedalam oven. Tunggu
4. Setelah ± 24 jam, angkat krus dari oven lalu timbang dan catat beratnya. Dari percobaan ini dapat diperoleh kadar air lapangan dan kadar air mula-mula. Untuk menentukan kadar air sejumlah tanah ditempatkan dalam krus (kaleng kecil) yang beratnya (W1) diketahui sebelumnya. Krus dengan tanah ditimbang (W2) dan kemudian dimasukkan dalam oven yang temperaturnya 105oC untuk masa waktu 24 jam. Kemudian krus dan tanah tersebut ditimbang kembali (W3).
Dengan demikian : Berat air = W2 – W3
Berat tanah kering = W3 – W1
Kadar air =
3.5.1.2. Pengujian Berat Jenis
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui berat jenis dari sampel tanah yang akan diuji. Pengujian ini dilakukan sesuai dengan SNI 03-1964-1990.
A. Bahan dan Peralatan
1) Benda uji yang digunakan adalah benda uji terganggu (disturbed) dan benda uji tidak terganggu (undisturbed),
2) Peralatan seperti :
− Piknometer kapasitas 50 ml,
− Saringan No. 4,
− Neraca dengan ketelitian 0,01 gr,
− Kompor/tungku listrik (hot plate),
− Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu (100 ± 5) oC,
− Botol air suling, Thermometer, dan bak perendam.
B. Prosedur Pengujian
2. Sejumlah tanah yang telah dikeringkan dan lolos saringan No. 40 dimasukkan dalam piknometer dan ditimbang lagi,
3. Air suling ditambah pada piknometer sampai setengah penuh. Udara yang masih ada di dalam tanah tersebut dikeluarkan dengan cara memanaskan piknometer atau memakai pompa/vaccum. Setelah tidak ada lagi udara di dalam tanah maka piknometer diisi air sampai penuh dan dimasukkan dalam constant temperature bath sampai mencapai temperature yang seragam. Permukaan luar piknometer dikeringkan dengan teliti dan piknometer ditimbang,
4. Air dengan tanah dikeluarkan dari piknometer, lalu piknometer dibersihkan dan diisi air suling saja sampai penuh, dan dimasukkan lagi dalam constant temperature bath. Kemudian bagian luar piknometer dikeringkan dan ditimbang.
Untuk percobaan ini dipakai piknometer (pycnometer or volumetric flask), yaitu sebuah botol yang isinya diketahui dengan tepat. Berat jenis (Specific Gravity) dapat dihitung dengan rumus berikut ini :
GS =
Dengan pengertian : GS = Berat jenis tanah
W1 = Berat piknometer kosong
W2 = Berat piknometer + sampel tanah kering W3 = Berat piknometer + sampel tanah + air suling W4 = Berat piknometer + air suling
Berat tanah = W2 – W1
Berat air pada waktu piknometer mengandung tanah dan air =
Berat air yang mengganti tanah = (W4 – W1) – (W3 – W2) = Isi contoh
3.5.1.3. Pengujian Batas Cair (Liquid Limit)
Pengujian ini bertujuan untuk menentukan kadar air suatu contoh tanah pada keadaan batas cairnya. Pengujian ini dilakukan sesuai dengan SNI 03-1967-1990. A. Bahan dan Peralatan
1) Benda uji dipersiapkan sama dengan mempersiapkan contoh pada pemeriksaan kadar air tanah asli, yaitu sebagai berikut :
− Jenis tanah yang tidak mengandung batu dan butirannya < 0,59 mm, maka jenis tanah ini tidak perlu disaring dengan saringan No. 40,
− Jenis tanah yang mengandung batu atau butiran yang diameternya > 0,59 mm (tidak lolos saringan No. 40) maka contoh tanah seperti ini perlu dikeringkan dan kemudian disaring dengan saringan No. 40.
2) Peralatan seperti :
− Cawan Cassagrande dan Grooving tool,
− Skrap, spatula dengan panjang 12,5 cm, pelat kaca uk. (45 x 45 x 0,9) cm,
− Neraca dengan ketelitian 0,01 gr,
− Cawan kadar air mineral 4 buah, botol tempat air suling dan air suling,
− Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu (100 ± 5) oC.
B. Prosedur Pengujian
1. Benda uji diambil kira-kira 500 gr dari contoh tanah disturbed dan diletakkan di atas kaca,
2. Dengan menggunakan spatula, benda uji ini diaduk dengan menambah air suling sedikit demi sedikit hingga campuran air dan contoh tanah menjadi
homogen. Setelah contoh menjadi campuran yang merata, maka diambil sebagian dan dimasukkan pada cawan Cassagrande, permukaannya diratakan dengan skrap secara horizontal. Ketebalan pada nbagian yang paling tebal dari benda uji adalah 1 cm,
3. Dengan alat pembuat alur (grooving tool), tanah yang berada di dalam cawan Cssagrande dibagi menjadi dua bagian. Dalam pembagian tanah ini, diusahakan agar terbagi sama rata dan juga grooving tool harus tegak lurus dengan permukaan cawan,
4. Kemudian engkol dari alat tersebut diputar, sehingga mangkuk menjadi naik dan jatuh dengan frekuensi kecepatan 2 putaran perdetik. Pemutaran dilakukan sampai dasar benda uji yang telah dipisahkan dengan grooving tool menjadi bertemu sepanjang ± 1,25 cm. Selama pelaksanaan kegiatan diatas jumlah putaran perketukan dari nilai tanah dipisahkan sampai tanah bertemu dihitung dan dicatat,
5. Bila keadaan tersebut telah tercapai, maka putaran per ketukan dihentikan dan sebagian dari sampel diambil untuk pemeriksaan kadar airnya,
6. Pekerjaan dari point 2 sampai point 5 dilaksanakan beberapa kali sampai diperoleh 2 sampel dibawah 25 pukulan dan 2 sampel diatas 25 pukulan, 7. Setelah itu setiap sampel dihitung beratnya untuk mencari kadar air
masing-masing sampel. Dengan demikian dapat digambarkan grafik hubungan antara banyaknya pukulan dengan kadar airnya.
3.5.1.4. Pengujian Batas Plastis (Plastic Limit)
Pengujian ini bertujuan untuk menentukan kadar air suatu tanah pada keadaan batas plastis. Pengujian ini dilakukan sesuai dengan SNI 03-1966-1990.
A. Bahan dan Peralatan
1) Benda uji yang digunakan sama seperti benda ujipemeriksaan liquid limit, 2) Peralatan seperti :
− Pelat kaca 45 cm x 45 cm x 0,9 cm,
− Air suling, skrap, spatula, krus dan neraca dengan ketelitian 0,01 gr,
− Batang pembanding dengan ∅ = 0,3 cm panjang 10 cm,
− Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu (100 ± 5) oC.
B. Prosedur Percobaan
1. Letakkan benda uji di atas pelat kaca kemudian diaduk hingga kadar airnya merata serta buang butiran kasar yang ada. Setelah merata, buatlah bola-bola tanah yang beratnya ± 8 gr, lalu dengan menggunakan telapak tangan bola-bola itu digulirkan di atas pelat kaca. Pengguliran dilakukan dengan kecepatann 80 – 90 guliran permenit,
2. Pengguliran dilakukan sampai benda uji membentuk batangan kecil (∅ = 3mm). Bila saat pengguliran berlangsung, dimana benda uji telah retak sebelum mencapai 3 mm, maka benda uji disatukan kembali dan ditambah dengan air suling sedikit dan diaduk merata, selanjutnya pengguliran dapat dilakukan kembali. Bila ternyata pengguliran bola-bola itu mencapai diameter lebih kecil dari 3 mm tanpa menunjukkan retakan, maka contoh perlu dibiarkan beberapa saat di udara agar kadar air berkurang sedikit,
3. Pengguliran selesai dilakukan pada saat keretakan yang terjadi tepat berdiameter 3 mm. Selanjutnya sampel tersebut dimasukkan kedalam krus dan ditimbang. Lalu oven selama 24 jam dan ditimbang kembali untuk menentukan kadar airnya
3.5.1.5. Pengujian Analisa Saringan (Grain Size Analysis)
Percobaan ini bertujuan untuk menetukan distribusi ukuran butir tanah hingga ukuran pasir kasar (saringan No. 10). Penentuan atau analisa dari butiran tanah yang lebih kecil dari No. 10 diuraikan dalam Analisa hydrometer. Pengujian ini dilakukan sesuai dengan SNI 03-1968-1990.
A. Bahan dan Peralatan
1) Bahan yang dipersiapkan yaitu tanah yang dibiarkan mongering di udara hingga mencapai keadaan rapuh dan setiap gumpalan tanah dipecahkan sampai merata. Dalam melakukan pemecahan sampel tanah dapat dilakukan dengan menggunakan palu karet. Sampel diaduk sampai merata lalu dibagi-bagi agar dapat dikeringkan dalam oven, setelah kering sampel ditimbang. 2) Peralatan seperti :
− Neraca dengan ketelitian 0,01 gram,
− Saringan No. 10, No. 20, No. 40, No. 80, No. 100, No. 200 dan pan,
− Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu (100 ± 5) oC,
− Krus, sikat, sendok splitter dan palu karet.
B. Prosedur Percobaan
1. Tanah yang diperiksa dipanaskan dalam oven dengan suhu (100 ± 5) oC selama 24 jam. Apabila kondisi tanah bergumpal-gumpal, maka tanah tersebut ditumbuk terlebih dahulu dengan menggunakan palu karet sehingga menjadi butiran-butiran yang lepas dengan tidak mengakibatkan hancurnya butiran tanah tersebut, lalu tanah diaduk merata dan dibagi dengan alat pemisah sampel,
3. Susun saringan dari yang terbesar sampai pan, yaitu No. 10, No. 20, No. 40, No. 80, No. 100, No. 200 dan pan,
4. Masukkan sampel tanah ke dalam susunan saringan tersebut dan disaring, 5. Tanah yang terletak pada masing-masing saringan ditimbang,
6. Tanah yang lewat saringan No. 10 adalah tanah/sampel untuk percobaan hydrometer (kecuali pan).
3.5.1.6. Pengujian Hydrometer
Percobaan ini dilakukan sesuai dengan SNI 03-3423-1994 dengan tujuan untuk menentukan pembagian ukuran butir (gradasi) dari tanah yang lewat saringan No. 10 atau untuk memperkirakan fraksi lempung sebanyak persentase yang < dari 0,002 m. A. Bahan dan Peralatan
1) Bahan yang digunakan yaitu tanah yang lewat saringan No. 10, 2) Peralatan seperti :
− Hydrometer dengan skala konsentrasi 5 – 60 gr/liter atau waktu pembacaan berat jenis campuran (0,995 – 1,038),
− Tabung gelas ukur 1000 ml dengan ketelitian 0,1 oC,
− Thermometer dengan ukuran (0 - 50) oC dengan ketelitian 0,1 oC,
− Pengaduk mekanis dengan mangkuk dispense,
− Saringan No. 10, No. 20, No. 40, No. 80, No. 100, No. 200,
− Neraca dengan ketelitian 0,01 gram,
− Oven yang dilengkapi dengan pengatur suhu (100 ± 5) oC,
− Tabung – tabung gelas dengan ukuran 50 ml dan 100 ml,
B. Prosedur Percobaan
1. Tumbuk tanah sampai halus, lalu keringkan selama 24 jam,
2. Tanah kering tersebut diambil 200 gr, lalu ayak dari No. 10, No. 20, No. 40, No. 80, No. 100, No. 200 dan pan di bawahnya, selama ± 15 menit,
3. Timbang persaringan sisa dari setiap saringan disatukan kecuali No. 10, 4. Masukkan ke dalam mangkuk ±110 ml aquades dan ± 20 ml waterglass ke
sisa setiap saringan yang telah disatukan. Aduk dan biarkan selama 24 jam, 5. Campuran tersebut kemudian dimasukkan ke dalam gelas mixer yang telah
dibersihkan kemudian dimixer ± 10 menit, kemudian pindahkan ke tabung gelas ukur 1000 ml, aduk secara horizontal ke kiri dan kanan, masukkan hydrometer ke dalam tabung lalu baca sesuai waktunya pada thermometer setiap 15 menit pertama,
6. Semua dalam tabung tersebut kemudian dicuci dengan air dalam saringan No. 200 lalu diovenkan selama 24 jam. Hasil oven tadi disaring lagi di No. 20, No. 40, No. 80, No. 100, No. 200 tanpa pan.
3.5.2. Penelitian Engineering Properties