ABSTRACT
THE STUDY OF THE STRENGTH A PAIR OF BRICKS AFTER BURNT USING ADDITIVE OF WOOD SAWDUST
BY:
HARI DIANTORO RAHMAD
The Increasing construction in Indonesia and the number of population which is increasing every year must be supported by better economy growth. Thus, the construction materials will continue to increase to support the needs of infrastructure construction. To support the development and growth, then brick as a construction material will be needed. One of the method that can be used to improve the quality of the soil material is to use mixing ingredients (additives) such as sawdust to facilitate the combustion process and as a pore-forming on bricks. Based on the explanation above , it is necessary to do an objective study of making bricks, so that sawdust can be used as an right mix alternative in the manufacture of bricks, in the hope of sawdust waste is not wasted, but it can add power to brick and can produce bricks with good quality.
Soil samples were tested in this study is a fine-grained soil from the Yosomulyo village, East Metro District, Metro City. Variations in the levels of the mixture used is 5%, 10%, 15% and 20%, with a curing time of 14 days as well with post-combustion treatment on the brick. Based on the results of physical testing of the original soil, USCS classified the soil samples as fine-grained soil and included in the ML group.
This study used additive materials, such as wood sawdust mixture, on the mixture of 5% level, red brick experienced an escalation compared to bricks that are not mixed with additive materials. At the levels of a mixture of 10%, 15% and 20%, bricks decreased, both in terms of compressive strength and quality of bricks. So, in a mixture of 10%, 15% and 20%, the brick is not recommended for use as a building material because it does not fit to the requirements of SNI 15-2094-2000 and water absorption rate is only 15% the level of compliance with the standards between 14% to with 18%.
ABSTRAK
STUDI KEKUATAN BATU BATA
PASCA PEMBAKARAN MENGGUNAKAN BAHANADDITIVE
SERBUK GERGAJI KAYU
Oleh :
Hari Diantoro Rahmad
Semakin meningkatnya pembangunan konstruksi yang ada di Indonesia dan pertambahan penduduk yang selalu menunjukan angka peningkatan setiap tahunnya harus didukung dengan pertumbuhan perekonomian yang semakin baik, maka material konstruksi akan terus meningkat untuk mendukung kebutuhan sarana dan prasarana pembangunan konstruksi. Untuk mendukung perkembangan dan pertumbuhan tersebut, maka batu bata sebagai salah satu material konstruksi akan semakin dibutuhkan. Salah satu metode yang dapat digunakan untuk meningkatkan kualitas material tanah adalah menggunakan bahan pencampur (additive) seperti serbuk gergaji untuk mempermudah proses pembakaran dan sebagai pembentuk pori-pori batu bata. Berdasarkan penjelasan diatas, maka perlu dilakukan penelitian yang objektif terhadap pembuatan batu bata, sehingga serbuk gergaji dapat digunakan menjadi alternatif campuran yang tepat pada pembuatan batu bata, dengan harapan limbah serbuk gergaji tersebut tidak terbuang sia-sia, tetapi dapat menambah kekuatan batu bata dan dapat menghasilkan batu bata dengan kualitas yang baik.
Sampel tanah yang diuji pada penelitian ini berupa tanah berbutir halus yang berasal dari desa Yosomulyo, Kecamatan Metro Timur, Kota Metro. Variasi kadar campuran yang digunakan adalah 5%, 10%, 15% dan 20%, dengan waktu
pemeraman selama 14 hari serta dengan perlakuan batu bata adalah pasca pembakaran. Berdasarkan hasil pengujian fisik tanah asli, USCS
mengklasifikasikan sampel tanah sebagai tanah berbutir halus dan termasuk ke dalam kelompok ML.
Dalam penelitian ini digunakan bahan additive, berupa campuran serbuk gergaji kayu, pada kadar campuran 5% batu bata merah mengalami peningkatan dibandingkan dengan batu bata yang tidak dicampur dengan bahanadditive.Pada kadar campuran 10%, 15% dan 20% batu bata mengalami penurunan baik dari segi kuat tekan maupun kualitas batu bata sehingga pada campuran 10%, 15% dan 20% batu bata tidak dianjurkan untuk dipakai sebagai bahan bangunan karena tidak sesuai persyaratan SNI 15-2094-2000 dan untuk nilai daya serap air hanya kadar 15% yang sesuai dengan standar diantara 14% sampai dengan 18%.
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Hari Diantoro Rahmad lahir di Banjar Agung, Kabupaten Lampung Selatan pada tanggal 27 Desember 1990, merupakan anak pertama dari dua bersaudara pasangan Bapak Rahmad dan Ibu Ernawati. Penulis memiliki satu orang saudari perempuan bernama Arni Shabilla Rahmad.
Penulis menempuh pendidikan dasar di SDN I Banjar Agung, Kabupaten Lampung Selatan yang diselesaikan pada tahun 2003. Pendidikan tingkat pertama ditempuh di SLTPN 1 Jati Agung Lampung Selatan yang diselesaikan pada tahun 2006. Kemudian melanjutkan pendidikan tingkat atas di SMAN 5 Bandar Lampung Program Studi Ilmu Alam yang diselesaikan pada tahun 2009.
Kupersembahankan
Sebuah karya kecil dari hasil kerja keras dan semangat pantang
menyerahku untuk kedua orang tuaku tercinta yang telah
membesarkan dan mendidikku dengan penuh kesabaran dan
keikhlasan hati,
Bapak Ibuku tercinta
Rahmad dan Ernawati
Adikku tersayang
Arni Shabilla Rahmad
Serta seluruh angkatan 2010
MOTTO
Manusia tidak merancang untuk gagal,
mereka gagal untuk merancang
(William J. Siegel)
Barang siapa bersungguh-sungguh, sesungguhnya
kesungguhannya itu adalah dirihya sendiri
(Qs. Al-Ankabut[29]:6)
We must learn to live together as brothers or perish
togetheras fools
(Martin Luther King Jr)
Engineering is form of art and has filled the world
with things of obvious visual beauty but also with subtle
forms
SANWACANA
Assalamu’alaikum Wr.Wb.
Alhamdulillah, segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul “Studi Kekuatan Batu Bata Pasca Pembakaran Menggunakan Campuran Bahan Additive Serbuk Gergaji Kayu” adalah merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik Universitas Lampung.
Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang tulus dan sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Prof.Drs Suharno Msc.,Phd selaku Dekan Fakultas Teknik, Universitas Lampung.
3. Bapak Ir. Setyanto, M.T., selaku Dosen Pembimbing Pertama, atas arahannya dalam penyusunan skripsi ini yang membuat skripsi ini menjadi lebih baik. 4. Bapak Iswan, S.T, M.T., selaku Dosen Pembimbing Kedua yang telah banyak
meluangkan waktu untuk memberikan pengarahan, motifasi, nasihat dan pengalaman hidup.
5. Ibu Dra, Sumiharni, ST, M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik.
6. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Sipil yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan kepada penulis selama menjadi mahasiswa di Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung.
7. Seluruh teknisi dan karyawan di Laboratorium Mekanika Tanah dan Laboratorium Bahan dan Konstruksi, di Fakultas Teknik, yang telah memberikan bantuan dan bimbingan selama penulis melakukan penelitian.
8. Bapak Rahmad dan Ibu Ernawati serta Adikku Arni Shabilla Rahmad tersayang yang sangat sabar dan pengertian dalam memberikan dukungan dan motivasi dalam menyelesaikan perkuliahan di Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Lampung.
9. Indah Permata Sari yang selalu memberikan semangat dan motivasi serta selalu ada disaat penulis mengalami masa sulit maupun susah.
10. Semua pihak yang telah membantu tanpa pamrih yang tidak dapat disebutkan secara keseluruhan satu per satu, serta seluruh mahasiswa Teknik Sipil.
12. Sahabat-sahabatku, keluarga baru, rekan seperjuangan kuliah,mahasiswa/i Teknik Sipil angkatan 2010 atas dukungan, semangat, canda tawa dan kebersamaannya.
13. Kakak-kakak dan adik-adik tingkat angkatan 2005-2014, terima kasih atas dukungan dan semangatnya.
Akhirnya, semoga Skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukan khususnya bagi penulis pribadi. Selain itu, penulis berharap dan berdoa semoga semua pihak yang telah memberikan bantuan dan semangat kepada penulis, mendapatkan ridho dari Allah SWT. Amin.
Wassalaamu’alaikum Wr.Wb.
Bandar Lampung, November 2014
Penulis
D
1. Pengertian Batu Bata ...6
2. Standar Batu Bata ...7
3. Proses Pembakaran Batu Bata ...9
B. Tanah ...10
1. Pengertian Tanah ...10
2. Klasifikasi Tanah ...12
3. Sistem Klasifikasi Tanah Unifed ...13
4. Sistem Klasifikasi AASHTO ...16
5. Sistem Klasifikasi Berdasarkan Tekstur dan Ukuran Butir………….. 18
1. Definisi Tanah Lempung ...19
2. Mineral Lempung ...21
D. Sifat Tanah Lempung Pada Pembakaran ...21
E. Serbuk Gergaji ...22
III. METODE PENELITIAN A. Bahan Penelitian...24
B. Metode Pencampuran Sampel Tanah Dengan Serbuk Gergaji ...24
C. Pelaksanaan Pengujian ...25
1. Pengujian Sifat Fisik Tanah ...25
2. Pengujian Batu Bata ...27
D. Urutan Prosedur Penelitian ...29
E. Analisis Hasil Penelitian ...31
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Pengujian Sampel Tanah Asli...33
1. Hasil Pengujian Kadar Air ...33
2. Hasil Pengujian Berat Jenis...34
3. Hasil Pengujian Batas-batasAtterberg ...34
4. Hasil Pengujian Analisa Saringan...34
5. Hasil Pengujian Pemadatan Tanah...34
6. Resume Pengujian Material Tanah ...35
7. Klasifikasi Sampel Tanah Asli...35
1. Menurut Klasifikasi USCS ...36
2. Menurut Klasifikasi AASHTO ...37
B. Pengujian Kualitas Batu Bata...38
1. Uji Kuat Tekan...38
A. Uji Kuat Tekan Pasca Pembakaran ...39
B. Perbandingan Uji Kuat Tekan dengan Batu Bata SNI ...42
2. Uji Daya Serap Air...44
3. Hubungan Kuat Tekan Batu Bata dengan Uji Daya Serap Air...46
5. Uji Kadar Air Tanah Campuran...50
V. PENUTUP
A. Kesimpulan ... 52 B. Saran ... 53 DIAGRAM ALIR
iii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.Ukuran dan Toleransi Bata Merah Pasangan Dinding ... 8
Tabel 2. Klasifikasi Kekuatan Bata ... 8
Tabel 3. Sistem Klasifikasi TanahUnifed system ... 14
Tabel 4. Sistem Klasifikasi Tanah BerdasarkanUnifed system... 15
Tabel 5. Sistem Klasifikasi Tanah Berdasarkan AASHTO ... 16
Tabel 6. HasilResumePengujian Material Tanah ... 35
Tabel 7. Nilai Kuat Tekan Campuran 0% Tanpa Campuran ... 39
Tabel 8. Nilai Kuat Tekan Campuran 5% ... 39
Tabel 9. Nilai Kuat Tekan Campuran 10% ... 40
Tabel 10. Nilai Kuat Tekan Campuran 15% ... 40
Tabel 11. Nilai Kuat Tekan Campuran 20% ... 40
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Diagram Alir ... 32
Gambar 2.Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan Batu Bata dengan
Campuran dan Tanpa Campuran ...42
Gambar 3.Hubungan Nilai Kuat Tekan Batu Bata Pasca Pembakaran
dengan Batu Bata SNI... 43
Gambar 4.Hubungan Antara Daya Serap Air Pasca Pembakaran Batu Bata
dengan Kadar Campuran ... 45
Gambar 5. Hubungan Perbandingan Antara Kuat Tekan Batu Bata dengan
Uji Daya Serap Air ... 47
Gambar 6.Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan Batu Bata dengan
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Perkembangan dan pertambahan penduduk di Indonesia yang menunjukan angka peningkatan setiap tahunnya mengakibatkan pertumbuhan ekonomi dalam bidang konstruksi akan semakin meningkat, maka dibutuhkan bahan konstruksi yang semakin banyak jumlahnya, salah satunya batu bata sebagai bahan material konstruksi yang akan selalu dibutuhkan dari semua aspek pembangunan.
2
utama dalam pembuatan batu bata ketersediaan tanah semakin berkurang dan harganya semakin meningkat.
Batu bata adalah salah satu material bahan bangunan yang telah lama dikenal dan dipakai oleh masyarakat baik di pedesaan maupun di perkotaan yang berfungsi sebagai material non sktruktural dari konstruksi. Hal ini dapat dilihat pertumbuhan pabrik batu bata yang dibangun masyarakat untuk memproduksi batu bata. Penggunaan batu bata banyak digunakan untuk aplikasi teknik sipil seperti dinding pada bangunan perumahan, bangunan gedung, pagar, saluran dan pondasi. Pada bangunan konstruksi gedung bertingkat, batu bata berfungsi sebagai non-stuktural yang dimanfaatkan untuk dinding pembatas dan estetika tanpa memikul beban konstruksi (Aldharin, 2013)
Pemanfaatan batu bata dalam konstruksi baik non-struktural ataupun struktural perlu adanya peningkatan produk yang dihasilkan, baik dengan cara meningkatkan kualitas bahan material batu bata sendiri (material dasar tanah lempung atau tanah liat yang digunakan) maupun penambahan dengan bahan lain. Salah satu metode yang dapat digunakan untuk meningkatkan kualitas material tanah adalah menggunakan bahan pencampur (additive) seperti serbuk gergaji untuk mempermudah proses pembakaran dan sebagai pembentuk pori-pori batu bata.
3
alternatif campuran yang tepat pada pembuatan batu bata, dengan harapan limbah serbuk gergaji tersebut tidak terbuang sia-sia, tetapi dapat menambah kekuatan batu bata dan dapat menghasilkan batu bata dengan kualitas yang baik. Hasil dari penelitian ini dapat bermanfaat dalam bidang teknik sipil dan masyarakat sebagai pengguna batu bata.
Serbuk gergaji mengandung komponen utama selulosa,hemiselulosa,lignin,dan zat ekstratif kayu. Serbuk gegaji merupakan bahan berpori,sehingga air mudah terserap dan mengisi pori-pori tersebut. Dimana sifat serbuk gergaji yang higroskopik atau mudah menyerap air (Wulandari, 2011).
Dalam penelitian ini digunakan serbuk gergaji sebagai bahan pengisi dalam pembuatan batu bata sehingga dari segi pengelolaan lingkungan sosial juga memberikan dampak positif yaitu mengurangi pencemaran. Selain itu dari segi ekonomi penggunaan serbuk gergaji juga diharapkan member keuntungan karena dapat mengurangi pembiayaan untuk pembelian bahan pengisi dalam pembuatan batu bata.
B. Rumusan Masalah
1. Untuk mengetahui nilai kuat tekan yang dihasilkan dari batu bata yang telah diberi bahan campuran (additive) berupa serbuk gergaji kayu.
2. Untuk mengetahui besar presentase daya serap air pada batu bata yang telah dicampur dengan serbuk gergaji kayu.
4
C. Batasan Masalah
1. Sampel tanah yang digunakan merupakan jenis tanah yang berasal dari Desa Yosomulyo, Kecamatan Metro Timur, Kota Metro.
2. Bahan additive yang digunakan adalah serbuk gergaji sebagai bahan limbah dari produksi bahan mebel dari Desa Banjar Agung, Kecamatan Jati Agung, Lampung Selatan.
3. Batu bata yang digunakan sesuai dengan standard pabrikasi home industry dan SNI yang berlaku.
4. Pemeraman tanah dengan bahan additive dilaksanakan selama 14 (empat belas) hari.
D. Tujuan Penelitian
Tujuan yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui manfaat limbah dari bahan additive berupa serbuk gergaji kayu untuk pembuatan batu bata.
2. Menguji nilai kuat tekan dan daya serap air, batu bata pasca pembakaran dengan bahanadditiveberupa serbuk gergaji kayu.
5
E. Manfaat Penelitian
1. Memberikan informasi bahwa bahan limbah seperti serbuk gergaji dapat dimanfaatkan sebagai alternatif campuran dalam pembuatan batu bata terutama padahome industrykarena dapat mengurangi jumlah biaya yang dikeluarkan dan bersifat ekonomis.
6
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Batu Bata
1. Pengertian Batu Bata
Batu Bata adalah bahan bangunan yang telah lama dikenal dan dipakai oleh masyarakat baik di pedesaan atau perkotaan yang berfungsi untuk bahan konstruksi. Hal ini dapat dilihat dari banyaknya pabrik batu bata yang dibangun masyarakat untuk memproduksi batu bata. Penggunaan batu bata banyak digunakan untuk aplikasi teknik sipil seperti dinding pada bangunan gedung,bendungan,saluran dan pondasi.
Batu bata merah adalah salah satu unsur bangunan dalam pembuatan konstruksi bangunan yang terbuat dari tanah liat ditambah air dengan atau tanpa bahan campuran lain melalui beberapa tahap pengerjaan,seperti menggali, mengolah, mencetak, mengeringkan, membakar pada temperatur tinggi hingga matang dan berubah warna, serta akan mengeras seperti batu setelah didinginkan hingga tidak dapat hancur lagi bila direndam dalam air..
7
dan yang dibuat dari tanah dengan atau tanpa campuran bahan-bahan lain, dibakar cukup tinggi, hingga tidak dapat hancur lagi bila direndam dalam air.
2. Standar Batu Bata
Pembuatan batu bata harus memiliki standardisasi, karena dalam pembuatan batu bata merupakan syarat mutlak dan menjadi suatu acuan penting dari sebuah industri di suatu negara khususnya di Indonesia.
Standardisasi menurut Organisasi Internasional (ISO) merupakan proses penyusunan dan pemakaian aturan-aturan untuk melaksanakan suatu kegiatan secara teratur demi keuntungan dan kerjasama semua pihak yang berkepentingan, khususnya untuk meningkatkan ekonomi keseluruhan secara optimum dengan memperhatikan kondisi-kondisi fungsional dan persyaratan keamanan.
Adapun syarat-syarat batu bata dalam SNI 15-2094-2000 dan SII-0021-78 meliputi beberapa aspek seperti :
a. Sifat Tampak
Batu bata merah harus berbentuk prisma segi empat panjang, mempunyai rusuk-rusuk yang tajam dan siku, bidang sisinya harus datar, tidak menunjukkan retak-retak.
8
Standar Bata Merah di Indonesia oleh BSN (Badan Standardisasi Nasional) nomor 15-2094-2000 menetapkan suatu ukuran standar untuk bata merah sebagai berikut :
Tabel 1. Ukuran dan Toleransi Bata Merah Pasangan Dinding
Modul Tebal (mm) Lebar (mm) Panjang (mm)
M-5a
Besarnya kuat tekan rata-rata dan koefisien variasi yang diijinkan untuk bata merah untuk pasangan dinding sesuai Tabel 2.
Tabel 2. Klasifikasi Kekuatan Bata
Kelas
Kekuatan Tekan Rata-Rata Batu Bata Koefisien
9
150 150 15 15%
Sumber : (SNI 15-2094-2000)
d. Garam Berbahaya
Garam yang mudah larut dan berbahaya, antara lain : Magnesium Sulfat (MgSO4), Natrium Sulfat (Na2SO4), Kalium Sulfat (K2SO4), dan kadar
garam maksimum 1,0%, tidak boleh menyebabkan lebih dari 50% permukaan batu bata tertutup dengan tebal akibat pengkristalan garam. e. Kerapatan Semu
Kerapatan semu minimum bata merah pasangan dinding adalah 1,2 gram/cm3.
f. Penyerapan Air
Penyerapan air maksimum bata merah pasangan dinding adalah 20%.
3. Tahapan atau Proses Pembakaran Batu Bata
Proses pembakaran batu bata sangat penting dilaksanakan oleh orang yang sudah ahli dalam menentukan baik atau tidaknya batu bata yang sudah dibakar. Jika pembakarannya gagal, maka batu bata tidak bias di daur ulang kembali karena bahan pembuatan batu bata dibakar sekali tidak ada pembakaran yang kedua kali.
10
memasukan kayu bakar pada proses pembakaran batu bata. Pada bagian atas akan diberikan sekam padi atau kayu bakar untuk proses pematangan pada bagian atas batu bata. Panas yag akan menyebar dengan baik akan dapat membuat batu bata matang dengan sempurna.
Proses penjemuran batu bata dapat memakan waktu selama 2 hari jika pada saat cuaca yang mendukung, tetapi jika pada saat musim hujan maka prose penjemuran dapat memakan waktu yang cukup lama bisa sampai seminggu penjemuran batu bata.
Batu bata dengan kualitas yang baik dapat dilihat dari kematangan yang sempurna, jika batu bata yang yang mengalami pembakaran sempurna maka akan berwarna kemerahan pada bagian seluruh batu bata tetapi pada batu bata yang kurang bagus maka akan ada warna kehitaman pada bagian sisi batu bata yang akan mengakibatkan kekuatan batu bata berkurang dibanding kekuatan batu bata dengan proses pematangan yang sempurna.
B. Tanah
1. Pengertian Tanah
11
Tanah didefinisikan oleh Das (1995) sebagai material yang terdiri dari agregat mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik telah melapuk (yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara partikel-partikel padat tersebut.
Diantara partikel-partikel tanah terdapat ruang kosong yang disebut pori-pori yang berisi air dan udara. Ikatan yang lemah antara partikel-partikel tanah disebabkan oleh karbonat dan oksida yang tersenyawa diantara partikel tersebut, atau dapat juga disebabkan oleh adanya material organik. Bila hasil dari pelapukan tersebut berada pada tempat semula maka bagian ini disebut sebagai tanah sisa (residu soil). Hasil pelapukan terangkut ke tempat lain dan mengendap di beberapa tempat yang berlainan disebut tanah bawaan (transportation soil). Media pengangkut tanah berupa gravitasi, angin, air, dan gletsyer. Pada saat akan berpindah tempat, ukuran dan bentuk partikel dapat berubah dan terbagi dalam beberapa rentang ukuran.
12
2. Klasifikasi Tanah
Klasifikasi tanah adalah suatu sistem pengaturan beberapa jenis tanah yang berbeda-beda tapi mempunyai sifat yang serupa ke dalam kelompok dan subkelompok berdasarkan pemakaiannya. Sistem klasifikasi ini menjelaskan secara singkat sifat-sifat umum tanah yang sangat bervariasi namun tidak ada yang benar-benar memberikan penjelasan yang tegas mengenai kemungkinan pemakainya (Das, 1995).
Sistem klasifikasi tanah dimaksudkan untuk memberikan informasi tentang karakteristik dan sifat-sifat fisik tanah serta mengelompokkannya sesuai dengan perilaku umum dari tanah tersebut. Tanah-tanah yang dikelompokkan dalam urutan berdasarkan suatu kondisi fisik tertentu. Tujuan klasifikasi tanah adalah untuk menentukan kesesuaian terhadap pemakaian tertentu, serta untuk menginformasikan tentang keadaan tanah dari suatu daerah kepada daerah lainnya dalam bentuk berupa data dasar. Klasifikasi tanah juga berguna untuk studi yang lebih terperinci mengenai keadaan tanah tersebut serta kebutuhan akan pengujian untuk menentukan sifat teknis tanah seperti karakteristik pemadatan, kekuatan tanah, berat isi, dan sebagainya (Bowles, 1989).
Menurut Verhoef (1994), tanah dapat dibagi dalam tiga kelompok: 1. Tanah berbutir kasar (pasir, kerikil)
13
Perbedaan antara pasir/kerikil dan lanau/lempung dapat diketahui dari sifat-sifat material tersebut. Lanau/lempung seringkali terbukti kohesif (saling mengikat) sedangkan material yang berbutir (pasir, kerikil) adalah tidak kohesif (tidak saling mengikat). Struktur dari tanah yang tidak berkohesi ditentukan oleh cara penumpukan butir (kerangka butiran). Sruktur dari tanah yang berkohesi ditentukan oleh konfigurasi bagian kecil dan ikatan diantara bagian-bagian kecil ini.
Tanah dapat diklasifikasikan secara umum sebagai tanah tidak kohesif dan tanah kohesif, atau tanah berbutir kasar dan berbutir halus (Bowles, 1989). Namun klasifikasi ini terlalu umum sehingga memungkinkan terjadi identifikasi yang sama untuk tanah-tanah yang hampir sama sifatnya.
Ada beberapa macam sistem klasifikasi tanah yang umumnya digunakan sebagai hasil pengembangan dari sistem klasifikasi yang sudah ada. Beberapa sistem tersebut memperhitungkan distribusi ukuran butiran dan batas-batas Atterberg, sistem-sistem tersebut adalah sistem klasifikasi tanah berdasarkan AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Official)dan sistem klasifikasi tanah berdasarkan USCS(Unified System Clasification Soils)
3. Klasifikasi Tanah BerdasarkanUnified System
14
pekerjaan tanah untuk jalan. Klasifikasi berdasarkan Unified sytem, tanah dikelompokkan menjadi:
1. Tanah butir kasar (coarse-grained-soil) yaitu tanah berbutir kasar dengan kurang dari 50% dari berat total tanah adalah lolos ayakan No. 200. Simbol dari kelompok ini dimulai dengan huruf awal G atau S. G adalah untuk kerikil (gravel) dan S untuk pasir (sand) atau tanah berpasir.
2. Tanah berbutir halus (fine-grained-soil) yaitu tanah bernutir halus dengan lebih dari 50% dari berat total tanah adalah lolos ayakan No. 200. Simbol dari kelompok ini dimulai dengan huruf awal M untuk lanau (moum atau silt), C untuk lempung (clay), dan O untuk tanah organik (organic soils),
serta simbo PT digunakan untuk tanah gambut (peat soils). Plastisitas dinyatakan dengan L untuk plastisitas rendah dan H untuk plastisitas tinggi.
Tabel 3. Sistem klasifikasi tanahUnified system(Bowles, 1991) Jenis Tanah Prefiks Subkelompok Sufiks
Kerikil G Gradasi baik W
Gradasi buruk P
Pasir S Berlanau M
Berlempung C
Lanau M
15
Organik O Wl> 50 persen H
Gambut Pt
Tabel 4. Klasifikasi tanah berdasarkan sistemUnified
Divisi Utama Simbol Nama Umum Kriteria Klasifikasi
T
Tidak memenuhi kedua kriteria untuk GW
s GM Kerikil berlanau, campuran
kerikil-pasir-lanau
Tidak memenuhi kedua kriteria untuk SW
P
SM Pasir berlanau, campuran pasir-lanau SC Pasir berlempung, campuran
pasir-lempung
Lanau anorganik, pasir halus sekali, serbuk batuan, pasir halus berlanau atau berlempung
Diagram Plastisitas:
Untuk mengklasifikasi kadar butiran halus yang terkandung dalam tanah berbutir halus dan kasar. BatasAtterbergyang termasuk dalam daerah yang di arsir berarti batasan klasifikasinya menggunakan
dua simbol.
berlanau, lempung “kurus” (lean clays)
% MH Lanau anorganik atau pasir halusdiatomae, atau lanau diatomae,
16 OH Lempung organik dengan plastisitas
sedang sampai dengan tinggi
Tanah-tanah dengan
kandungan organik sangat tinggi
PT
Peat(gambut),muck, dan tanah-tanah lain dengan kandungan
organik tinggi
Manual untuk identifikasi secara visual dapat dilihat di ASTM Designation D-2488
Sumber :HaryChristady, 1992.
4. Klasifikasi Tanah Berdasarkan AASHTO
Sistem klasifikasi AASHTO awalnya membagi tanah kedalam 8 kelompok, A-1 sampai A-8 termasuk subkelompok. Sistem yang direvisi (Proc. 25 th Annual Meeting of Highway Research Board, 1945) mempertahankan delapan kelompok dasar tanah tadi tapi menambahkan dua subkelompok dalam A-1, empat kelompok dalam A-2, dan dua subkelompok dalam A-7. Kelompok A-8 tidak diperlihatkan tetapi merupakan gambut atau rawang yang ditentukan berdasarkan klasifikasi visual. Tanah-tanah dalam tiap kelompoknya dievaluasi terhadap indeks kelompoknya yang dihitung dengan rumus-rumus empiris. Pengujian yang dilakukan hanya analisis saringan dan batas-batas Atterberg (Bowles, 1989).
Tabel 5. Sistem Klasifikasi Tanah Berdasarkan AASHTO
Klasifikasi umum Tanah berbutir
(35% atau kurang dari seluruh contoh tanah lolos ayakan No.200
Klasifikasi kelompok A-1 A-3 A-2
A-1-a A-1-b A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7 Analisis ayakan (%
17
Kerikil dan pasir yang berlanau atau berlempung
Penilaian sebagai
bahan tanah dasar Baik sekali sampai baik
Klasifikasi umum Tanah berbutir
(Lebih dari 35% dari seluruh contoh tanah lolos ayakan No.200 Klasifikasi kelompok A-4 A-5 A-6 A-7
Analisis ayakan (%
paling dominan Tanah berlanau Tanah Berlempung Penilaian sebagai
bahan tanah dasar Biasa sampai jelek
Sumber : Das (1995).
18
lolos saringan No.200. Kelompok A-2 juga merupakan bahan berbutir tetapi dengan jumlah bahan yang lolos saringan No.200 yang cukup banyak (tidak lebih dari 35 persen). Bahan ini terletak di anatara bahan dalam kelompok A-1 dan A-3 dan bahan lanau –lempung dari kelompok A-4 sampai A-7. Kelompok A-4 sampai A-7 adalah tanah berbutir halus dengan lebih dari 35 persen bahan lolos saringan No.200.
5. Klasifikasi Tanah Berdasarkan Tekstur dan Ukuran Butiran
Sistem klasifikasi ini didasarkan pada keadaan permukaan tanah yang bersangkutan, sehingga dipengaruhi oleh ukuran butiran tanah dalam tanah. Klasifikasi ini sangat sederhana didasarkan pada distribusi ukuran tanah saja. Pada klasifikasi ini tanah dibagi menjadi kerikil (gravel), pasir (sand), lanau (silt), dan lempung (clay) (Das, 1995).
Sistem klasifikasi tanah berdasarkan tekstur dikembangkan oleh Departemen Pertanian Amerika dan klasifikasi internasional yang dikembangkan oleh Atterberg. Tekstur tanah dipengaruhi oleh ukuran tiap-tiap butir yang ada dalam tanah. Pada umumnya tanah asli merupakan campuran dari butir-butir yang mempunyai ukuran yang berbeda-beda. Sistem ini relatif sederhana karena hanya didasarkan pada sistem distribusi ukuran butiran tanah yang membagi tanah dalam beberapa kelompok, yaitu:
19
Lempung : Butiran dengan diameter lebih kecil dari 0,02 mm.
C. Tanah Lempung
1. Definisi Tanah Lempung
Tanah lempung merupakan tanah yang bersifat multi component, terdiri dari tiga fase yaitu padat, cair, dan udara. Bagian yang padat merupakan polyamorphous terdiri dari mineral inorganis dan organis. Mineral-mineral lempung merupakan subtansi-subtansi kristal yang sangat tipis yang pembentukan utamanya berasal dari perubahan kimia pada pembentukan mineral-mineral batuan dasar. Semua mineral lempung sangat tipis kelompok-kelompok partikel kristalnya berukuran koloid (<0,002 mm) dan hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron.
Selain itu,Tanah menurut (Terzaghi, 1987) merupakan tanah dengan ukuran mikrokonis sampai dengan sub mikrokonis yang berasal dari pelapukan unsur-unsur kimiawi penyusun batuan. Tanah lempung sangat keras dalam keadaan kering, bersifat plastis pada kadar air sedang, sedangkan pada keadaan air yang lebih tinggi tanah lempung akan bersifat lengket (kohesif) dan sangat lunak.
20
salah satu penyebabnya adalah air yang mengandung asam ataupun alkali, dan karbondioksida.
Dengan adanya pengetahuan mengenai mineral tanah tersebut, pemahaman mengenai perilaku tanah lempung dapat diamati. (Hardiyatmo, 1992).
2. Sifat Tanah Lempung
Sifat-sifat yang dimiliki tanah lempung adalah sebagai berikut (Hardiyatmo, 1999) :
a. Ukuran butir halus, yaitu kurang dari 0,002 mm. b. Permeabilitasrendah.
c. Kenaikan air kapiler tinggi. d. Bersifat sangatkohesif.
e. Kadar kembang susut yang tinggi. f. Proses konsolidasi lambat.
21
3. Mineral Lempung a. Kaolinite
Kaolinite merupakan anggota kelompok kaolinite serpentin, yaitu hidrus alumino silikat dengan rumus kimia Al2 Si2O5(OH)4. Kekokohan sifat
struktur dari partikel kaolinite menyebabkan sifat-sifat plastisitas dan daya pengembangan atau menyusutkaolinitemenjadi rendah.
b.Montmorilonite
Mineral ini memiliki potensi plastisitas dan mengembang atau menyusut yang tinggi sehingga bersifat plastis pada keadaan basah dan keras pada keadaan kering. Rumus kimia montmorilonite adalah Al2Mg(Si4O10)(OH)2xH2O.
c. Illite
Illite adalah mineral bermika yang sering dikenal sebagai mika tanah dan merupakan mika yang berukuran lempung. Istilah illitedipakai untuk tanah berbutir halus, sedangkan tanah berbutir kasar disebut mika hidrus. Rumus kimiailliteadalah KyAl2(Fe2Mg2Mg3) (Si4yAly)O10(OH)2.
D. Sifat Tanah Lempung pada Pembakaran
Tanah lempung yang dibakar akan mengalami perubahan seperti berikut :
22
2. Pada temperatur antara 400oC– 600oC, air yang terikat secara kimia dan zat-zat lain yang terdapat dalam tanah lempung akan menguap.
3. Pada temperatur diatas 800oC, terjadi perubahan-perubahan kristal dari tanah lempung dan mulai terbentuk bahan gelas yang akan mengisi pori-pori sehingga batu bata menjadi padat dan keras.
4. Senyawa - senyawa besi akan berubah menjadi senyawa yang lebih stabil dan umumnya mempengaruhi warna batu bata.
5. Tanah lempung yang mengalami susut kembali disebut susut bakar. Susut bakar diharapkan tidak menimbulkan cacat seperti perubahan bentuk (melengkung), pecah - pecah dan retak. Tanah lempung yang sudah dibakar tidak dapat kembali lagi menjadi tanah lempung oleh pengaruh udara maupun air.
E. Serbuk Gergaji
Bahan Campuran dalam pembuatan batu bata merah digunakan untuk memperbaiki kualitas tanah liat atau bahan penolong yang akan dijadikan sebagai bahan mentah supaya menjadi bahan yang plastis. Bahan mentah batu bata merah terdiri dari bahan dasar berupa tanah liat dengan atau tanpa menggunakan bahan campuran.
23
pembuatan perabotan rumahan seperti kursi,meja ataupun ukiran pada pintu rumah. Limbah pada dasarnya berarti suatu bahan yang terbuang atau dibuang dari sumber aktivitas manusia maupun proses alam yang belum memiliki nilai ekonomis.
Serbuk gergaji adalah serbuk kayu yang dipotong dengan gergaji secara manual ataupun menggunakan mesin. Serbuk gergaji mempunyai manfaat yaitu mempermudah untuk pembentukan pori-pori.
Serbuk gergaji mengandung komponen utama selulosa,hemiselulosa,lignin dan zat ekstratif kayu. Serbuk gergaji merupakan bahan berpori sehingga air mudah terserap dan mengisi pori-pori tersebut. Dimana sifat serbuk gergaji yang higroskopik atau mudah menyerap air(Wulandari, 2011).
24
III. METODE PENELITIAN
A. Bahan Penelitian
1. Sampel tanah yang digunakan merupakan tanah lempung lunak yang diambil dari Desa Yosomulyo, Kecamatan Metro Timur, Kota Metro. 2. Bahan campuran yang akan diuji serbuk gergaji berasal dari limbah
industri mebel dari Desa Banjar Agung, Kecamatan Jati Agung, Kabupaten Lampung Selatan.
3. Air yang berasal dari Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Lampung.
4. Penelitian ini menggunakan 5 buah sampel yang dicetak dalam cetakan batu bata berupa persegi panjang dengan ukuran panjang sisi 20 cm, lebar 10 cm dan tebal 3 cm.
B. Metode Pencampuran Sampel Tanah dengan Serbuk Gergaji
Metode pencampuran untuk masing-masing prosentasi serbuk gergaji adalah: 1. Serbuk gergaji dicampur dengan sampel tanah yang tertahan saringan no.
200 (0,075 mm) dengan dengan prosentase serbuk gergaji kayu antara lain 5%, 10%, 15%, dan 20% masing-masing sebanyak 5 buah sampel. 2. Pencampuran sampel dengan cara mengaduk tanah dengan serbuk gergaji
25
pertama serbuk gergaji kayu dengan tanah yaitu 5% : 95%, 10% : 90%, 15% : 85%, dan 20% : 80%.
3. Tanah yang sudah tercampur dengan serbuk gergaji kayu lalu diperam selama 14 hari, kemudian siap untuk dicetak dengan menggunakan mesin. Setelah dicetak batu bata dikeringkan dengan cara penjemuran lalu dibakar selama 2x24 jam dan pengujian porositas air selama 1 hari.
C. Pelaksanaan Pengujian
Pelaksanaan pengujian dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Fakultas Teknik Jurusan teknik Sipil Universitas Lampung. Adapun
pengujian-pengujian tersebut adalah sebagai berikut:
1. Pengujian Sampel Sifat Fisik Tanah
26
a. Pengujian Kadar Air (Water Content)
Pengujian ini digunakan untuk mengetahui kadar air suatu sampel tanah yaitu perbandingan antara berat air yang terkandung dalam tanah dengan butir kering tanah tersebut yang dinatakan dalam persen. Dalam pengujian ini harus sesuai dengan ASTM D-2216-92.
b. Pengujian Berat Jenis (Specific Gravity)
Percobaan ini dilakukan untuk menentukan kepadatan massa butiran atau partikel tanah yaitu perbandingan antara berat butiran tanah dan berat air suling dengan volume yang sama pada suhu tertentu.
Cara kerja pada pengujian ini sesuai dengan ASTM D-854.
c. Pengujian Batas Atterberg
1) Batas Cair (Liquid Limit)
Sifat fisik tanah dapat ditentukan dengan mengetahui batas cair suatu tanah, tujuannya adalah untuk menentukan kadar air suatu jenis tanah pada batas antara keadaan plastis dan keadaan cair sesuai dengan ASTM D-423. Tujuan pengujian ini adalah untuk menentukan kadar air suatu jenis tanah pada batas antara keadaan plastis dan keadaan cair.
2) Batas Plastis (Plastic Limit)
27
sampai diameter 3 mm. Tujuannya adalah untuk menentukan kadar air suatu jenis tanah pada keadaan batas antara keadaan plastis dan keadaan semi padat sesuai dengan ASTM D-424.
d. Pengujian Berat Volume (Unit Weight)
Sesuai dengan ASTM D-2937, pengujian ini bertujuan untuk menentukan berat volume tanah basah dalam keadaan asli (undisturb sample), yaitu perbandingan antara berat tanah dan volume tanah.
e. Pengujian Analisa Saringan (Sieve Analysis)
Tujuan pengujian analisis saringan adalah untuk mengetahui persentasi ukuran butiran tanah dan susunan butiran tanah (gradasi) dari suatu jenis tanah yang tertahan di atas saringan No. 200 (Ø 0,075 mm).
2. Pengujian Sampel Batu Bata + Serbuk Gergaji Kayu
Melakukan pengujian kuat tekan dan porositas air terhadap batu bata dengan komposisi campuran material tanah, dan serbuk gergaji yang merupakan hasil dari pencampuran bahan dengan kadar tertentu untuk mendapatkan hasil yang optimum, serta nilai porositas dan kuat tekan optimum batu bata.
28
hari, lalu pembakaran selama 2x24 jam dan pengujian porositas air selama 1 hari untuk sebagian sampel, sebagian sampel lagi diuji kuat tekannya. Pelaksanaan pengujian kuat tekan dan daya serap air dilakukan di Laboratorium Bahan Bangunan Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Lampung.
a. Pengujian Kuat Tekan
Pengujian kuat tekan pada batu bata adalah untuk mendapatkan besarnya beban tekan maksimum yang bisa diterima oleh batu bata. Alat uji yang digunakan adalah mesin desak. Pengujian ini dapat dilakukan dengan meletakkan benda uji pada alat uji dimana di bawah dan di atas benda uji diletakkan pelat baja kemudian jalankan mesin desak dan dicatat gaya tekan maksimumnya. Kuat tekan batu bata dihitung dengan menggunakan persamaan :
Kuat tekan = P A Dimana :
P = beban hancur
A = luas bidang tekan (cm2)
b. Pengujian Daya Serap Air
29
Mb = Massa basah sampel setelah direndam (gram) Mk = Massa kering sampel sebelum direndam (gram) Vb = Volume benda uji (cm3)
D. Urutan Prosedur Penelitian
1. Pencampuran Material Bahan
Setelah mengetahui data uji, maka campuran dapat dibuat dengan melakukan pencampuran tanah lempung + serbuk gergaji kayu + air dengan komposisi masing-masing bahan campuran.
2. Pencetakan Batu Bata
Pencetakan batu bata menggunakan mesin cetak yang dirakit sendiri oleh pembuat batu bata.
3. Pengeringan Batu Bata
Proses pengeringan batu bata membutuhkan waktu 2 hari jika musim kemarau tetapi jika musim lembab/hujan maka membutuhkan waktu sekurang-kurangnya 14 hari.
4. Pembakaran Batu Bata
30
5. Pengujian Porositas Air dan Kuat Tekan
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui daya serap air dan juga kekuatan batu bata jika mengalami kuat tekan agar maksimal. Jika daya serap air banyak maka kekuatan batu bata akan berkurang, sedangkan jika daya serap air sedikit maka kekuatan batu bata akan meningkat.
E. Analisis Hasil Penelitian
Semua hasil yang didapat dari pelaksanaan penelitian akan ditampilkan dalam bentuk tabel, grafik hubungan serta penjelasan-penjelasan yang didapat dari: 1. Hasil yang didapat dari pengujian sampel tanah asli ditampilkan dalam
bentuk tabel dan digolongkan berdasarkan sistem klasifikasi tanah AASHTO.
2. Dari hasil pengujian kuat tekan terhadap masing-masing campuran dengan kadar serbuk gergaji setelah waktu pemeraman ditampilkan dalam bentuk tabel dan grafik hasil pengujian.
3. Analisis nilai daya serap air batu bata + serbuk gergaji kayu.
31
Dari seluruh analisis hasil yang telah ditampilkan, dapat ditarik kesimpulan terhadap hasil penelitian yang didapat.
Pengambilan Sampel Tanah Asli
Pengujian Tanah Asli :
1. Berat Jenis 4. Berat Volume
2. BatasAtterberg 5. Kadar Air
3. Analisa Saringan dan Hidrometer Pembuatan Benda Uji dengan Pencampuran:
1.5% serbuk gergaji kayu + tanah liat + air
2.10% serbuk gergaji kayu + tanah liat + air
3.15% serbuk gergaji kayu + tanah liat + air
4.20% serbuk gergaji kayu + tanah liat + air
Pemeraman selama 14 hari dan Pengeringan
Pencetakan sampel batu bata
Pembakaran batu bata
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian 1. Perendaman selama
24 jam
2. Uji Daya Serap Air
Uji Kuat Tekan
Analisis Hasil
Kesimpulan
✁
V. PENUTUP
A. Kesimpulan
Serbuk gergaji kayu dapat dimanfaatkan sebagai bahan campuran dalam pembuatan batu bata merah, dengan prosentase campuran sebesar 5% berdasarkan standar SNI yang berlaku. Hasil penelitian batu bata merah dengan penambahan serbuk gergaji kayu ditambah dengan material tanah dapat disajikan beberapa kesimpulan :
1. Sampel tanah yang digunakan dalam penelitian ini berdasarkan sistem klasifikasi USCS digolongkan pada tanah berbutir halus dan termasuk ke dalam klasifikasi tanah lanau dengan plastisitas rendah (ML).
2. Dalam penelitian ini digunakan bahan additive, berupa campuran serbuk gergaji kayu, pada kadar campuran 5% batu bata merah mengalami peningkatan dibandingkan dengan batu bata yang tidak dicampur dengan bahanadditive.
✂ ✄
4. Dari penelitian hasil uji kuat tekan, bahan additive menggunakan serbuk gergaji kayu kurang baik dari pada penelitian terdahulu yang menggunakan bahan seperti abu sekam padi, ampas tebu dan fly ash(abu terbang).
5. Hasil pengujian daya serap air batu bata pasca pembakaran untuk kadar campuran menggunakan serbuk gergaji kayu tersebut hanya kadar 15% yang memenuhi persyaratan yaitu antara : 14% sampai 18% yang berarti lebih kecil dari 20%.
B. Saran
Berdasarkan hasil pembahasan dan kesimpulan dari penelitian yang dikembangkan dapat diajukan saran-saran sebagai berikut :
1. Sebaiknya penambahan serbuk gergaji dalam pembuatan batu bata merah sebagai bahan campuran menggunakan persentase sekitar 5%.
2. Perlu adanya tes lebih lanjut pada campuran bahan additive dengan material tanah jika adanya peralatan pengujian yang memadai.
☎ ✆
DAFTAR PUSTAKA
AASHTO, AASHTO Interim Guide for Design of Pavement Structures 1972, AASHTO Washington DC., Chapter III Revised 1981.
Akbar, Aldharin Rizky. 2013. Studi Kekuatan Pasangan Batu Bata Pasca Pembakaran Menggunakan Bahan Additive Abu Sekam Padi dan Abu Ampas Tebu. Skripsi Universitas Lampung. Bandar Lampung
Bowles, E.J. 1989.Sifat-sifat Fisis dan Geoteknis Tanah. PT. Erlangga. Jakarta Das, B. M. 1995. Mekanika Tanah (Prinsip-Prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid I .
PT. Erlangga. Jakarta
Hardiyatmo, Hary Christady. 1992. Mekanika Tanah 1. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.
Hardiyatmo, Hary Christady. 1999. Mekanika Tanah 2. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.
Standar Nasional Indonesia 15-2094-2000 :Bata Merah Pejal Untuk Pasangan Dinding.
Terzaghi, K., dan Peck, R.B. 1987.Mekanika Tanah dalam Praktek Rekayasa. Penerbit Erlangga. Jakarta
Universitas Lampung. 2012.Format Penulisan Karya Ilmiah Universitas Lampung.UPT Percetakan Universitas Lampung. Bandar Lampung.
Verhoef, P.N.W. 1994.Geologi Untuk Teknik Sipil. PT. Erlangga. Jakarta.
Wesley, L.D. 1977. Mekanika Tanah. Badan Penerbitan Pekerjaan Umum. Jakarta.
