BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanah
Das (2008) mengatakan tanah merupakan material yang terdiri dari agregat (butiran) mineral padat dengan zat cair, yang membentuk sistem tiga, seperti yang terlihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Diagram fase tanah
Gambar 2.1 (a) memperlihatkan elemen tanah yang mempunyai volume V dan berat total W, sedangkan Gambar 2.1 (b) memperlihatkan hubungan berat dan volumenya. Dari gambar tersebut dapat dibentuk persamaan berikut :
? =? ? +? ? +? ? (2.1)
? ?=0
sehingga persamaan (2.1) menjadi
? =? ?+? ? (2.2)
dan
?=??+?? +?? (2.3)
dimana :
? ? = Berat butiran padat (gr)
? ? = Berat air (gr)
?? = Volume butiran padat (cm3)
?? = Volume air dalam porin (cm3)
?? = Volume udara (cm3)
2.1.1 Sifat-sifat fisik tanah
2.1.1.1 Kadar air (Moisture water content)
Kadar air (?) adalah persentase perbandingan berat air (? ?) dengan berat butiran (? ?) dalam tanah. Kadar air tanah (??) dapat dinyatakan dalam persamaan:
? (%) = ?100 (2.5)
2.1.1.2 Derajat kejenuhan (S)
Derajat Kejenuhan (?) dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara volume air (??) dengan volume total rongga pori tanah (??). Bila tanah dalam keadaan jenuh nilai derajat kejenuhannya = 1 (100%), dan untuk tanah kering nilai derajat kejenuhannya = 0.Kejenuhan suatu tanah (?) dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :
? (%) =?? / ??? 100 (2.6)
Angka Pori (?) adalah perbandingan antara volume rongga (??) dengan volume butiran (??) dalam tanah tersebut yang dinyatakan dalam satuan desimal. Angka Pori
tanah (?) dapat dinyatakan dalam persamaan :
?= Vv/?? (2.7)
2.1.1.4 Porositas (Porocity)
Porositas (?) adalah perbandingan antara volume pori (??) dengan volume total
tanah (?) dalam tanah tersebut yang dinyatakan dalam satuan persen maupun dalam bentuk desimal. Porositas tanah (?) dapat dinyatakan dalam persamaan :
?= ??/? ? 100 (2.8)
Hubungan antara angka pori dengan porositas dapat dilihat pada persamaan berikut:
?= ? / (1−?) (2.9)
?= ?/ (1+?) (2.10)
2.1.1.5 Berat volume basah (Wet volume weight)
Berat Volume (??) adalah perbandingan antara berat butiran tanah termasuk air dan udara (? ) dengan volume total tanah (?). Berat Volume Tanah (??) dinyatakan dalam persamaan berikut :
??= ? / ? (2.11)
2.1.1.6 Berat volume kering (Dry volume weight)
Berat Volume Kering (??) adalah perbandingan antara berat butiran tanah (? ?) dengan volume total tanah (?). Berat Volume Tanah (??) dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :
??= ? ?/ ? (2.12)
Berat Volume Butiran Padat (??) adalah perbandingan antara berat butiran tanah (? ?) dengan volume butiran tanah padat (??). Berat Volume Butiran Padat (??) dapat dinyatakan dalam persamaan berikut:
??= ? ?/ ?? (2.13)
2.1.1.8 Berat jenis (Specific gravity)
Berat Jenis Tanah (??) dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara berat volume butiran tanah (??) dengan berat volume air (??) dengan isi yang sama pada temperatur tertentu. Nilai suatu Berat jenis tanah tidak memiliki satuan (tidak berdimensi). Berat jenis tanah (??) dapat dinyatakan dalam persamaan :
??= ??/ ?? (2.14)
Adapun batas-batas besaran Berat Jenis Tanah dapat dilihat pada Tabel 2.1
Tabel 2.1 Berat jenis tanah (Hardiyatmo, 1992)
Batas-batas nilai dari Derajat Kejenuhan tanah dapat dilihat pada Tabel 2.2. Tabel 2.2 Derajat kejenuhan dan kondisi tanah (Hardiyatmo, 1992)
Keadaan tanah Derajat kejenuhan
Tanah agak lembab > 0 - 0,25
Tanah lembab 0,26 - 0,50
Tanah sangat lembab 0,51 - 0,75
Tanah basah 0,76 - 0,99
Tanah jenuh 1
2.1.1.9 Batas-batas atterberg (Atterberg limit)
Kedudukan fisik tanah berbutir halus pada kadar air tertentu disebut konsistensi. Batas-batas konsistensi tanah berbutir halus tersebut adalah batas cair, batas plastis, batas susut.
Masalah pada tanah yang penting untuk diperhatikan adalah pengaruh penambahan kadar air terhadap sifat-sifat mekanis tanahnya, seperti contoh jika kita mencampurkan suatu sampel tanah dengan air hingga mencapai keadaan cair, maka lama kelamaan campuran tersebut akan mengering sedikit demi sedikit sehingga sampel tanah akan melalui beberapa keadaan tertentu dari keadaan cair sampai keadaan padat Penjelasan mengenai batas-batas konsistensi dapat dijabarkan sebagai berikut :
.
Gambar 2.2 Batas batas Atterberg a. Batas cair (Liquid Limit)
dicampur dengan air diletakkan pada mangkuk Casagrande yang kemudian sampel tanah dibelah dengan membuat alur di tengah-tengah menggunakan alat yang disebut Groving tool. Kemudian dilakukan pemukulan dengan cara engkol dinaikkan dan sampai mangkuk menyentuh dasar sampel, sambil dilakukan perhitungan ketukan sampai tanah yang dibelah tadi berhimpit. Pemukulan dilakukan pada kadar air yang berbeda dan banyaknya jumlah pukulan dihitung untuk masing-masing kadar air. Dengan demikian dapat dibuat grafik hubungan antara kadar air dengan jumlah pukulan, sehingga diperoleh kadar air pada pukulan tertentu. Untuk lebih jelasnya, alat uji batas cair dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Alat uji batas cair b. Batas plastis (Plastic limit)
Batas plastis (plastic limit) adalah kadar air pada batas bawah daerah plastis atau kadar air minimum dimana tanah dapat digulung-gulung sampai diameter 3,1 mm (1/8 inchi). Penentuan kadar air ini dilakukan dengan cara melakukan pengguliran pada sampel tanah di atas plat kaca hingga diameter tanah mencapai 3,1 mm. Apabilaa tanah mulai retak atau pecah pada saat diameternya mencapai 3,1 mm, maka kadar air tanah itu adalah batas plastis.
PI = LL – PL (2.15)
Klasifikasi jenis tanah berdasarkan besar indeks plastisitasnya ditunjukkan pada Tabel berikut ini:
Tabel 2.3 Indeks plastisitas tanah (Hardiyatmo, 1992)
PI Sifat Jenis tanah Kohesi
0 Non – Plastis Pasir Non – Kohesif
< 7 Plastisitas Rendah Lanau Kohesif Sebagian 7 – 17 Plastisitas Sedang Lempung berlanau Kohesif
> 17 Plastisitas Tinggi Lempung Kohesif
c. Batas susut (Shrinkage Limit)
Batas susut adalah kadar air atau batas dimana tanah yang dalam keadaan jenuh dan sudah kering tidak akan mengalami penyusutan lagi meskipun dikeringkan secara terus menerus. Batas susut juga dapat diartikan batas dimana meskipun tanah benar-benar telah kehilangan kadar airnya, tidak akan menyebabkan penyusutan volume tanah. Batas susut dapat dinyatakan dalam persamaan
(2.16)
dengan :
? 1= berat tanah basah dalam cawan percobaan (gr) ? 2= berat tanah kering oven (gr)
?1= volume tanah basah dalam cawan (?? 3) ?2= volume tanah kering oven (?? 3)
Kebanyakan klasifikasi tanah menggunakan indeks tipe pengujian yang sangat sederhana untuk menentukan karakteristik tanahnya.Karakteristik tersebut digunakan untuk menentukan kelompok klasifikasinya.Umumnya klasifikasi tanah didasarkan atas ukuran partikel yang diperoleh dari analisa saringan dan plastisitasnya.Sekarang, terdapat dua sistem klasifikasi yang dapat digunakan yaitu Unified Soil Classification System dan AASHTO.
2.1.2.1 Sistem klasifikasi unified
Klasifikasi berdasarkan Unified System (Das, 1994), tanah dikelompokkan menjadi :
1. Tanah butir kasar (coarse-grained-soil) yaitu tanah kerikil dan pasir dimana kurang dari 50% berat total contoh tanah lolos ayakan no.200. Simbol dari kelompok ini dimulai dengan huruf awal G atau S. G adalah untuk kerikil (gravel) atau tanah berkerikil, dan S adalah untuk pasir (sand) atau tanah berpasir.
2. Tanah berbutir halus (fine-grained-soil) yaitu tanah dimana lebih
dari 50 % berat total contoh tanah lolos ayakan no.200. Simbol dari kelompok ini dimulai dengan huruf awal M untuk lanau (silt) anorganik, C untuk lempung (clay) anorganik, dan O untuk lanau organik dan lempung organik. Simbol PT digunakan untuk tanah gambut (peat), muck, dan tanah-tanah lain dengan kadar organik yang tinggi. Tanah berbutir kasar ditandai dengan simbol kelompok seperti : GW, GP, GM, GC, SW, SP, SM dan SC. Untuk klasifikasi yang benar, perlu memperhatikan faktor-faktor berikut ini :
1. Persentase butiran yang lolos ayakan no.200 (fraksi halus).
2. Persentase fraksi kasar yang lolos ayakan no.40.
4. Batas cair (LL) dan Indeks Plastisitas (PI) bagian tanah yang lolos ayakan no.40 (untuk tanah dimana 5% atau lebih lolos ayakan no.200).
2.1.2.2 Sistem klasifikasi AASHTO
Sistem AASHTO (American Association of State Highway Transportation Official) berguna untuk menentukan kualitas tanah guna perencanaan timbunan jalan, subbase dan subgrade.Sistem AASHTO membagi tanah ke dalam 7 kelompok, A-1 sampai dengan A-7. Penentuan klasifikasi ini terlebih dahulu membutuhkan data-data sebagai berikut :
1. Analisis ukuran butiran.
2. Batas cair dan batas plastis dan Ip yang dihitung. 3. Batas susut.
2.1.2 Pengujian Sifat-sifat Mekanis Tanah 2.1.2.1 Pemadatan Tanah (Compaction)
Pemadatan adalah suatu proses dimana udara pada pori-pori tanah dikeluarkan dengan salah satu cara mekanis atau suatu proses berkurangnya volume tanah akibat adanya energi mekanis, pengaruh kadar air dan gradasi butiran.
Gambar 2.5. Klasifikasi tanah sistem AASHTO
Peristiwa bertambahnya berat volume kering oleh beban dinamis disebut dengan pemadatan. Pemadatan tanah dapat dimaksudkan untuk mempertinggi kuat geser tanah, mengurangi sifat mudah mampat (kompresibilitas), mengurangi permeabilitas serta dapat mengurangi perubahan volume sebagai akibat perubahan kadar air dan lainnya.
Pada tanah granuler dipandang paling mudah penanganannya untuk pekerjaan di lapangan.Material ini mampu memberikan kuat geser yang tinggi dengan sedikit perubahan volume sesudah dipadatkan.
Pada tanah lanau yang dipadatkan umumnya akan stabil dan mampu memberikan kuat geser yang cukup dan sedikit kecenderungan mengalami perubahan volume. Namun tanah lanau sangat sulit dipadatkan bila dalam keadaan basah karena permeabilitasnya rendah.
Tanah lempung yang dipadatkan dengan cara yang benar akan memberikan kuat geser yang tinggi. Stabilitas terhadap sifat kembang-susut tergantung dari jenis kandungan mineralnya. Lempung padat mempunyai permeabilitas yang rendah dan tanah ini tidak dapat dipadatkan dengan baik dalam kondisi basah.
Derajat kepadatan tanah diukur dari berat volume keringnya. Hubungan berat volume kering (??) dengan berat volume basah (??) dan kadar air (%) dinyatakan dalam persamaan:
?? =?? / (1 + ? ) (2.16)
Proses ini dilakukan sebanyak lima kali pada sampel tanah dengan kadar air tanah yang terus dinaikkan pada setiap proses. Dengan menggambarkan hubungan antara kepadatan kering maksimum dengan kadar air, akan dihasilkan kurv seperti terlihat pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6 Hubungan antara kadar air dan berat isi kering tanah
2.1.3 Uji kuat tekan bebas ( Unconfined compression test )
Pada material tanah, parameter yang perlu ditinjau adalah kekuatan geser tanahnya.Pengetahuan mengenai kekuatan geser diperlukan untuk menyelesaikan masalah-masalahyang berkaitan dengan stabilisasi tanah.
Cara pengujian kuat tekan bebas ini memiliki perbedaan dengan uji triaksial, dimana pada uji kuat tekan bebas tidak ada tegangan sel yaitu ?3=0. Gambar skematik dari prinsip pembebanan dalam percobaan ini dapat dilihat pada Gambar 2.7.
Gambar 2.7.Skema uji tekan bebas
Pembebanan pada sampel tanah berasal dari tekanan aksial satu arah (?1) yang diangsur-angsur bertambah sampai benda uji mengalami keruntuhan.Hubungan konsistensi dengan kuat tekan bebas dapat dilihat pada Tabel 2.4.
Tabel 2.4 Klasifikasi tanah berdasarkan nilai kuat tekan bebas (Das, 1994)
Tekanan aksial yang bekerja pada tanah dapat dituliskan kedalam persamaan berikut :
dengan :
P = gaya beban yang bekerja A = Luas penampang tanah
Kuat geser tanah dari tekanan aksial yang ada dapat dituliskan ke dalam persamaan berikut :
??= (?1+ ?3) / 2 =?1/ 2 = ?? / 2 (2.18) dengan :
?? = kekuatan geser undrained (undrained shear strength) ?3=0
qu= unconfined compressive strength.
2.1.4 Sensitifitas tanah lempung
Uji tekan bebas ini dilakukan pada sampel tanah asli (undisturbed) dan sampel tanah tidak asli (remoulded) lalu diukur kemampuan masing-masing sampel terhadap kuat tekan bebas. Dari nilai kuat tekan maksimum yang dapat diterima pada masing-masing sampel dapat diperoleh nilai sensitifitas tanah.Nilai sensitifitas berguna untuk mengukur bagaimana perilaku tanah jika mengalami gangguan yang diberikan dari luar.
Gambar 2.8 Kuat tekan tanah asli dan tanah remoulded
Sifat berkurangnya kekuatan tanah akibat adanya kerusakan struktural tanah tersebut disebut kesensitifan (sensitivity). Tingkat kesensitifan dapat ditentukan sebagai rasio (perbandingan) antara kekuatan tanah yang masih asli dengan kekuatan tanah yang sama setelah terkena kerusakan (remoulded), bila kekuatan tanah tersebut diuji dengan cara tekanan tak tersekap. Jadi, sensitifitas diperoleh (acquired sensitivity) dinyatakan dalam persamaan:
??= (?? ? ???) / (??? ??? ?? ? ? ?) (2.19) dengan :
St= kesensitifan
Ada beberapa jenis tanah lempung tertentu yang akibat kerusakan tersebut dapat tiba-tiba berubah menjadi cair.Tanah-tanah seperti itu sebagian besar dijumpai di daerah Amerika Utara dan daerah semenanjung Skandinavia yang dulunya tertutup es.Tanah-tanah lempung seperti ini biasa dinamai sebagai quick clays.
Tabel 2.5 Klasifikasi tanah berdasarkan sensitivity (Hardiyatmo, 1992)
Beberapa definisi tanah lempung dari beberapa ahli antara lain:
1. Das (1988) mendefinisikan bahwa tanah lempung merupakan tanah dengan ukuran mikrokronis sampai dengan sub-mikrokronis yang berasal dari pelapukan unsur-unsur kimiawi penyusun batuan. Tanah lempung sangat keras dalam keadaan kering dan bersifat plastis pada kadar air sedang. Pada keadaan air lebih tinggi lempung bersifat lengket (kohesif) dan sangat lunak.
3. Bowles (1986) mendefinisikan bahwa tanah lempung sebagai deposit yang mempunyai partikel yang berukuran kecil atau sama dengan 0,002 mm dalam jumlah lebih dari 50 %.
2.2.2 Struktur mineral lempung
Tanah lempung sangat keras dalam kondisi kering dan bersifat plastis pada kadar air sedang. Namun pada kadar air yang lebih tinggi lempung akan bersifat lengket (kohesif) dan sangat lunak. Kohesif memiliki pengertian bahwa pada keadaan basah tanah memiliki kemampuan gaya tarik-menarik yang besar di antara partikel-partikel tanahnya sehingga melekat satu sama lain.
Mineral lempung merupakan pelapukan akibat reaksi kimia yang menghasilkan susunan kelompok partikel berukuran koloid dengan diameter butiran lebih kecil dari 0,002 mm. Holtz & Kovacs (1981) menerangkan satuan struktur dasar dari mineral lempung terdiri dari Silica Tetrahedra dan Alumina Oktahedra.
Satuan-satuan dasar tersebut bersatu membentuk struktur lembaran.Jenis-jenis mineral lempung tergantung dari kombinasi susunan satuan struktur dasar atau tumpukan lembaran serta macam ikatan antara masing-masing lembaran.
Silika Tetrahedra pada dasarnya merupakan kombinasi dari satuan Silika Tetrahedra yang terdiri dari satu atom silicon yang dikelilingi pada sudutnya oleh empat buah atom Oksigen.Kombinasi dari unit-unit silica tetrahedra tersebut membentuk lembaran silika (silica sheet).
Pada sebuah lembaran silika, setiap atom silikon yang bermuatan positif dan bervalensi empat daihubungkan dengan empat atom oksigen yang bermuatan negatif dengan valensi total delapan.Tetapi setiap atom oksigen pada dasar tetrahedral itu dihubungkan dengan dua atom silikon lainnya.Ini berarti bahwa atom-atom oksigen disebelah atas dari unit-unit tetrahedra mempunyai kelebihan valensi (negatif) sebesar satu dan harus diseimbangkan. Bila lembaran silika itu ditumpuk di atas lembaran oktahedra, atom-atom oksigen tersebut akan menggantikan posisi ion hidroksil pada oktahedra untuk memenuhi keseimbangan muatan mereka.
Jika ditinjau dari mineraloginya, lempung terdiri dari berbagai mineral penyusun, antara lain mineral lempung (kaolinite, montmorillonite dan illite group) dan mineral-mineral lain yang mempunyai ukuran sesuai dengan batasan yang ada (mika group, serpentinite group).
a. Kaolinite.
Gambar 2.9. Struktur kaolinite ( Das, 1988)
b. Montmorillonite
disebut juga mineral dua banding satu (2:1) karena satuan susunan kristalnya terbentuk dari susunan dua lempeng silika tetrahedral mengapit satu lempeng alumina oktahedral ditengahnya. Struktur kisinya tersusun atas satu lempeng Al2O3 diantara dua lempeng SiO2. Karena struktur inilah Montmorillonite dapat mengembang dan mengkerut menurut sumbu C dan mempunyai daya adsorbsi air dan kation lebih tinggi. Tebal satuan unit adalah 9,6 Å (0,96 μm), seperti ditunjukkan Gambar 2.10 dibawah ini sebagaimana dikutip (Das, 1988). Hubungan antara satuan unit diikat oleh ikatan gaya Van der Walls, diantara ujung-ujung atas dari lembaran silika itu sangat lemah, maka lapisan air (n.H2O) dengan kation yang dapat bertukar dengan mudah menyusup dan memperlemah ikatan antar satuan susunan kristal mengakibatkan antar lapisan terpisah. Ukuran unit massa sangat besar, dapat menyerap air dengan sangat kuat, mudah mengalami proses pengembangan.
c. Illite.
Mineral illite mempunyai hubungan dengan mika biasa, sehingga dinamakan pula hidrat-mika. Illite memiliki formasi struktur satuan kristal, tebal dan komposisi yang hampir sama dengan montmorillonite. Perbedaannya ada pada :
• Pengikatan antar unit kristal terdapat pada kalium (K) yang berfungsi sebagai penyeimbang muatan, sekaligus sebagai pengikat. Terdapat ± 20 % pergantian silikon (Si) oleh aluminium (Al) pada lempeng tetrahedral.
• Struktur mineralnya tidak mengembang sebagaimana montmorillonite Gambar satuan unit illite seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.11 berikut ini.
Gambar 2.11. Struktur illite ( Das, 1994)
2.2.3 Interaksi air dan mineral dalam fenomena tanah lempung
Tanah lempung mengandung muatan elektro negatif pada permukaannya. Muatan elektro negatif ini mengakibatkan kemungkinan terjadinya reaksi pertukaran kation., yang mana muatan ini merupakan hasil satu atau lebih dari beberapa reaksi yang berbeda.
Pada mineral lempung yang kering, muatan negatif yang terdapat di permukaannya dinetralkan oleh kation-kation lain yang mengelilingi partikel tersebut secara exchange able cation akibat adanya perbedaan kekuatan muatan dan gaya tarik-menarik elektrostatik Van der Waals. Akibat kemungkinan adanya perbedaan kekuatan muatan di sekeliling kation tersebut dapat saling mendesak dan bertukar posisi.
Kemampuan dari kation-kation tersebut untuk mendesak dapat dilihat dari besarnya potensi mendesak sesuai urutan berikut:
Al+++ >> Ca++ > Mg++ >> NH4+> K+> H+> Na+Li+
Dari reaksi di atas disimpulkan Kation Li+ tidak dapat mendesak kation lain yang berada dikirinya. Molekul air merupakan molekul dipolar karena atom Hidrogen tidak tersusun simetris disekitar atom oksigen, melainkan membentuk sudut ikatan 105o akibatnya molekul-molekul air berperilaku seperti batang-batang kecil yang mempunyai muatan positif disatu sisi dan muatan negatif disisi lain.Sifat dipolar tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.12.
Interaksi antara molekul-molekul air dengan partikel lempung dapat melalui tiga proses yaitu :
1. Kutub positif molekul dipolar air akan saling menarik dengan muatan negatif permukaan partikel lempung.
2. Molekul air diikat oleh partikel lempung melalui ikatan Hidrogen (Hidrogen air ditarik oksigen atau hidroksil lain yang ada pada permukaan partikel lempung). Proses ketiga, penarikan molekul air oleh muatan negatif permukaan empung secara berantai melalui kation yang mengapung dalam larutan air. Faktor paling dominan adalah proses ikatan hidrogen.
Jumlah molekul air yang berinteraksi dengan permukaan lempung akan sangat dipengaruhi oleh jenis mineral yang ada yaitu pada nilai luasan permukaan spesifiknya (specific surface). Besarnya molekul air yang ditarik untuk membentuk lapisan Rangkap (Diffuse Double Layer). dipengaruhi oleh luas permukaan lempung. Kemampuan mineral lempung menarik molekul air atau menunjukkan kapasitas perilaku plastis tanah lempung.
2.2.4 Serbuk kaca
Berdasarkan kondisi tersebut. maka dicoba untuk melakukan penelitian urrtuk memanfaatkan limbah tersebut menjadi bahan yang bermanfaat di bidang konstruksi dalam hal ini sebagai bahan stabilisasi tanah lempung. Selain itu kaca yang juga mengandung silika (sebagai perekat) diharapkan dapat membantu proses stabilisasi dari sampel tanah lempung yang akan diuji. Dimana serbuk dari kaca yang digunakan dalam penelitian ini harus sudah lolos ayakan no.200.
Bubuk kaca mempunyai kelebihan dibandingkan dengan bahan pengisi pori yang lainnya (Dian, 2011 dalam Andriyani Y. dan Nursyamsi, 2015), yaitu:
1. mempunyai sifat tidak menyerap air (zero water absorption),
2. kekerasan dari gelas menjadikan beton tahan terhadap abrasi yang hanya dapat dicapai oleh sedikit agregat alami,
3. bubuk kaca/serbuk kaca memperbaiki kandungan dari beton segar sehingga kekuatan yang tinggi dapat dicapai tanpa penggunaan superplasticizer,
4. bubuk kaca/serbuk kaca yang baik mempunyai sifat pozzoland sehingga dapat berfungsi sebagai pengganti semen dan filler.
2.2.5 Kandungan dalam kaca
Penelitian ini menggunakan, kaca dari jenis botolminuman bekas, yang di hancurkan dengan menggunakan mesin pemecah batu emas (galundung) di kota Panyabungan, Kabupaten Mandailing natal. Dan diayak sehingga lolos ayakan No. 200, di laboratorium mekanika tanah, Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Jenis Kaca Clear Glass Amber Glass Green Glass Pyrex Glass Fused Silica
SiO2 73,2 – 73,5 71,0 – 72,4 71,27 81 99,87
Al2O3 1,7 – 1,9 1,7 – 1,8 2,22 2
-Na2O+K2O 13,6 – 14,1 13,8 – 14,4 13,06 4
-CaO+MgO 10,7 – 10,8 11,6 12,17 -
-SO3 0,2 – 0,24 0,12 – 0,14 0,052 -
-Fe2O3 0,04 – 0,05 0,3 0,599 3,72
-Cr2O3 - 0,01 0,43 12,0 – 13,0
-2.2.6 Gypsum
Secara umum gypsum dituliskan dengan rumus kimia sebagai (CaSO4 (2H2O)).
Gypsum merupakan mineral terbanyak dalam batuan sedimen lunak bila murni. Merupakan bahan baku yang dapat diolah menjadi kapur tulis, ataupun bahan bahan bagunan. Adapun kandungan dari persentase bahan kimia gypsum ada pada Tabel 2.7 berikut:
Tabel 2.7 Komposisi kimia gypsum (Surya, A. F. 2014)
No. Senyawa Persentase
1 Calcium (Ca) 23,28 %
3 Calcium Oksida (CaO) 32,57 %
4 Air (H2O) 20,93 %
5 Sulfur (S) 18,62 %
Gypsum digunakan untuk pembuatan bangunan plester, papan dinding, ubin, sebagai penyerap untuk bahan-kimia, sebagai pigmen cat dan perluasan, dan untuk pelapisan kertas.Gypsum californiaalami, berisi 15% - 20% belerang, digunakan untuk memproduksi ammonium sulfate untuk pupuk. Gypsum juga digunakan untuk membuat asam belerang dengan pemanasan sampai 2000o F (1093oC) dalam permukaan tertentu.Resultan calsium sulfida bereaksi untuk menghasilkan kapur perekat dan sulfuricacid.Sedangkan gypsum mentah bisa digunakan untuk campuran Portland Cemen.
Sekarang ini gypsum banyak digunakan pada hiasan bangunan, bahan dasar pembuat semen, pengisi (filler) cat, bahan pembuat pupuk (fertilizer) dan berbagai macam keperluan lainnya. Keuntungan penggunaan gypsumdalam pekerjaan teknik sipil yaitu:
a. Gypsum yang dicampur lempung dapat mengurangi retak karena sodium pada tanah tergantikan oleh kalsium pada gypsum sehingga pengembangannya lebih kecil.
c. Gypsum meningkatkan kecepatan rembesan air, dikarenakan gypsum lebih menyerap banyak air.
Gypsum sebagai perekat mineral mempunyai sifat yang lebih baik dibandingkan dengan perekat organik karena tidak menimbulkan pencemaran udara, murah, tahan api, tahan deteriorasi oleh faktor biologis dan tahan terhadap zat kimia (Purwadi, 1993).
Saat ini gypsum sebagai bahan bangunan digunakan untuk membuat papan gypsum dan profil pengganti eternit asbes. Papan gypsum profil adalah salah satu produk jadi setelah material gypsum diolah melalui proses pabrikasi menjadi tepung. Papan gypsum profil digunakan sebagai salah satu elemen dari dinding partisi dan plafon.
2.3 Stabilisasi tanah
Stabilisasi tanah merupakan suatu upaya untuk memperkuat atau menambahkan kapasitas dukung tanah agar tanah tersebut sesuai dengan persyaratan dan memiliki mutu yang baik.
Tanah lempung merupakam salah satu jenis tanah yang sering dilakukan proses stabilisasi. Hal ini disebabkan sifat lunak plastis dan kohesif pada tanah lempung disaat basah.Sehingga menyebabkan perubahan volume yang besar karena pengaruh air dan menyebabkan tanah mengembang dan menyusut dalam jangka waktu yang relatif cepat. Sifat inilah yang menjadi alasan perlunya dilakukan proses stabilisasi agar sifat tersebut diperbaiki sehingga dapat meningkatkan daya dukung tanah tersebut.
Stabilisator yang sering digunakan yakni semen, kapur, gypsum, abu sekam padi, abu cangkak sawit, abu ampas tebu, fly ash, bitumen dan bahan-bahan lainnya. Kelebihan stabilisasi dengan menggunakan bahan tambahan (admixture) adalah sebagai berikut: a. Meningkatkan kekuatan
c. Menjaga stabilitas volume d. Mengurangi permeabilitas e. Mengurangi erodibilitas f. Meningkatkan durabilitas
2.4 Review Penelitian Stabilisasi Tanah Lempung
Adapun tugas akhir saya didasari oleh 3 (tiga) penelitian :
1. ” Pengaruh penambahan serbuk gypsum dengan lamanyaWaktu pengeraman (curing) terhadap karakteristik Tanah lempung ekspansif di bojonegoro” oleh Kurniawan, dkk, (2014). Dari Hasil pengujian diperoleh Dengan penambahan bahan campuran berupa serbuk gypsum, Presentase gypsum yang digunakan adalah 4%, 6%, 8% dan 10%. dari berat kering tanah. nilai specificgravity dan nilai plastic limit mengalami peningkatan dibandingkan dengan tanah asli dengan nilai peningkatan masing-masing yaitu 1,592% dan19,257%. Sedangkan untuk nilai liquid limit serta indeks plastisitas mengalami penurunan dibandingkan dengan tanah asli dengan nilai penurunan masing-masing yaitu 41,595% dan 89,862%.
pemeraman kuat tekan bebas tanah + kapur + abu selalu mengalami kenaikan kuat tekan bebas.
