3. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Pendahuluan
Dalam penelitian ini digunakan tanah uji berupa tanah liat dalam kondisi Liquid Limit (LL) yang dicampur dengan Fly Ash, garam dan air. Penggunaan Fly Ash dan garam diharapkan dapat meningkatkan kekuatan dari tanah dalam kondisi LL.
Pengujian karakteristik dari tanah uji dilakukan di Laboratorium Universitas Kristen Petra. Komposisi kimia tanah, Fly Ash dan garam diperoleh melalui pengujian BALAI RISET DAN STANDARDISASI INDUSTRI SURABAYA Jl.
Jagir Wonokromo No. 360.
Benda uji dalam penelitian ini dicetak dengan mold ( tinggi 15 cm, dan diameter 20 cm ) yang terbuat dari bahan PVC seperti pada Gambar 3.3. Cara mencampur Fly Ash, garam, dan tanah liat yaitu dengan menggunakan tangan.
Pada sisi bagian atas dan bawah mold ditutup dengan karung goni agar air dapat menembus ke dalam mold. Hal ini bertujuan agar tekanan udara pada kedua sisi atas dan bawah pada benda uji sama. Pembuatan benda uji ini menggunakan tanah liat yang seragamkan dengan nilai LL tanah asli yaitu sebesar ± 70%.
3.2 Metode Penelitian 1. Studi Literatur
Mencari bahan referensi melalui buku, jurnal, seminar, dan internet mengenai penelitian perbaikan tanah secara kimiawi yang telah diketahui, berkaitan dengan bahan-bahan kimia yang dapat dipakai untuk perbaikan tanah dan teknik-teknik perbaikan tanah yang tepat.
2. Tes laboratorium tanah asli dan campuran, yang meliputi :
a. Pengujian Atterberg Limit, meliputi Plastic Limit (PL), Liquid Limit
c. Pengujian Specific Gravity, bertujuan untuk mengetahui berat jenis butiran dari contoh tanah.
d. Pengujian California Bearing Ratio (CBR), yang bertujuan untuk mencari daya dukung dari suatu contoh tanah yang akan digunakan untuk pembangunan suatu jalan. Sampel untuk percobaan CBR ada yang direndam air dan ada yang dibiarkan mengering. Dengan curing time 7 hari, 14 hari, 28 hari, 56 hari.
e. Permeability Test, bertujuan untuk mengetahui sifat bahan berpori yang memungkinkan aliran rembesan berupa air yang mengalir melalui rongga pori.
f. Pengujian UC. Test, bertujuan untuk mempermudah perhitungan kekohan tanah liat dan menentukan kohesi.
g. Vane Test, untuk mendapatkan kekuatan tanah asli dalam kondisi asli di lapangan.
3. Pengolahan dan analisa data yang sudah didapat 4. Menarik kesimpulan dari analisa yang dilakukan.
3.3 Tanah Uji
Tanah uji berasal dari daerah Siwalakerto-Surabaya-Jawa Timur.
Pengambilan tanah pada kedalaman ± 0,5 meter dari permukaan tanah. Pengujian sifat fisik tanah dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Universitas Kristen Petra. Data tanah asli dapat dilihat di Tabel 3.1 dan Gambar 3.1. Pengujian Liquid Limit yang diuji ada 2 yaitu Liquid Limit tanah asli dan Liquid Limit oven.
Pengujian Liquid Limit oven bertujuan untuk mengetahui kadar organis suatu tanah. Selisih antara Liquid Limit asli dan Liquid Limit oven tidak boleh melebihi dari 30% untuk menunjukan tanah pada penelitian ini anorganik (berdasarkan tabel Sistem Klasifikasi Tanah Unified (ASTM D2487)).
Tabel 3.1 Data Tanah Asli
Grafik Analisa Ayakan dan Hydrometer Depth 5.00 m
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0.001 0.01
0.1 1
Grain Diameter (mm)
Cumulative Percent Finer
By Sieve By Hydrometer
Gambar 3.1 Grain Size Distribution
Dari Gambar 3.1, tanah uji termasuk jenis tanah liat karena persentase lolos butiran dari ayakan no.200 (75 mikron) mencapai 76,1%. Tanah diatas yang diambil dari daerah Siwalakerto-Surabaya Selatan merupakan tanah liat anorganik, seperti terlihat pada Tabel 3.1. Nilai LL sebesar 72,80% dan nilai PL sebesar 22,34% dan PI sebesar 50,46% dengan deskripsi tanah termasuk dalam lempung yang memiliki plastisitas tinggi. Hal tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.2; Tabel 3.2 dan Tabel 3.3.
Data Nilai
Wc 41,92%
LL asli 72,80%
PL 22,34%
PI 50,46%
Gs 2,64
Su 0,942 kg/cm2
CBR 0,1 in 0,074%
CBR 0,2 in 0,085%
Gambar 3.2. Diagram Plastisitas
Tabel 3.2. Sistem Klasifikasi Tanah Unified
Tabel 3.3 Spesifikasi tanah berdasarkan nilai PI
Tabel 3.3 Komposisi kimia material tanah liat No. Parameter Uji Satuan Hasil Uji % Metode Uji
1 Kalium (K) % 0,72 AAS 2 Aluminium (AL) % 4,51 Gravimetri 3 Silikat (SiO2) % 61,22 Gravimetri 4 Sulfat (SO4) % 0,65 Gravimetri
3.4 Garam
Garam yang digunakan dalam penelitian ini adalah garam yang tidak beryodium. Garam tersebut berasal dari Malang. Pengujian dilakukan di BALAI RISET DAN STANDARDISASI INDUSTRI SURABAYA. Garam ini mengandung NaCl sebesar 89,03% yang dilakukan dengan metode uji titrimetri.
3.5 Fly Ash
Fly Ash yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari PT. RIMBA PARTIKEL INDONESIA dengan komposisi kimia seperti terlihat pada Tabel 3.4.
Pengujian dilakukan di BALAI RISET DAN STANDARDISASI INDUSTRI SURABAYA. Warna Fly Ash adalah abu-abu muda dan memiliki kadar CaO sebesar 38.7%.
Berdasarkan jumlah kalsium oksida (CaO) yang terkandung, Fly Ash yang dipakai termasuk dalam fly ash kelas C. Fly ash kelas C diproduksi secara normal dari batu bara lignit dan sub-bituminus dan biasanya mengandung kalsium oksida atau kapur dalam jumlah yang signifikan, serta memiliki isfat Pozzolan dan memiliki sifat semen (ASTM C 618-99). Warna merupakan sifat fisik Fly Ash yang penting untuk menentukan kandungan kapur secara kualitatif. Biasanya warna yang lebih muda mengindifikasikan kandungan kalsium oksida yang tinggi
Tabel 3.4 Komposisi kimia material Fly Ash
No. Parameter Uji Satuan Hasil Uji (%) Metode Uji 1 Silikat (SiO2) % 20,33 Gravimetri 2 Besi Oksida (Fe2O3) % 4,95 Titrimetri 3 Aluminium Oksida (Al2O3) % 13,82 Gravimetri 4 Kalsium Oksida (CaO) % 38,97 Titrimetri
3.6 Air
Air yang digunakan untuk percobaaan adalah air PDAM, sedangkan air yang digunakan untuk proses curing adalah air tanah.
3.7 Pembuatan Benda Uji
Gambar 3.3 Benda Uji CBR Laboratorium
Pembuatan Benda Uji:
Jenis tanah yang diuji:
Jenis Sampel
Tanah Benda Uji (buah) CBR UC Type T.A + 20%F.A + 2% Garam 3 3 1 T.A + 30%F.A + 2% Garam 3 3 2
Jenis-jenis benda uji pada penelitian ini memiliki keseragaman dalam nilai Liquid Limit yang diambil dari berat total tanah kering, benda uji dalam kondisi Liquid Limit, dan volume benda uji. Pengujian ini terdiri dari 2 (dua) kategori yaitu pengujian CBR laboratorium dan pengujian CBR lapangan. CBR laboratorium adalah simulasi untuk mendapatkan tingkat nilai kepadatan yang dicetak dengan mold yang terbuat dari bahan PVC. CBR lapangan adalah simulasi dari keadaan di lapangan yang dibuat pada sebuah bak besar yang terbuat dari bahan plastik dengan diameter 63,8 cm dan jarak antara pengujian untuk CBR laboratorium sejauh ± 10 cm dengan waktu curing yang sama antara CBR lapangan dan CBR laboratorium yaitu 7 hari, 14 hari, 28 hari, dan 56 hari. CBR laboratorium dibuat dengan mencampur tanah liat dengan garam 2% dan Fly Ash 20%, 30%, 40%. Curing Time yang dipergunakan 7 hari, 14 hari, 28 hari, dan 56 hari. Proses pemadatan tanah campuran untuk pengolahan CBR laboratorium dan CBR lapangan dilakukan dengan cara ditekan dengan menggunakan tangan.
Keseragaman pada penelitian ini menggunakan patokan pada nilai Liquid Limit tanah asli yaitu sebesar 69,38%.
