4.1 Komposisi Campuran Limbah Karbit Dan Fly Ash
Limbah karbit dan fly ash adalah produk sisa dari hasil produksi gas dan batu bara. Limbah karbit banyak mengandung kalsium (CaO) dan fly ash banyak mengandung (SiO2). Untuk mengetahui strength (kekuatan) campuran tersebut dilakukan beberapa percobaan berdasarkan perbandingan berat. Pencampuran kedua material tersebut akan membentuk material yang keras akibat dari reaksi pozzolanic. Jumlah dan variasi campuran untuk percobaan dapat dilihat pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Komposisi Campuran Fly Ash dan Limbah Karbit
Komposisi campuran Perbandingan berat Jumlah sample
1 : 2 2
1 : 3 2
Fly ash : Limbah karbit
1 : 4 2
Kekuatan dari rata-rata sample untuk masing-masing variasi campuran dapat dilihat pada Grafik 4.1 .
11.04 12.19
16.33
0 5 10 15 20
1:2 1:3 1:4
komposisi campuran
qu rata-rata (kg/cm2)
Grafik 4.1 menunjukkan hasil analisa Unconfined Compressive Strength Test (UCS) pada umur 7 hari. Komposisi campuran fly ash dan limbah karbit yang
memiliki kekuatan kokoh tekan paling besar, dengan nilai qu rata-rata = 16.33 kg/cm2 adalah campuran 1 : 2. Maka pada percobaan selanjutnya dipergunakan campuran 1 : 2 sebagai acuan.
4.2 Analisa Ayakan
Penelitian terhadap tanah pasir, campuran fly ash, dan limbah karbit dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Universitas Kristen Petra Surabaya.
Penyebaran (gradasi) diameter butiran pasir yang digunakan dalam penelitian ini didapat dengan melakukan analisa ayakan. Penyebaran (gradasi) pasir dapat dilihat pada Tabel 4.2 dan Grafik 4.2 .
Tabel 4.2 Analisa Ayakan
No Ayakan
(Inch)
Diameter Lubang Ayakan
(mm)
Berat Tertinggal
(gram)
Kumulatif Berat Tertinggal
(gram)
Berat Terlinggal
%
Berat Lolos
%
3/4 19 82 82 8.2 91.8
3/8 9.5 13.4 95.4 9.54 90.46
No. 4 4.75 23.3 118.7 11.87 88.13
No. 8 2.36 53 171.7 17.17 82.83
No. 16 1 112.2 283.9 28.39 71.61
No. 30 0.6 273 556.9 55.69 44.31
No. 50 0.3 276.1 833 83.3 16.7
No. 100 0.15 138.1 971.1 97.11 2.89
No. 200 0.075 24.4 995.5 99.55 0.45
Dasar 4.5 1000 100 0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0.01 0.1
1 10
100
Grain Diameter (mm)
Cumulative Percent Finer
Grafik 4.2 Analisa Ayakan
Dari grafik diatas terlihat bahwa pasir yang digunakan memiliki gradasi yang cukup baik karena tidak terjadi gap graded (lompatan). Pasir yang dipakai memiliki derajat keseragaman Cu= 3.2 dan modulus kehalusan Cc= 0.9245
4.3 Standard Proctor Test (test kepadatan)
Stabilisasi pasir dengan campuran fly ash dan limbah karbit ini, diuji dengan menggunakan Standard Proctor test dengan tujuan mendapatkan Water Content (kadar air) Optimum dan ã dry (kepadatan tanah) max. Pengujian ini
menggunakan pasir dan campuran (fly ash dan limbah karbit). Dengan komposisi yang tertera pada Tabel 4.3 dan Grafik 4.3.
Tabel 4.3 Nilai WC Optimum dan ã dry max dari Beberapa Komposisi Komposisi Pasir + Campuran
(75%+25%)
Pasir + Campuran (80%+20%)
Pasir + Campuran (85%+15%) WC Optimum
(%)
10.95 9.92 10.12
ã dry max (gr/cm3)
1.76 1.81 1.80
1.66 1.68 1.7 1.72 1.74 1.76 1.78 1.8 1.82
0 5 10 15 20
Water Content (%)
Dry Density (gr/cm3)
J dry (75%+25%) J dry (80%+20%) J dry (85%+15%)
Grafik 4.3 Nilai ã dry Max dan WC optimum dari Proctor Test
Grafik 4.3 menunjukkan bahwa ã dry terbesar dihasilkan oleh sample 80% pasir dan 20% campuran fly ash dan limbah karbit. Besarnya ã dry max adalah 1.81 kg/cm 3 dengan WC Optimum sebesar 9.92%. Untuk percobaan selanjutnya, digunakan kadar air dan ã dry yang didapat dengan prosentase komposisi campuran 80% pasir dan 20% campuran (fly ash dan limbah karbit) tersebut.
4.4 Unconfined Compression Strength Test (tes kokoh tekan)
Tanah pasir dengan penambahan campuran fly ash dan limbah karbit dapat meningkatkan kokoh tekan material. Besarnya kekuatan tekan material, akibat campuran tersebut (pasir = 80% dan campuran fly ash + limbah karbit = 20%) dengan variasi umur sample ditunjukkan pada Tabel 4.4 dan Grafik 4.4 .
Tabel 4.4 Nilai qu Rata-rata dengan Curing (Perawatan) Curing
(Hari)
qu rata-rata (Kg/cm2 )
7 6.02
14 15.87
28 30.51
6.02
15.87
30.51
0 5 10 15 20 25 30 35
7 hari 14 hari 28 hari
Curing
qu rata-rata (kg/cm2)
Grafik 4.4 Hubungan Nilai qu Rata-rata Dan Waktu Curing
Grafik 4.4 memperlihatkan bahwa kekuatan tanah (qu rata–rata) meningkat seiring dengan bertambahnya waktu curing. Nilai qu rata-rata tertinggi terjadi pada sample dengan waktu pemeliharaan selama 28 hari, yaitu sebesar 30.51 kg/cm2.
4.5 Wetting Drying Test (Perendaman dan Pengeringan) 4.5.1 Wetting Drying Test
Komposisi pasir dan campuran (fly ash dan limbah karbit) perlu diuji ketahanannya terhadap temperatur. Untuk itu dilakukan wetting drying test pada sample untuk mengetahui tingkat keausan sample. Presentase keausan sample
(benda uji) untuk masing-masing siklus perendaman dan pengeringan dapat dilihat pada Tabel 4.5 dan Grafik 4.5 .
Tabel 4.5 Nilai Persentase Kehilangan Tanah dengan 14 Siklus Percobaan (Setelah Curing 7 Hari)
sample Persen Kehilangan Tanah (%)
siklus 1 siklus 2 siklus 3 siklus 4 siklus 5 siklus 6 siklus 7
1 0.02 0.11 0.20 0.32 0.36 0.56 0.64
2 0.02 0.09 0.18 0.26 0.27 0.47 0.51
sample Persen Kehilangan Tanah (%)
siklus 8 siklus 9 siklus 10 siklus 11 siklus 12 siklus 13 siklus 14
1 1.48 1.95 2.64 3.48 4.19 4.78 5.75
2 1.05 1.58 1.85 2.71 3.99 4.66 5.78
3 0.94 1.40 2.14 3.17 4.22 4.95 5.67
rata-rata 1.16 1.65 2.21 3.12 4.14 4.80 5.73
0 1 2 3 4 5 6 7
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 siklus
kumulatif kehilangan tanah (%)
curing 7 hari curing 14 hari curing 28 hari
Grafik 4.5 Hubungan Antara Persentase Rata-rata Kehilangan Tanah Kumulatif dengan Siklus Percobaan (Setelah Curing t Hari)
Grafik 4.5 menunjukkan kehilangan tanah kumulatif dengan perawatan yang berbeda, menghasilkan persentase rata-rata kehilangan tanah kumulatif yang berbeda pula, namun cenderung berhimpit pada curing 14 dan 28 hari. Pada siklus ke 14 kehilangan tanah rata-rata kumulatif sebesar ± 6.5 %.
4.5.2 Unconfined Compressive Strength Test (UCS)
Pengetesan kekuatan contoh tanah (UCS) pada sample dilakukan baik sebelum maupun setelah proses Wetting Drying Test. Hasil pengujian dengan UCS menunjukkan bahwa setelah melalui proses wetting drying, kokoh tekan sample justru meningkat signifikan, seperti terlihat pada Grafik 4.6.
48.52 35.77
50.98
30.51 15.87
0 6.02 10 20 30 40 50 60
7 hari 14 hari 28 hari Curing
qu rata-rata (kg/cm2)
sesudah wetting drying 28 hari sebelum wetting drying
Grafik 4.6 Nilai qu Rata-rata terhadap Lama Curing
Sebelum wetting drying, qu rata-rata pada waktu curing 28 hari adalah sebesar 30.51 kg/cm2. Kekuatan sample tanah setelah dirawat (curing) selama 28 hari dan mengalami proses wetting drying kurang lebih 28 hari adalah 48.52 kg/cm2.
Peningkatan kekuatan tekan sample yang terjadi setelah wetting drying ini kemungkinan disebabkan oleh umur sample yang lebih lama yaitu kurang lebih 56 hari (akibat proses wetting drying) atau akibat proses wetting drying yang dapat meningkatkan ikatan kimia dalam campuran.
Grafik 4.6 juga menunjukkan bahwa contoh tanah yang mengalami proses wetting drying setelah dirawat selama 14 hari mempunyai kekuatan yang relatif sama dengan contoh tanah yang dirawat selama 28 hari.
Bila dibandingkan dengan material bata merah kekuatan sample tidak dapat dikategorikan sebagai bata merah, karena bata merah tingkat 3 (yang paling rendah) memiliki kekuatan tekan rata-rata 80-60 kg/cm2 seperti terlihat pada Tabel 4.6.(Standar Nasional Indonesia, 1973).
Tabel 4.6 Kekuatan Tekan Rata-Rata Bata Merah
Mutu bata merah Kuat Tekan rata-rata kg/cm2 Tingkat 1 lebih besar dari 100
Tingkat 2 100-80
Tingkat 3 80-60
4.6 Permeability Test (Test Permeabilitas)
Tujuan percobaan ini adalah untuk memberi informasi mengenai permeabilitas sample (benda uji) dengan waktu curing 7 hari. Koefisien permeabilitas (k) dari tanah pasir dan campuran (fly ash dan limbah karbit) sebesar 1.67E-04 cm/menit, seperti yang terlihat pada Tabel 4.7 dan Grafik 4.7
Tabel 4.7 Nilai Permeability dengan Waktu Curing 7 Hari
Waktu Tinggi air k Waktu Tinggi air k
menit cm cm/menit menit cm cm/menit
0 114 0 8 47.3 1.71E-04
1 100.5 2.07E-04 9 42.8 1.69E-04
2 90.3 1.86E-04 10 38.3 1.69E-04
3 79.3 1.91E-04 11 34.8 1.67E-04
4 72.3 1.79E-04 12 31.3 1.67E-04
5 64.8 1.77E-04
6 58.3 1.74E-04
7 52.8 1.71E-04
1.50E-04 1.60E-04 1.70E-04 1.80E-04 1.90E-04 2.00E-04 2.10E-04 2.20E-04
0 5 10 15
Time (menit)
k (cm/menit)
Grafik 4.7 Nilai Permeability dengan Waktu Curing 7 Hari
