I. TUJUAN
Tujuan dari pengujian batas-batas atterberg antara lain adalah:
1. Menentukan harga batas cair (liquid limits) dari suatu contoh tanah. 2. Menentukan harga batas plastis (plastis limits) dari suatu contoh tanah. 3. Menentukan harga batas susut (shrinkage limits) dari suatu contoh tanah.
II. DASAR TEORI
Sifat konsistensi tanah selalu berubah-ubah sesuai dengan perubahan kadar airnya. Bila kadar air brtambah, maka interaksi antara butir-butir yang bersentuhan semakin kecil bahkan hilang sama sekali sehingga konsistensi tanah akan bersifat seperti cairan.
Pada tahun 1911, seorang ilmuwan dari Swedia bernama Atterberg mengembangkan suatu metode untuk menjelaskan sifat konsistensi tanah berbutir halus pada kadar air yang bervariasi. Bilamana kadar airnya sangat tinggi, sifat campuran tanbah dan air akan menjadi sangat lembek seperti cairan. Oleh karena itu, atas dasar yang dikandung tanah, tanah dapat dipisahkan kedalam empat keadaan dasar, yaitu: padat, semi padat, plastis dan cair.
Perubahan kadar air dari maksimum ke minimum atau sebaliknya akan mengalami 4 fase/keadaan yang dikemukakan oleh A. Atterberg. Batas-batas fase ini disebut sebagai batas konsistensi Atterberg yang ditunjukkan oleh kandungan kadar airnya pada masing-masing batas tersebut.
Batas – batas dari empat keadaan diatas, yaitu :
1. Batas Cair ( Liquid Limits ) ( LL )
Batas cair adalah harga kadar air suatu tanah pada batas antara keadaan cair dan plastis, atau dengan perkataan lain adalah harga kadar air minimum dimana tanah masih berada dalam keadaan cair, atau mulai mengalir karena beratnya sendiri.
Berdasarkan percobaan dengan menggunakan mangkuk Cassagrande, maka nilai batas cair adalah kadar air pasta tanah saat dicapai ketukan mangkuk Cassagrande 25 kali, dimana celah standar yang dibentuk menutup sepanjang 12,7 mm dalam 25 kali ketukan sangatlah sulit didapatkan. Mangkok kuningan dapat diangkat dan dijatuhkan di atas bantalan karet keras dengan sebuah pengungkit eksentris dijalankan oleh suatu alat pemutar. Untuk melakukan uji batas cair, pasta tanah diletakkan di dalam mangkok kuningan kemudian di gores tepat di tengahnya dengan menggunakan alat penggores standar. Dengan menjalankan alat pemutar, mangkok kemudian dinaik-turunkan dengan
ketinggian 0,3937 in (10 mm). Pengujian akan lebih baik dilakukan paling sedikit empat kali pada tanah yang sama tetapi dengan kadar air yang berbeda-beda sehingga jumlah ketukan N, yang dibutuhkan untuk menutup goresan bervariasi antara 10 sampai 40 tumbukan.
Keterangan :
W1 : Berat cawan (gr)
W2 : Berat cawan + tanah basah (gr)
W3 : Berat cawan + tanah kering (gr)
𝑲𝒂𝒅𝒂𝒓 𝒂𝒊𝒓 = 𝑾𝟐− 𝑾𝟑
Menentukan batas cair = ( 5) Dimana : N : Jumlah Ketukan ω : Kadar air (%)
2. Batas Plastis ( Plastics Limits ) ( PL )
Batas plastis adalah harga kadar air pada batas antara keadaan plastis dan semi solid, atau dengan kata lain harga kadar air pada batas dimana tanah masih mudah dibentuk. PL dinyatakan dalam persen, dimana tanah apabila di gulung sampai dengan diameter 0,125 in (3,2 mm) menjadi retak-retak rambut
Kadar Air = 1 3 3 2 W W W W x 100 Dimana : W1 = Berat krus (gr)
W2 = Berat krus + tanah basah (gr)
W3 = Berat krus + tanah kering (gr)
3. Batas Susut ( Shrinkage Limits ) ( SL )
Batas susut adalah harga batas kadar air pada batas antara keadaan semi padat, atau nilai batas kadar air dimana volume tanah tidak mengalami perubahan akibat berkurangnya kadar air tanah. Suatu tanah akan menyusut apabila air yang dikandungnya secara perlahan-lahan hilang dalam tanah. Dengan hilangnya air secara terus-menerus, tanah akan mencapai suatu keseimbangan dimana penambahan kehilangan air tidak akan mencapai suatu keseimbangan dimana penambahan kehilangan air tidak akan menyebabkan perubahan volume. Kadar air, dinyatakan
dalam persen, dimana perubahan volume suatu massa tanah berhenti didefinsikan sebagai batas susut.
Batas susut dapat ditentukan dengan cara pasta tanah basah, sisa percobaan batas cair dicetak dengan mangkok kecil (Shrinkage dish) yang diketahui volumenya, ditimbang beratnya (W1), kemudian dikeringkan
dalam oven sampai beratnya kering dan ditimbang (W2).
Volume kering (V2) ditentukan dengan bantuan air raksa. Contoh
tanah yang sudah dikeringkan tersebut dicelupkan kedalam air raksa, maka volume air raksa yang dipindahkan sama dengan volume tanah tersebut.
Air raksa yang tumpah dikumpulkan dan ditimbang maka = =
Untuk menghitung SL adalah sebagai berikut: ( ) = − − % Dimana :
= Kadar air (%)
= Volume awal (cm3) = Volume akhir (cm3) = Berat tanah kering (gr)
Dari nilai LL dan PL dapat diperoleh nilai Indeks plastis (Plastis Index = PI) yaitu daerah dimana tanah tersebut berada dalam keadaan plastis, dan nilainya adalah selisih dimana tanah tersebut berada dalam keadaan plastis, dan nilainya adalah selisih antara kadar air batas cair dan batas plastis, PI = LL – PL
Indeks Plastis ( PI ) Yaitu perbedaan antara batas cair dan batas plastis suatu tanah.
PI = LL – PL
Dimana :
PI = Indeks Plastis/Plasticity Index LL = Batas Cair
PL = Batas Plastis
Tabel hubungan indeks plastisitas dengan derajat plastisitas :
Plasticity Indeks Degree of Plasticity 0 % - 5 % 5 % - 15 % 15 % - 40 % > 40 % Not Plastic Moderately Plastic Plastic High Plastic
III. PERALATAN DAN BAHAN
1. Peralatan
NO NAMA PERALATAN GAMBAR
2
Alat pencoak (grooving tool)
3
Pelat kaca
4 Krus kadar air
5 Timbangan
6 Dessikator
8 Air Suling
9
Batang pembanding dengan diameter 3,2 mm dengan panjang 10 cm 10 Shrinkage disk 11 Spatula \ 2. Bahan
NO NAMA PERALATAN GAMBAR
2 Air Raksa
IV. LANGKAH KERJA
A. Batas Cair
1. Siapkan peralatan dan bahan
2. Contoh tanah yang lolos saringan No. 40 sebanyak ± 500 gram diaduk diatas pelat kaca, sambil ditambah air suling hingga benar-benar homogen.
3. Mengatur tinggi jatuh dari cawan batas cair 1 cm
4. Memasukkan contoh ke dalam cawan, aduk lagi dengan spatula, kemudian ratakan permukaannya sehingga diperoleh ketebalan bagian tengahnya ± 1 cm
5. Tekan alat pencoak tegak lurus terhadap permukaan cawan dari belakang ke muka, sehingga contoh tanah terbelah menjadi 2 bagian.
6. Melakukan pengetukan dengan memutar engkol dari alat Cassagrande, hingga bagian tengah dari coakan menyatu sepanjang ½” (1,27 cm), hal ini dapat dikontrol dengan tangkai alat pencoak, dan mencatat jumlah ketukannya. Pada percobaan pertama ini, diusahakan untuk mendapatkan jumlah ketukan antara 40 – 50. Bila lebih dari 50 ketukan (yang diinginkan), coakannya belum menyatu sepanjang 1,27 cm, maka contoh tanah diaduk lagi sambil menambahkan air suling. Sebaliknya bila kurang dari jumlah ketukan yang diinginkan coakannya sudah menyatu 1,27 cm atau lebih, maka contoh tanah didiamkansebentar hingga kadar airnya berkurang, kemudian diaduk kembali dan percobaan diulangi.
7. Mengambil contoh pada bagian coakan yang menyatu tersebut, dan ukur kadar airnya.
8. Melakukan lagi percobaan seperi diatas (langkah 4 sampai 7) sampai 4 kali, sehingga diperoleh jumlah ketukan pada masing-masing percobaan sbb:
a. Percobaan II : antara 30 – 40 ketukan b. Percobaan III : antara 20 -30 ketukan c. Percobaan IV : antara 10 -20 ketukan
9. Setelah kadar air dari masing-masing percobaan tersebut diketahui maka datanya diplot pada grafik semi-logaritma dengan jumlah ketukan (N) sebagai absis dan kadar air ( ) sebagai ordinat. Batas cair adalah harga kadar air ( ) pada ketukan (N) ke 25.
*Bila contoh tanah berbutir kasar, maka keringkan contoh tersebut dan hancurkan gumpalan-gumpalannya dengan palu karet kemudian saring dengan saringan No. 40. Bagian yang lolos diberi air (air suling) sambil diaduk dan didiamkan selama ± 24 jam supaya kadar airnya merata. Bila contoh tanah mengandung sedikit butir kasar dapat langsung dilakukan
percobaan, tapi pada waktu pengadukan, butiran-butiran yang kasar dikeluarkan
B. Batas Plastis
1. Contoh tanah yang lolos saringan No. 40, diaduk di atas pelat kaca sehingga benar-benar homogen.
2. Siapkan 3 buah krus kadar air.
3. Mengambil sedikit contoh tanah giling di telapak tangan hingga menjadi bulat-bulatan kira-kira sebesar kelereng, kemudian giling diatas pelat kaca sehingga membentuk batangan-batangan kecil dengan diameter 3 mm. Percobaan penggilingan dilakukan dengan seksama hingga diperoleh batangan-batangan contoh tanah yang retak/ patah pada diameter tepat 3.2 mm. Bila belum mencapai diameter 3,2 mm contoh sudah retak, maka contoh diremas kembali sambil ditambahkan sedikit kadar airnya dan bila sudah lebih kecil dari 3,2 mm contoh belum retak, contoh diremas kembali sambil dibiarkan kadar airnya berkurang.
4. Setelah diperoleh contoh tanah yang retak/ patah pada diameter tepat 3,2 mm, ukur kadar airnya. Harga kadar airnya tersebut adalah harga batas plastisnya.
Catatan : Minimal harus diperoleh dua harga kadar air, kemudian dirata-ratakan.
C. Batas Susut
1. Contoh tanah dicampur dengan air suling secukupnya dan diaduk sehingga menyerupai pasta pada cawan persiapan, sehingga mudah diisikan kedalam cawan penyusut (shrinkage disk) tanpa membawa serta masuk gelembung udara. Banyaknya air yang dibutuhkan supaya tanah mudah diaduk dengan kekentalan yang diinginkan kira-kira sama atau sedikit lebih besar dari keadaan batas cair.
2. Cawan penyusut dibersihkan dan bagian dalamnya dilapisi tipis dengan vaseline atau grease yang kental untuk mencegah melekatnya tanah kedalam cawan. Contoh tanah yang sudah berupa pasta tadi dimasukkan kedalam cawan penyusut (shrinkage disk) kira-kira 1/3 vokumenya dan tana diletakkan pada tengah-tengah cawan dan dibiarkan mengalir dengan mengetuk-ngetuk cawan penyusut. Memasukkan tanah sedikit demi sedikit sambil cawan diketuk-ketuk sampai cawan terisi penuh terisi pasta tanah dan dibiarkan sampai meluber agar udara masih tersekap terbawa kepermukaan. Tanah yang kelebihan diluar cawan dibersihkan.
3. Setelah rata dan pemukaannya luarnya bersih, timbang berat cawan beserta isinya (W1). Pasta tanah dibiarkkan mengering sebentar diudara
sehingga warna pasta berubah dari tua menjadi muda, lalu dimasukkan kedalam oven.
4. Setelah kering menimbang berat cawan beserta isinya (W2) dan
menimbang juga berat cawan penyusut dalam keadaan kosong dan bersih (W3).
5. Volume cawan = volume tanah basah diukur dengan diisi penuh air raksa, buang yang berlebihan dengan cara menekan kaca kuat-kuat diatas cawan. Kemudian ukur dengan gelas ukur banyaknya air raksa yang ada di dalam cawan penyusut = volume tanah basah = V
6. Volume tanah kering diukur dengan mengeluarkan tanah kering dari cawan penyusut lalu dicelupkan kedalam gelas yang penuh dengan air raksa, dengan cara sebagai berikut:
a. Cawan gelas diisi penuh air raksa dan kelebihan air raksa dibuang dengan cara menekan prong plate (pelat kaca dengan tiga buah kawat baja) diatas cawan gelas.
c. Letakkan cawan gelas yang berisi air raksa itu kedalam cawan gelas yang lebih besar.
d. Letakkan tanah kering diatas air raksa pada cawan gelas.
e. Tekan hati-hati tanah kering kedalam air raksa dengan menggunakan prong plate, sampai prong plate rata dengan bibir cawan. Perhatikan betul-betul, jangan sampai ada udara yang terbawa masuk kedalam air raksa
f. Air raksa yang tumpah diukur volumenya dengan gelas ukur = volume tanah kering = Vs
V. DATA DAN PERHITUNGAN 1. Data Terlampir 2. Perhitungan A. Batas Cair (LL) a. Nomor Percobaan 4 1) Sampel 1 Jumlah ketukan : 41 Berat Cawan : 15,45 gr Berat Cawan + Tanah Basah : 26,92 gr Berat Cawan + Tanah Kering : 23,61 gr
Berat Air : 3,31 gr
Berat Tanah Kering : 8,20 gr 𝑑 ( ) = − 3 3− % = 6 9 − 3 6 3 6 − 5 45 % = 4 37% = ( 5) = 4 37 (4 5) = 4 86% 2) Sampel 2 Jumlah ketukan : 41 Berat Cawan : 15,67 gr Berat Cawan + Tanah Basah : 25,63 gr Berat Cawan + Tanah Kering : 22,76 gr
Berat Air : 2,87 gr
Berat Tanah Kering : 7,09 gr 𝑑 ( ) = − 3
3− %
= 5 63 − 76
= ( 5) = 4 48 (4 5) = 4 98% − = ∑ =4 48 + 4 98= 4 9 % b. Nomor Percobaan 2 1) Sampel 1 Jumlah ketukan : 22 Berat Cawan : 15,58 gr Berat Cawan + Tanah Basah : 23,48 gr Berat Cawan + Tanah Kering : 21,15 gr
Berat Air : 2,33 gr
Berat Tanah Kering : 5,57 gr 𝑑 ( ) = − 3 3− % = 3 48 − 5 5 − 5 58 % = 4 83% = ( 5) = 4 83 ( 5) = 4 9% 2) Sampel 2 Jumlah ketukan : 22 Berat Cawan : 15,61 gr Berat Cawan + Tanah Basah : 24,91 gr Berat Cawan + Tanah Kering : 22,18 gr
Berat Air : 2,73 gr
Berat Tanah Kering : 6,57 gr 𝑑 ( ) = − 3
3− %
= 4 9 − 8
= ( 5) = 4 55 ( 5) = 4 9 % − = ∑ =4 9 + 4 9 = 4 65% c. Nomor Percobaan 1 1) Sampel 1 Jumlah ketukan : 11 Berat Cawan : 16,00 gr Berat Cawan + Tanah Basah : 24,56gr Berat Cawan + Tanah Kering : 21,91 gr
Berat Air : 2,65 gr
Berat Tanah Kering : 5,25gr 𝑑 ( ) = − 3 3− % = 4 56 − 9 9 − 6 % = 44 34% = ( 5) = 44 34 ( 5) = 4 6 % 2) Sampel 2 Jumlah ketukan : 11 Berat Cawan : 15,41 gr Berat Cawan + Tanah Basah : 23,21 gr Berat Cawan + Tanah Kering : 20,83 gr
Berat Air : 2,38 gr
Berat Tanah Kering : 5,41 gr 𝑑 ( ) = − 3 3− % = 3 − 83 83 − 5 4 % = 43 99% = ( 5) = 43 99 ( 5) = 39 83%
− = ∑ =4 6 + 39 83= 4 % d. Nomor Percobaan 3
1) Sampel 1
Jumlah ketukan : 37
Berat Cawan : 28,05 gr Berat Cawan + Tanah Basah : 42,27gr Berat Cawan + Tanah Kering : 38,14 gr
Berat Air : 4,13 gr
Berat Tanah Kering : 10,99 gr 𝑑 ( ) = − 3 3− % = 4 7 − 38 4 38 4 − 8 5 % = 4 93% = ( 5) = 4 93 (37 5) = 4 9 % 2) Sampel 2 Jumlah ketukan : 37 Berat Cawan : 15,59 gr Berat Cawan + Tanah Basah : 25,35 gr Berat Cawan + Tanah Kering : 22,58 gr
Berat Air : 2,77 gr
Berat Tanah Kering : 6,99 gr 𝑑 ( ) = − 3 3− % = 5 35 − 58 58 − 5 59 % = 39 63% = ( 5) = 39 63 (37 5) = 4 55% − = ∑ =4 9 + 4 55= 4 4%
Dari keempat percobaan tersebut didapat ̅̅̅ ̅̅̅ =4 9 + 4 5 + 4 + 4 44 = 4 6 % ̅ =4 37 + 4 48 + 4 83 + 4 55 + 44 84 + 43 99 + 4 93 + 39 63 8 = 4 7 % ̅̅̅ = ̅ ( 5) → = 5 ( √4 6 4 7 0 121 ) = 5 𝐾 B. Batas Plastis (PL) Berat Cawan : 27,38 gr
Berat Cawan + Tanah Basah : 30,90 gr Berat Cawan + Tanah Kering : 30,15 gr
Berat Air : 0,75 gr
Berat Tanah Kering : 2,77 gr 𝑑 ( ) = − 3
3− %
= 3 9 − 3 5
3 5 − 7 38 % = 7 8% Maka nilai kadar air sebesar 27,07 % merupakan batas plastis. C. Batas Susut (SL)
Berat Cawan : 10,10 gr
Berat Cawan + Tanah Basah : 36,79 gr Berat Cawan + Tanah Kering : 28 gr
Berat Air : 8,79 gr
Berat Tanah Kering (Ws) : 17,90 gr
Kadar air ( ) : 49,11 %
Volume awal, ( ) : 16,84 cm3 Berat air raksa : 145,41 gr Volume akhir ( ) : 10,46 cm3
( ) = − − % = 49 − 6 84 − 46
7 9 % = 3 47%
Perhitungan Indeks Plastis
IP = LL – PL = 41,61-27,08=14,53% Dimana : IP = Indeks Plastis
LL = Liquid Limit PL = Plastis Limit
VI. KESIMPULAN
Dari percobaan Atterberg, diperoleh data sebagai berikut : 1. Batas Cair (Liquid Limit) = 41,61% 2. Batas plastis (Plastis Limit) = 20,08 % 3. Indeks Plastis (PI) = 14,47%
4. Dari hasil tersebut di dapat Liquid Limit (LL) < 50 %, dan dapat disimpulkan bahwa tanah tersebut termasuk kepada tanah dengan plastis tinggi.
