Bereaksinya antara air dengan kapur akan menimbulkan panas dan pada saat yang bersamaan, volume kapur menjadi lebih besar dari pada volume asalnya
sehingga menyebabkan turunnya kandungan air didalam tanah. 5. Magnesium Oksida MgO
Tahapan proses kimia pada stabilisasi tanah menggunakan besi adalah sebagai berikut:
Bila Magnesium dicampurkan pada tanah yang ada kandungan airnya, akan terjadi reaksi sebagai berikut:
MgO + H
2
O MgOH2 + Panas Bereaksinya antara air dengan Magnesium akan menimbulkan panas dan pada
saat yang bersamaan, volume kapur menjadi lebih besar dari pada volume asalnya sehingga menyebabkan turunnya kandungan air didalam tanah.
b. Reaksi pertukaran ion
Butiran lempung dalam kandungan yang berbentuk halus dan bermuatan negatif. Ion positif seperti ion hydrogen H
+
, ion sodium Na
+
, dan ion kalium K
+
, serta air yang berpolarisasi, semuanya melekat pada permukaan butiran lempung. Jika unsur kimia seperti Fe
2
O
3,
CaO dan MgO ditambahkan pada tanah dengan kondisi seperti diatas, maka pertukaran ion segera terjadi, dan ion
yang berasal dari larutan Fe
2
O
3,
CaO dan MgO diserap oleh permukaan butiran lempung. Jadi, permukaan butiran lempung tadi kehilangan kekuatan tolaknya
Universitas Sumatera Utara
repulsion force, dan terjadilah kohesi pada butiran itu sehingga berakibat kenaikan kekuatan konsistensi tanah tersebut.
c. Reaksi Pozzolan
Apabila kapur dengan mineral lempung atau dengan mineral halus lainnya atau dengan komponen pozzolan seperti silika hidrat hydrous silica bereaksi, maka
akan membentuk suatu gel yang kuat dan keras yaitu kalsium silikat yang mengikat butir-butir atau partikel tanah Diamond Kinter, 1965 dalam Ingles
dan Metcalf, 1972. Gel silica bereaksi dengan segera melapisi dan mengikat partikel lempung dan menutup pori-pori tanah. Mekanisme reaksi yang terjadi
Na
2
O.Al
2
O
3
SiO
2 4
H
2
O+CaO.H
2
O Na
2
O.H
2
O+CaO.Al
2
O
3
SiO
2 4
H
2
2.6 Na
2
OH
2
O+CaOAl
2
O
3
SiO
2 4
H
2
O Na
2
OSiO
2
+2SiO
2
H
2
O+CaOAl
2
O
3
2.7 Reaksi pozzolanisasi menghasilkan kristal CaSiO
3
yang bersifat mengikat butiran lempung dengan butiran lempung serta butiran lempung dengan
CaSiO
3
. Untuk mencapai kekuatan penuh proses pozzolanisasi dapat terjadi dalam beberapa tahun. Reaksi pozzolanisasi Wijaya, 1994 dalam Sujatmaka
1998 sebagai: SiO
2
+ CaOH
2
+ H
2
O →
CaSiO
3
+ 2 H
2
O 2.8
2.8 Pengujian Pemadatan Tanah Proctor Standar ASTM D 689
Menurut Bowles 1989 keuntungan yang diperoleh dengan melakukan pemadatan tanah yaitu:
Universitas Sumatera Utara
a. Berkurangnya penurunan permukaan tanah subsidence, yaitu gerakan vertikal di dalam massa tanah itu sendiri akibat berkurangnya angka pori.
b. Bertambahnya kekuatan tanah. c. Berkurangnya volume akibat berkurangnya kadar air pada saat pengeringan.
Pada umumnya pemadatan tanah yang dilakukan di laboratorium terdiri dari 2 macam, yakni Standard Proctor AASHTO T 99 ASTM D 689 dan Modified Proctor
AASHTO T 180 ASTM D 1557. Kedua cara pemadatan tersebut yaitu: 1. Pemadatan standart, menggunakan alat penumbuk 2,5 kg, tinggi jatuh 30
cm, dan jumlah lapisan 3 lapis dengan energy pemadatan sebesar 593 kJm
3
. 2. Pemadatan modified, dengan alat penumbuk 5,5 kg, tinggi jatuh 45,7 cm
dan jumlah lapisan 5 lapis dengan energy pemadatan sebesar 2694 kJm
3
. Aplikasi
· Pemadatan standart digunakan untuk memeriksa kepadatan lapisan tanah
dasar dan timbunan. ·
Pemadatan modified digunakan untuk memeriksa kepadatan lapisan pondasi suatu jalan.
Spesifikasi alat: Keterangan
Standart Modified
Berat penumbuk 5,5 lb =2,5 kg
10 lb= 5,5 kg Tinggi jatuh
12 inch=30,48 cm 18 inch=45,72 cm
Diameter cetakan 4 inch=10,16 cm
4 inch=10,16 cm Jumlah tumbukan
25 kali 25 kali
Volume 130 ft³=9,44 cm³
130 ft³=9,44 cm³ Jumlah lapisan
3 lapisan 5 lapisan
Universitas Sumatera Utara
Pada penelitian ini digunakan Standard Proctor untuk mendapatkan kadar air dan kepadatan kering optimum yang akan digunakan dalam pengujian CBR.
Pemadatan merupakan usaha untuk mempertinggi kerapatan tanah yaitu dengan mengeluarkan udara pada pori-pori tanah yang biasanya mengunakan energi mekanis.
Di lapangan, usaha pemadatan dihubungkan dengan jumlah gilasan dari mesin gilas, atau hal lain yang prinsipnya sama untuk suatu volume tanah tertentu. Di
laboratorium menggunakan pengujian standar yang disebut uji proctor, dengan cara suatu palu dijatuhkan dari ketinggian tertentu beberapa lapis tanah di dalam sebuah
mold. Dengan dilakukan pengujian pemadatan tanah ini maka akan menghasilkan hubungan antara kadar air dengan berat volume.. Tujuan pemadatan adalah
memperkecil rongga-rongga udara, karena dalam tanah terdiri atas tiga bagian yaitu : butiran tanah, air dan udara. Compaction pemadatan juga bertujuan untuk
mendapatkan kadar air optimum. Tingkat kepadatan tanah diukur dari nilai berat volume keringnya γd. Berat volume
kering tidak berubah oleh adanya kenaikan kadar air. Dengan demikian, tanah yang telah selesai dipadatkan di lapangan, dan kemudian berubah kadar airnya misalnya
oleh hujan, maka berat volume kering tetap tidak berubah, sepanjang volume total tanah tetap. Hal ini, karena kepadatan atau berat volume kering dinyatakan ole
h γd = W
s
V, bila berat butiran W
s
dan volume total V tetap, maka juga γd tetap. Derajat kepadatan tanah diukur dari berat volume keringnya, hubungan berat volume
kering γd, berat volume basah γb dan kadar air w dinyatakan dengan persamaan
Universitas Sumatera Utara
2.7 Peristiwa bertambahnya berat volume kering oleh beban dinamis disebut
pemadatan. Oleh akibat beban dinamis, butir-butir tanah merapat satu sama lain sebagai akibat berkurangnya rongga udara.
Tanah lempung yang dipadatkan dengan cara yang benar akan dapat memberikan kuat geser tinggi. Stabilitas terhadap sifat kembang- susut tergantung
dari jenis kandungan mineralnya. Sebagai contoh, lempung montmorillonite akan mempunyai kecendurangan yang lebih besar terhadap perubahan volume dibanding
dengan lempung kaolinite. Lempung padat mempunyai permeabilitas yang rendah dan tanah ini tidak dapat dipadatkan dengan baik pada waktu sangat basah jenuh.
Bekerja dengan tanah lempung yang sangat basah akan mengalami banyak kesulitan, karena pada saat lempung dipadatkan, air sulit mengalir ke luar dari rongga pori
lempung. Air yang tidak mau ke luar dari rongga pori tanah ini menyebabkan butiran sulit merapat satu sama lain saat dipadatkan.
2.9.1 Penentuan Kadar Air Optimum
Tujuan pemadatan diantaranya untuk memadatkan tanah dalam keadaan kadar air optimum, sehingga udara dalam pori-pori tanah akan keluar. Untuk mengetahui
kadar air yang optimum pada tanah, maka dilakukan pengujian pemadatan proktor standar, pengujian tersebut dilakukan dengan pemadatan sampel tanah basah pada
kadar air terkontrol dalam suatu cetakan dengan jumlah 3 lapisan. Setiap lapisan
Universitas Sumatera Utara
dipadatkan dengan 25 tumbukan yang ditentukan dengan penumbuk dengan massa 2,5 kg dan tinggi jatuh 30 cm. Energi pemadatan sebesar 592,57 kilo Joulem
3
. Kadar air yang memberikan berat kering yang maksimal disebut kadar air
optimum. Untuk tanah berbutir halus dalam mendapatkan kadar air optimum digunakan batas plastisnya. Buat kurva hubungan antara kadar air w sebagai absis
dan berat volume tanah kering sebagai ordinat, puncak kurva sebagai nilai γ
d
maks, kurva yang digunakan adalah kurva dari uji pemadatan tanah proctor standart. Dari
titik puncak ditarik garis vertikal memotong absis, pada titik ini adalah kadar air optimum seperti yang terlihat pada Gambar 2.14.
Gambar 2.14 Kurva hubungan kadar air dengan berat volume kering Das, 1994
2.10 CBR Laboratorium
Cara CBR dikembangkan oleh California State Highway Departement sebagai cara untuk menilai kekuatan tanah dasar jalan subgrade. CBR menunjukkan nilai
relatif kekuatan tanah, semakin tinggi kepadatan tanah maka nilai CBR akan semakin
Universitas Sumatera Utara
tinggi. Walaupun demikian, tidak berarti bahwa sebaiknya tanah dasar dipadatkan dengan kadar air rendah supaya mendapat nilai CBR yang tinggi, karena kadar air
kemungkinan tidak akan konstan pada kondisi ini. Pemeriksaan CBR bertujuan untuk menentukan harga CBR tanah yang
dipadatkan di laboratorium pada kadar air tertentu. Disamping itu, pemeriksaan ini juga dimaksudkan untuk menentukan hubungan antara kadar air dan kepadatan
tanah.Pemeriksaan CBR Laboratorium mengacu pada AASHTO T-193-74 dan ASTM-1883-73.
Untuk perencanaan jalan baru, tebal perkerasan biasanya ditentukan dari nilai CBR dari tanah dasar yang dipadatkan. Nilai CBR yang digunakan untuk
perencanaan ini disebut “design CBR“. Cara yang dipakai untuk mendapat “design CBR“ ini ditentukan dengan
perhitungan dua faktor Wesley, 1977 yaitu: a. Kadar air tanah serta berat isi kering pada waktu dipadatkan.
b. Perubahan pada kadar air yang mungkin akan terjadi setelah perkerasan selesai dibuat.
Nilai CBR sangat bergantung kepada proses pemadatan. Jadi, CBR digunakan selain untuk menilai kekuatan tanah dasar atau bahan lain yang hendak dipakai CBR
juga dipakai sebagai dasar untuk menentukan tebal lapisan dari suatu perkerasan. Untuk menilai subgrade yang dipadatkan hingga mencapai kepadatan kering
maksimum, dan membentuk profil sesuai yang direncanakan.
Universitas Sumatera Utara
Faktor –faktor yang mempengaruhi kepadatan material subgrade adalah: 1. Karekteristik material tanah dasar.
2. Kadar air material tanah dasar. 3. Jenis alat pemadat yang digunakan.
4. Berat alat pemadat yang tergantung pada lebar roda dan pelat dasarnya. 5. Ketebalan lapisan material yang dipadatkan.
6. Jumlah lintasan alat pemadat yang diperlukan.
Kekuatan tanah dasar tentu banyak bergantung pada kadar airnya. Makin tinggi kadar airnya makin kecl kekuatan nilai CBR dari tanah tersebut. Walaupun
demikian, hal itu tidak berarti bahwa sebaiknya tanah dipadatkan dengan kadar air rendah untuk mendapatkan nilai CBR yang tinggi, karena kadar air tidak tahan
konstan pada nilai rendah itu. Setelah pembuatan jalan maka air akan meresap ke dalam tanah dasar, sehingga kekuatan dan CBR turun sampai kadar air mencapai
nilai yang konstan. Kadar air konstan inilah yang disebut kadar air keseimbangan. Batas-batas kadar air dan berat isi kering dapat ditentukan dari hasil percobaan
laboratorium yaitu percobaan pemadatan dan CBR.
Pemeriksaan CBR laboratorium dapat dilakukan dengan 2 cara: a. Percobaan terendam soaked
b. Percobaan tidak terendam unsoaked
Universitas Sumatera Utara
Dalam penelitian ini yang digunakan adalah CBR unsoaked dan CBR Soaked karena penelitian ini hanya bertujuan untuk mendapatkan kuat dukung tanah
lempung. Untuk pengujian Swelling rendaman diperoleh persamaan:
2.10
Dimana S = Potensi Pengembangan A = pembacaan Dial mm
H = Tinggi Benda Uji mm
2.10 Uji Tekan Bebas Unconfined Compression Test
