Pendahuluan Kesimpulan HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pendahuluan

Pada bab ini akan dijelaskan mengenai hasil pengujian dan pembahasan penelitian uji kuat tekan bebas tanah lempung dengan campuran semen 2 dan abu ampas tebu yang bervariasi antara 2 sampai 15. Penelitian dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara dengan sampel tanah yang diperoleh dari Jalan Medan Tenggara, Medan, Sumatera Utara. 4.2 Pengujian Sifat Fisik Tanah 4.2.1 Pengujian Sifat Fisik Tanah Asli Adapun hasil uji sifat fisik tanah asli ditunjukkan pada Tabel 4.1. Hasil- hasil pengujian sifat fisik tanah ini meliputi : • Kadar Air • Berat Jenis • Batas-batas Atterberg • Uji Analisa Butiran Universitas Sumatera Utara Tabel 4.1 Data Uji Sifat Fisik Tanah No Pengujian Hasil 1 Kadar Air Water Content 19,90 2 Berat Jenis Specific Gravity 2,65 3 Batas Cair Liquid Limit , LL 44,23 4 Batas Plastis Plastic Limit , PL 14,38 5 Indeks Plastisitas Plasticity Index , PI 29,85 6 Persen lolos saringan no 200 62 Menurut sistem klasifikasi AASHTO, dimana diperoleh data berupa persentase tanah lolos ayakan no. 200 sebesar 62 dan nilai batas cair liquid limit sebesar 44,23 maka sampel tanah memenuhi persyaratan 35 lolos ayakan no. 200 dengan minimal lolos ayakan no. 200 sebesar 36, memiliki batas cair liquid limit ≥ 41 dan indeks plastisitas plasticity index 11, sehingga tanah sampel dapat diklasifikasikan dalam jenis tanah A-7-6. Menurut sistem klasifikasi USCS, dimana diperoleh data berupa persentase tanah lolos ayakan no. 200 sebesar 62 dan nilai batas cair liquid limit sebesar 44,23 sehingga dilakukan plot pada grafik penentuan klasifikasi tanah yaitu yang ditunjukkan pada Gambar 4.1. Dari hasil plot diperoleh tanah termasuk dalam kelompok CL yaitu lempung anorganik dengan plastisitas rendah sampai sedang. Universitas Sumatera Utara Gambar 4.1 Plot grafik klasifikasi USCS Gambar 4.2 Grafik analisa saringan Universitas Sumatera Utara Gambar 4.3 Grafik batas cair Liquid Limit , Atterberg Limit

4.2.2 Pengujian Sifat Fisik Tanah dengan Bahan Stabilisator

Adapun hasil pengujian sifat fisik tanah yang telah dicampur dengan bahan stabilisator berupa semen dan abu ampas tebu ditunjukkan pada Tabel 4.2. Grafik hubungan antara nilai batas cair LL dengan variasi campuran ditunjukkan pada Gambar 4.4, hubungan antara nilai batas plastis PL dengan variasi campuran ditunjukkan pada Gambar 4.5, dan hubungan antara nilai indeks plastisitas IP dengan variasi campuran ditunjukkan pada Gambar 4.6. Universitas Sumatera Utara Tabel 4.2 Data Hasil Uji Atterberg Limit Sampel Batas - Batas Atterberg LL PL IP Tanah Asli 44,23 14,38 29,85 2 PC + 2 AAT , 7 hari 43,80 31,03 12,77 2 PC + 3 AAT , 7 hari 42,39 30,25 12,14 2 PC + 4 AAT , 7 hari 40,24 28,35 11,89 2 PC + 5 AAT , 7 hari 38,87 27,86 11,01 2 PC + 6 AAT , 7 hari 38,09 27,31 10,78 2 PC + 7 AAT , 7 hari 37,03 26,79 10,24 2 PC + 8 AAT , 7 hari 35,41 25,37 10,04 2 PC + 9 AAT , 7 hari 33,47 23,83 9,64 2 PC + 10 AAT , 7 hari 31,69 22,50 9,19 2 PC + 11 AAT , 7 hari 30,89 22,02 8,86 2 PC + 12 AAT , 7 hari 27,89 19,52 8,37 2 PC + 13 AAT , 7 hari 25,75 17,69 8,06 2 PC + 14 AAT , 7 hari 23,08 15,48 7,61 2 PC + 15 AAT , 7 hari 20,71 13,67 7,04 Universitas Sumatera Utara

4.2.2.1 Batas Cair LL

Gambar 4.4 Grafik hubungan antara nilai batas cair LL dengan variasi campuran PC dan AAT dengan waktu pemeraman selama 7 hari. Pada Gambar 4.4 menunjukkan bahwa penambahan bahan stabilisasi semen dan abu ampas tebu cenderung mengalami penurunan. Semakin besar persentase abu ampas tebu, maka semakin kecil batas cairnya. Pada tanah asli batas cair mencapai 44,23 sedangkan nilai batas cair terendah pada penambahan abu ampas tebu 15 sebesar 20,71. Hal ini disebabkan tanah mengalami proses sementasi oleh semen dan abu ampas tebu sehingga tanah menjadi butiran yang lebih besar yang menjadikan gaya tarik menarik antar partikel dalam tanah menurun.

4.2.2.2 Batas Plastis PL

10 20 30 40 50 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 B at as C ai r Persentase Penambahan Abu Ampas Tebu + Semen 2 Universitas Sumatera Utara Gambar 4.5 Grafik hubungan antara nilai batas plastis PL dengan variasi campuran PC dan AAT dengan waktu pemeraman selama 7 hari. Pada Gambar 4.5 memperlihatkan terjadinya penurunan nilai batas plastis akibat penambahan bahan stabilisasi. Nilai batas plastis PL tanah ditambah 2 semen lebih besar dibandingkan tanah asli yaitu 31,03, tetapi seiring bertambahnya persentase abu ampas tebu nilai batas plastis mengalami penurunan. Nilai batas plastis tanah asli menunjukkan 14,38 dan pada penambahan abu ampas tebu 15 menunjukkan nilai sebesar 13,67 . Hal ini juga disebabkan karena adanya proses sementasi pada butiran tanah oleh semen dan abu ampas tebu.

4.2.2.3 Indeks Plastisitas IP

10 20 30 40 50 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 B at as P las tis Persentase Penambahan Abu Ampas Tebu + Semen 2 Universitas Sumatera Utara Gambar 4.6 Grafik hubungan antara nilai IP dengan variasi campuran PC dan AAT dengan waktu pemeraman selama 7 hari. Pada Gambar 4.6 memperlihatkan bahwa dengan penambahan bahan stabilisasi maka nilai indeks plastisitas akan menurun. Hal ini disebabkan oleh menurunnya nilai batas cair dan batas plastis. Penurunan nilai batas cair lebih signifikan dibandingkan dengan penurunan yang terjadi pada batas plastis, sehingga menyebabkan terjadinya penurunan indeks plastisitas. 4.3 Pengujian Sifat Mekanis Tanah 4.3.1 Pengujian Pemadatan Tanah Compaction Dalam pengujian ini akan diperoleh hubungan antara kadar air optimum dan berat isi kering maksimum. Dalam hal ini peneliti menggunakan metode pengujian dengan uji pemadatan compaction standart. Dimana alat yang digunakan diantaranya : 5 10 15 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 IP Persentase Penambahan Abu Ampas Tebu + Semen 2 Universitas Sumatera Utara • Mould cetakan Ø 10,2 cm, diameter dalam Ø 10,16 cm. • Berat penumbuk 3,5 kg dengan tinggi jatuh 30 cm. • Sampel tanah lolos saringan no 4. Berdasarkan hasil uji sifat mekanis tanah yang dilakukan pada sampel tanah maka diperolehlah hasil uji pemadatan tanah sesuai dengan yang tertera dalam Tabel 4.3. Tabel 4.3 Data Uji Pemadatan Tanah No Hasil Pengujian Nilai 1 Kadar Air Optimum 20,41 2 Berat isi kering maksimum 1,24 grcm3 Gambar 4.7 Kurva kepadatan tanah

0.5 1

1.5 2

10 15 20 25 30 35 40 γ d g r cm3 w Dmax ZAV Line Wopt Universitas Sumatera Utara

4.3.2 Pengujian Pemadatan Tanah Compaction dengan Bahan Stabilisator

Adapun hasil pengujian sifat mekanis tanah yang telah dicampur dengan bahan stabilisator berupa semen dan abu ampas tebu ditunjukkan pada Tabel 4.4. dan hubungan antara nilai berat isi kering dengan variasi campuran ditunjukkan pada Gambar 4.7 dan hubungan kadar air optimum dengan variasi campuran ditunjukkan pada Gambar 4.8. Universitas Sumatera Utara Tabel 4.4 Data Hasil Uji Compaction Sampel γ d maks grcm³ W opt 2 PC + 2 AAT , 7 hari 1,20 31,12 2 PC + 3 AAT , 7 hari 1,25 30,28 2 PC + 4 AAT , 7 hari 1,20 30,62 2 PC + 5 AAT , 7 hari 1,22 29,51 2 PC + 6 AAT , 7 hari 1,31 28,28 2 PC + 7 AAT , 7 hari 1,36 25,63 2 PC + 8 AAT , 7 hari 1,53 22,04 2 PC + 9 AAT , 7 hari 1,65 21,22 2 PC + 10 AAT , 7 hari 1,56 21,08 2 PC + 11 AAT , 7 hari 1,51 20,23 2 PC + 12 AAT , 7 hari 1,49 19,89 2 PC + 13 AAT , 7 hari 1,40 19,10 2 PC + 14 AAT , 7 hari 1,40 18,36 2 PC + 15 AAT , 7 hari 1,37 17,20 Universitas Sumatera Utara

4.3.2.1 Berat Isi Kering Maksimum γ

d maks Dari hasil uji pemadatan tanah yang dilakukan pada tanah asli diperoleh nilai berat isi kering tanah sebesar 1,24 grcm³. Gambar 4.8 menunjukkan bahwa dengan penambahan abu ampas tebu nilai berat isi kering maksimum cenderung meningkat. Hal ini disebabkan adanya semen dan abu ampas tebu yang mengisi rongga-rongga di antara butiran tanah sehingga air tidak dapat masuk ke dalamnya. Kepadatan maksimum terbesar terjadi pada kadar abu ampas tebu sebesar 9 kemudian sedikit menurun atau konstan pada kadar abu yang lebih tinggi 10 - 15. Gambar 4.8 Grafik hubungan antara berat isi kering maksimum γ d maks tanah dan variasi campuran dengan waktu pemeraman selama 7 hari. 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 γ d maks gr c m³ Persentase Penambahan Abu Ampas Tebu + Semen 2 Universitas Sumatera Utara

4.3.2.2 Kadar Air Maksimum Campuran

Gambar 4.9 Grafik hubungan antara kadar air optimum tanah w opt dan variasi campuran dengan waktu pemeraman selama 7 hari. Pada Gambar 4.7 terlihat nilai kadar air optimum tanah asli yaitu 20,41 mengalami peningkatan pada penambahan semen 2 , yaitu mencapai 31,12. Akan tetapi cenderung mengalami penurunan seiring dengan penambahan abu ampas tebu. Apabila suatu tanah dipadatkan, tanah akan mempunyai rongga yang semakin kecil. Rongga tersebut akan diisi oleh abu ampas tebu yang berfungsi sebagai filler, sehingga air yang dibutuhkan sedikit, hal ini yang akan menjadikan kadar air optimum akan menurun seiring dengan bertambahnya abu ampas tebu. 5 10 15 20 25 30 35 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Kad ar A ir M aks imu m Persentase Penambahan Abu Ampas Tebu + Semen 2 Universitas Sumatera Utara

4.3.3 Pengujian Kuat Tekan Bebas Unconfined Compression Test

Dalam pengujian ini akan diperoleh hubungan antara nilai kuat tekan bebas tanah q u pada tanah asli dan tanah remoulded buatandan nilai kuat tekan bebas tanah q u pada tiap variasi tanah yang telah dicampur dengan stabilisator semen dan abu ampas tebu dengan waktu pemeraman selama 7 hari. Selanjutnya dari hasil nilai q u diperoleh nilai kohesi c u yaitu sebesar ½ q u . Hasil uji kuat tekan bebas yang dilakukan pada setiap variasi campuran ditunjukkan pada Tabel 4.5. Pada Gambar 4.10 ditunjukkan perbandingan nilai kuat tekan tanah q u antara tanah asli dengan tanah remoulded dan pada Gambar 4.11 ditunjukkan nilai kuat tekan tanah q u yang diperoleh di setiap variasi campuran. Universitas Sumatera Utara Tabel 4.5 Data Hasil Uji Kuat Tekan Bebas Sampel kgcm² Tanah Asli 2,88 1,44 Tanah Remoulded 0,69 0,35 2 PC + 2 AAT , 7 hari 6,85 3,42 2 PC + 3 AAT , 7 hari 7,07 3,54 2 PC + 4 AAT , 7 hari 7,34 3,67 2 PC + 5 AAT , 7 hari 7,88 3,94 2 PC + 6 AAT , 7 hari 8,31 4,16 2 PC + 72 AAT , 7 hari 8,64 4,32 2 PC + 8 AAT , 7 hari 9,02 4,51 2 PC + 9 AAT , 7 hari 9,54 4,77 2 PC + 10 AAT , 7 hari 9,95 4,98 2 PC + 11 AAT , 7 hari 10,54 5,27 2 PC + 12 AAT , 7 hari 11,08 5,54 2 PC + 13 AAT , 7 hari 10,88 5,44 2 PC + 14 AAT , 7 hari 10,65 5,32 2 PC + 15 AAT , 7 hari 10,21 5,10 C u kgcm² Universitas Sumatera Utara Gambar 4.10 Grafik hubungan antara nilai kuat tekan tanah q u dengan regangan strain yang diberikan pada sampel tanah asli dan tanah remoulded. Gambar 4.11 Grafik hubungan antara nilai kuat tekan tanah q u dengan variasi campuran dengan waktu pemeraman selama 7 hari. 5 10 15 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 q u k g c m2 Persentase penambahan abu ampas tebu + semen 2 Universitas Sumatera Utara Nilai kuat tekan tanah pada tanah asli adalah sebesar 2,88 kgcm², sedangkan pada tanah remoulded diperoleh sebesar 0,69 kgcm². Dari Gambar 4.11 memperlihatkan dengan naiknya kadar abu ampas tebu terlihat bahwa kuat tekan bebas selalu naik sampai dengan kadar abu 12 dengan kuat tekan tanah sebesar 11,08 kgcm² kemudian menurun pada kadar abu yang lebih tinggi 13- 15. Hal ini dikarenakan adanya pada semen terjadi absorbsi air dan reaksi pertukaran ion dan membentuk kalsium silikat dan kalsium aluminat yang mengakibatkan kekuatan tanah meningkat. Adanya reaksi pozolan membuat partikel-partikel lempung menggumpal sehingga mengakibatkan konsistensi tanah menjadi lebih baik. Reaksi antara silika SiO 2 dan alumina AL 2 O 3 yang membentuk kalsium silikat hidrat seperti: tobermorit, kalsium aluminat hidrat 4CaO.Al 2 O 3 .12H 2 O dan gehlenit hidrat 2CaO.Al 2 O 3 .SiO 2 .6H 2 O yang tidak larut dalam air. Pembentukan senyawa-senyawa ini berlangsung lambat dan menyebabkan tanah menjadi lebih keras, lebih padat dan lebih stabil. Begitu pula dengan abu ampas tebu yang mengandung unsur kimia seperti Al 2 O 3, Fe 2 O 3 , CaO dan MgO akan diserap oleh permukaan butiran lempung yang memiliki 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. Jadi, permukaan butiran lempung tadi kehilangan kekuatan tolaknya repulsion force, dan terjadilah kohesi pada butiran itu sehingga berakibat kenaikan kekuatan konsistensi tanah tersebut. Universitas Sumatera Utara Dengan demikian semakin banyak penambahan semen dan abu ampas tebu justru semakin meningkatkan nilai q u tanah. Hal ini dikarenakan penambahan kadar abu ampas tebu pada tanah akan menyebabkan membesarnya butiran- butiran tanah lempung, dan akan menaikkan nilai sudut gesek dalam tanah tersebut yang berakibat pada kenaikan kuat geser tanah dalam hal ini kuat tekan bebas. Universitas Sumatera Utara

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa : 1. Berdasarkan klasifikasi USCS, sampel tanah tersebut termasuk dalam jenis CL Clay – Low Plasticity , dan berdasarkan klasifikasi AASHTO, sampel tanah tersebut termasuk dalam jenis A-7-6 . 2. Dari uji Atterberg pada tanah asli diperoleh nilai Liquid Limit sebesar 44,23 dan indeks plastisitas IP sebesar 29,85. Dengan adanya penambahan semen dan abu ampas tebu pada tanah lempung dapat menurunkan batas cair dan indeks plastisitas. Penurunan terbesar terdapat pada campuran 2 PC + 15 AAT, dimana batas cair LL menjadi 20,71 dan indeks plastisitas 7,04. 3. Hasil uji Proctor Standart menghasilkan nilai kadar air optimum tanah sebesar 20,41 dan berat isi kering maksimum sebesar 1.24 grcm³, sedangkan dari variasi campuran semen dan abu ampas tebu diperoleh nilai berat isi kering maksimum tertinggi pada variasi campuran 2 PC + 9 AAT yaitu sebesar 1,65 grcm³ . 4. Dari uji Unconfined Compression Test yang dilakukan pada tanah asli diperoleh nilai kuat tekan tanah q u sebesar 2,88 kgcm² , sedangkan pada tanah remoulded diperoleh nilai kuat tekan tanah q u sebesar 0,69 kgcm². Pada sampel tanah campuran semen dan Universitas Sumatera Utara abu ampas tebu, naiknya kadar abu ampas tebu berbanding lurus dengan kuat tekan bebas. Kenaikan nilai kuat tekan q u terbesar terjadi pada kadar abu 12 dengan nilai kuat tekan tanah q u 11,08 kgcm², kemudian menurun atau konstan pada kadar abu yang lebih tinggi 13-15. 5. Dari penurunan nilai kuat tekan qu pada tanah yang mengalami kerusakan structural remoulded sebesar 0,69 kgcm², nilai sensitivitas didapat sebesar 4,16 yang termasuk klasifikasi jenis tanah “sensitive”. Dan pada penambahan nilai kuat tekan terbesar 11.08 kgcm² pada variasi 2 PC + 12 AAT, didapat nilai sensitivitas sebesar 3,84, dan termasuk klasifikasi “moderate sensitive” . 6. Dari tiga penelitian kuat tekan tanah dengan sampel tanah yang sama dan penambahan persentase semen yang sama yaitu tanah lempung dengan 2 Portland cement, maka dapat disimpulkan bahwa abu ampas tebu lebih cocok dijadikan sebagai stabilizing agent dari pada abu sekam padi Fadilla, 2014 dan abu cangkang kelapa sawitSinaga, 2014. Universitas Sumatera Utara

5.2 Saran