54
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pendahuluan
Pada bab iniakan dijelaskan mengenai hasil pengujian dan pembahasan penelitian uji kuat tekan bebas tanah lempung dengan campuran semen 2 dan
bottom ash yang bervariasi antara 2 sampai 14 dan uji CBR pada semen 1 dan variasi bottom ash dalam range 6 ,8, 10 dan 12 . Penelitian dilakukan
di Laboratorium Mekanika Tanah, Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utaradengan sampel tanah yang diperoleh dari Desa
Sihaporas, Sibuluan.
4.2 Pengujian Sifat KimiaBottom Ash
Berdasarkan penelitian laboratorium kimia analitik FMIPA USU yang dilakukan terhadap bottom ash yang diperoleh dari PT. Asahi Sibolga dapat
dilihat pada Tabel 4.1. adanya perbedaan data senyawa kimia dikarenakan oleh perbedaan sampel bottom ash yang digunakan.
Tabel 4.1. Komposisi kimia bottom ash
no Parameter
Hasil satuan
Metode
1
SiO2 28,45
Gravimetri
2
Fe2O2 0,04
Spektrofotometri
3
Al2O3 5,31
Gravimetri
4
CaO 0,34
Titrimetri Sumber : Hasil penelitian laboratorium kimia analitik FMIPA USU
Universitas Sumatera Utara
55
4.3 Pengujian Sifat Fisik Bottom Ash
Adapun hasil uji sifat fisik tanah asli ditunjukkan pada Tabel 4.2. Hasil- hasil pengujian sifat fisik tanah ini meliputi :
Tabel 4.2Data uji sifat fisik bottom ash Untuk pengujian batas-batas atterberg di diperoleh hasil bahwa bottom ash
termasuk kedalam tanah non plastis.
4.4 Pengujian Sifat Fisik Tanah 4.3.1. Pengujian Sifat Fisik Tanah Asli
Adapun hasil uji sifat fisik tanah asli ditunjukkan pada Tabel 4.3. Hasil- hasil pengujian sifat fisik tanah ini meliputi :
Kadar Air Berat Jenis
Batas-batas Atterberg Uji Analisa Butiran
Tabel 4.3Data uji sifat fisik tanah
No Pengujian
Hasil
1 Berat Jenis Specific Gravity
2,66 2
Persen lolos saringan no 200 15,83
No Pengujian
Hasil
1 Kadar Air Water Content
14,68 2
Berat Jenis Specific Gravity 2,66
3 Batas Cair Liquid Limit , LL
48,15 4
Batas Plastis Plastic Limit , PL 13,54
5 Indeks Plastisitas Plasticity Index ,
PI 34,61
6 Persen lolos saringan no 200
58,90
Universitas Sumatera Utara
56 Menurut sistem klasifikasi AASHTO, dimana diperoleh data berupa
persentase tanah lolos ayakan no. 200 sebesar 58,90 dan nilai batas cair liquid limit sebesar 48,15 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 58,90 dan nilai batas cair liquid
limit sebesar 48,15 sehingga dilakukan plot pada grafik penentuan klasifikasi tanah yaitu yang ditunjukkan pada Gambar 4.2.Dari hasil plot diperoleh tanah
termasuk dalam kelompok CL yaitu lempung anorganik dengan plastisitas rendah sampai sedang.
Gambar 4.2Plot grafik klasifikasi USCS
Universitas Sumatera Utara
57 Gambar 4.3Grafik analisa saringan
Gambar 4.4Grafik batas cair Liquid Limit, Atterberg Limit
4.3.2 Pengujian Sifat Fisik Tanah dengan Bahan Stabilisator
Adapun hasil pengujian sifat fisik tanah yang telah dicampur dengan bahan stabilisator berupa 2 semen dan bottom ashdengan variasi penambahan
kadar campuran yang berbeda ditunjukkan pada Tabel 4.3. Grafik hubungan antara nilai batas cair LL dengan variasi campuran ditunjukkan pada Gambar
20 25
30 35
40 45
50 55
60 65
10 100
K a
d a
r Ai
r
Pukulan
Universitas Sumatera Utara
58 4.5, hubungan antara nilai batas plastis PL dengan variasi campuran ditunjukkan
pada Gambar 4.6, dan hubungan antara nilai indeks plastisitas IP dengan variasi campuran ditunjukkan pada Gambar 4.7.
Tabel 4.4Data hasil uji Atterberg Limit
Sampel Batas - Batas Atterberg
LL PL
IP
Tanah Asli 48,15
13,54 34,61
2 Semen, 14 hari
46,09 15,04
31,05
2 Cement + 2 BA , 14 hari 45,47
15,76 29,71
2 Cement + 3 BA , 14 hari
45,22 15,97
29,25
2 Cement+ 4 BA , 14 hari 44,44
16,50 27,94
2 Cement+ 5 BA , 14 hari 43,77
17,30 26,47
2 Cement+ 6 BA , 14 hari 43,12
17,51 25,61
2 Cement+ 7 BA , 14 hari 42,01
18,52 23,39
2 Cement+ 8 BA , 14 hari
41,98 18,86
23,12
2 Cement+ 9 BA , 14 hari 41,26
19,36 21,90
2 Cement+ 10 BA , 14 hari 40,80
19,85 20,95
2 Cement+ 11 BA , 14 hari
40,24 20,35
19,89
2 Cement+ 12 BA , 14 hari 39,85
21,59 18,26
2 Cement + 13 BA , 14 hari
39,35 22,26
17,09
2 Cement+ 14 BA , 14 hari 39,14
22,65 16,49
Universitas Sumatera Utara
59
4.3.2.1Batas cair LL
Gambar 4.5Grafik hubungan antara nilai batas cair LL dengan variasi campuran 2 Semen dan Bottom Ash.
Dalam Gambar 4.5 menunjukkan hasil pengujian terhadap batas cair
liquid limit dari tanah yang telah diberi bahan pencampur bottom Ashstabilisator. Dari hasil pengujian yang telah dilakukan diperoleh bahwa hasil
pengujian untuk tanah lempung terganggu disturbed dengan campuran Semen 2 tanpa penambahan bottom ash menghasilkan penurunan terhadap batas cair
yaitu sebesar 46,09 terhadap hasil pengujian batas cair sampel tanah tidak terganggu undisturbed.
Untuk sampel tanah terganggu disturbed dengan campuran semen 2 dan dilakukan penambahan variasi kadar campuran bottom Ash diperoleh hasil
bahwa nilai batas cair pada penambahan bottom ash mengalami penurunan secara bertahap.
Hal ini dapat dimungkinkan karena adanya proses reaksi pengikatan antara Semen dan bottomashsehingga tanah menjadi butiran yang lebih besar yang
menjadikan gaya tarik menarik antar partikel dalam tanah menurun.
38 40
42 44
46 48
50
2 4
6 8
10 12
14
B a
ta s
C a
ir
2 PC + Bottom Ash
Batas Cair Campuran
Universitas Sumatera Utara
60
4.3.2.1 Batas plastis PL
Gambar 4.6Grafik hubungan antara nilai batas plastis PL dengan variasi campuran 2 Semen dan Bottom Ash
Dalam Gambar 4.6 menunjukkan hasil pengujian terhadap batas plastis
plastic limit dari tanah yang telah diberi bahan pencampur bottom ashstabilisator. Dari hasil pengujian yang telah dilakukan diperoleh bahwa hasil
pengujian untuk tanah lempung terganggu disturbed dengan campuran semen 2 tanpa penambahan bottom ash mengalami peningkatan terhadap batas plastis
yaitu sebesar 15,04 terhadap hasil pengujian batas cair sampel tanah tidak terganggu undisturbed.
Untuk sampel tanah terganggu disturbed dengan campuran semen 2 dan dilakukan penambahan variasi kadar campuran Bottom ash 2, 3, 4, 5,
6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 diperoleh hasil bahwa nilai batas plastis juga mengalami peningkatan secara signifikan.
12 14
16 18
20 22
24
2 4
6 8
10 12
14
B a
ta s
P la
st is
2PC + Bottom Ash
Batas Plastis Campuran Batas Cair Tanah Asli
Universitas Sumatera Utara
61
4.3.2.3. Indeks plastisitas IP
Gambar 4.7Grafik hubungan antara nilai IP dengan variasi campuran 2 semen dan bottom ash.
Dalam Gambar 4.7 menunjukkan hasil pengujian terhadap nilai indeks plastisitas dari tanah yang telah diberi bahan pencampurbottom ash stabilisator.
Dari hasil pengujian yang telah dilakukan diperoleh bahwa hasil pengujian untuk tanah lempung terganggu disturbed dengan campuran semen 2 tanpa
penambahan bottom ash menghasilkan penurunan terhadap nilai indeks plastisitas pada sampel tanah tidak terganggu undisturbed.
Untuk sampel tanah terganggu disturbed dengan campuran semen 2 dan dilakukan penambahan variasi kadar campuran bottom ash
diperoleh hasil bahwa nilai indeks plastisitas pada penambahan bottom ash 2
15 18
21 24
27 30
33 36
2 4
6 8
10 12
14
In d
e ks
P la
st is
it a
s
2 PC + Bottom Ash
Indeks Plastis Campuran Indeks Plastis Tanah Asli
Universitas Sumatera Utara
62 penurunan dengan nilai mencapai 31,05 . Begitu juga dengan nilai Indeks
plastisitas campuran variasi bottom ash juga mengalami penurunan .
4.5 Pengujian Sifat Mekanis Tanah 4.4.1 Pengujian Pemadatan Tanah Asli 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 :
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 4.5Data uji pemadatan tanah asli
No Hasil Pengujian
Nilai
1 Kadar Air Optimum
21,41 2
Berat isi kering maksimum 1,29 grcm3
Universitas Sumatera Utara
63 Gambar 4.8Kurva kepadatan tanah asli
4.4.2 Pengujian Pemadatan Tanah Compaction dengan Bahan Stabilisator
Adapun hasil pengujian sifat mekanis tanah yang telah dicampur dengan bahan stabilisator berupa Semendan bottom ash ditunjukkan pada Tabel 4.5. dan
hubungan antara nilai berat isi kering dengan variasi campuran ditunjukkan pada Gambar 4.8 dan hubungan kadar air optimum dengan variasi campuran
ditunjukkan pada Gambar 4.9.
4.4.2.1
Berat isi kering maksimum γ
d
maks
Dari hasil uji pemadatan tanah pada tanah asli diperoleh nilai berat isi kering tanah sebesar 1,29 grcm³. Pada Gambar 4.9 menunjukkan nilai berat isi kering
maksimum pada tanah yang diberi campuran 2 semen tanpa campuran bottom ash mengalami peningkatam menjadi sebesar 1,32 grcm³. Dan untuk sampel
1 1,2
1,4 1,6
1,8 2
15 17
19 21
23 25
27 29
γ
d
g rc
m
3
w Zero Air Void
Compaction Curve
Universitas Sumatera Utara
64 campuran 2 persen semen dan variasi 2 bottom ash mengalami peningkatan
berat isi kering hingga mencapai maksimum di campuran 9 bottom ash lalu mengalami penurunan berat isi kering dimulai dari campuran 10 BA-14 BA.
Hal ini dapat disebabkan oleh karena lama pemeraman yang mempengaruhi proses reaksi posolanik dan reaksi pertukaran ion antar campuran.
Gambar 4.9 Grafik hubungan antara berat isi kering maksimum γ
d maks
tanah asli dan variasi campuran Bottom Ash
1,25 1,30
1,35 1,40
1,45 1,50
1,55
5 10
15
γd m
ak s
g rc
m ³
2PC + Bottom Ash Tanah Asli
Universitas Sumatera Utara
65 Tabel 4.6Data hasil uji compaction
Sampel
γ
d maks
W
opt grcm³
Tanah Asli 1,29
21,41 2 Semen
1,32 21,26
2 Semen + 2 BA 1,33
20,38 2 Semen + 3 BA
1,34 20,01
2 Semen + 4 BA 1,35
19,45 2 Semen + 5 BA
1,37 18,98
2 Semen+ 6 BA 1,40
18,65 2 Semen + 7 BA
1,43 18,46
2 Semen + 8 BA 1,44
18,26 2 Semen + 9 BA
1,50 17,96
2 Semen + 10 BA 1,48
18,00 2 Semen + 11 B,
1,45 19,08
2 Semen + 12 BA 1,39
20,31 2 Semen + 13 BA
1,37 21,38
2 Semen + 14 BA 1,36
21,86
Dari hasil uji pemadatan tanah pada tanah asli diperoleh nilai kadar air optimum tanah sebesar 20,00 . Pada Gambar 4.9 menunjukkan nilai kadar air
optimum pada tanah yang diberi campuran 2 semen dan variasi bottom ash mengalami penurunan hingga mencapai kadar air minimum di campuran 9
bottom ash, namun setelah itu mengalami peningkatan kembali dimulai dari 10 BA hingga 14 BA.
Universitas Sumatera Utara
66
4.4.3 Pengujian CBR California Bearing Capacity Laboratorium
Dalam pengujian ini akan diperoleh hubungan antara nilai CBR tanah pada tanah aslidan nilai CBR pada tiap variasi tanah yang telah dicampur dengan
2 semen dan 2 sampai 14 bottom ash , dan perbandingan antara nilai CBR campuran 1 semen dengan 2 semen untuk variasi jumlah bottom ash yang
berbeda. Hasil uji CBR yang dilakukan pada setiap variasi campuran ditunjukkan pada Tabel 4.6. Pada Gambar 4.11 ditunjukkan CBRantara tanah asli dengan nilai
CBR dari setiap variasi campuran. Pada Gambar 4.12 ditunjukkan perbandingan nilai CBR 1 PC dengan 2 PC.
Gambar 4.11. Grafik nilai CBR 2 PC dengan variasi campuran bottom ash
2 4
6 8
10 12
2 3
4 5
6 7
8 9
10 11
12 13
14
C B
R
TANAH + 2 PC + BA
Universitas Sumatera Utara
67 Tabel 4.7Data hasil uji CBR 2 dan 1 PC semendengan variasi campuran
bottom ash
Sampel
γ
d maks grcm³
CBR Sampel
γ
d maks grcm³
CBR
Tanah Asli 1,29
5,84 2 Semen
1,32 7,29
1 Semen 1,32
7,08 2 semen + 2 BA
1,33 7,92
2 semen + 3 BA 1,34
8,26 2 semen +4 BA
1,35 8,55
2 semen + 5 BA 1,37
8,83 2 semen + 6 BA
1,40 9,07
1 Semen + 6 BA 1,38
8,90 2 semen + 7 BA
1,43 9,36
2 semen + 8 BA 1,44
9,66 1 Semen + 8 BA
1,43 9,54
2 semen +9 BA 1,50
9,93 2 semen +10 BA
1,48 9,77
1 Semen + 10 BA 1,43
9,62 2 semen + 11 BA
1,45 9,46
2 semen + 12 BA 1,39
9,18 1 Semen + 12 BA
1,30 9,03
2 semen + 13 BA 1,37
8,87 2 semen + 14 BA
1,36 8,36
Universitas Sumatera Utara
68 Gambar 4.12. Grafik nilai CBR 1 PC dengan variasi campuran bottom ash
Gambar 4.13. Grafik perbandingan nilai CBR 2 PC, 1 PC dan tanah asli dengan variasi campuran bottom ash
2 4
6 8
10 12
1 3
5 7
9 11
13 Tanah Asli
TANAH ASLI+1 PC
TANAH+2P C
0,00 2,00
4,00 6,00
8,00 10,00
12,00
6 8
10 12
C B
R
Tanah + 1 PC + BA
Universitas Sumatera Utara
69 Pada gambar 4.13 dapat kita lihat bahwa nilai CBR untuk 2 PC dan 1
PC tidak terpaut jauh. Pada tabel 4.8 akan memperlihatkan selisih nilai CBR antara keduanya.
Tabel 4.8Data selisih hasil uji antara CBR 2 dan 1 PC semendengan variasi campuran bottom ash
sampel CBR
Sampel CBR
selisih
2 semen + 6 BA 9,07
1 Semen + 6 BA 8,90
0,17
2 semen + 8 BA 9,66
1 Semen + 8 BA 9,54
0,12
2 semen +10 BA 9,77
1 Semen + 10 BA 9,62
0,15
2 semen + 12 BA 9,18
1 Semen + 12 BA 9,03
0,15
Nilai CBR tanah pada tanah asli adalah sebesar 5,84. Dari Gambar 4.11 memperlihatkan dengan naiknya nilai CBR terlihat bahwa nilai CBR selalu naik
sampai dengan kadar bottom ash 9 dengan nilai CBR sebesar 9,93 kemudian menurun pada kadar bottom ash yang lebih tinggi ketika mencapai kadar bottom
ashsebesar 10-14. Hal tersebut dapat diakibatkan dengan adanya reaksi pozolanyang mengakibatkan konsistensi tanah menjadi lebih baik.Reaksi antara
silika SiO
2
dan alumina AL
2
O
3
yang membentukkalsium 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. Dimanabottom ash 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
Universitas Sumatera Utara
70 positif seperti ion hydrogen H
+
, ion sodium Na
+
, dan ion kalium K
+
, serta air yang berpolarisasi, semuanya melekat pada permukaan butiran lempung yang
dapat mengakibatkan kenaikan kekuatan konsistensi tanah tersebut.
Universitas Sumatera Utara
71
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 .
2. Berdasarkan klasifikasi AASHTO, sampel tanah tersebut termasuk dalam jenis A- 7-6 .
3. Dari hasil uji Water Content didapat bahwa nilai kadar air tanah asli sebesar 14,68.
4. Dari hasil uji Specific Gravity didapat bahwa nilai berat spesifik tanah yaitu sebesar 2,66
5. Dari uji Atterberg pada tanah asli diperoleh nilai Liquid Limit sebesar 48,15dan indeks plastisitas IP sebesar 34,61 . Berdasarkan hasil percobaan yang
dilakukan diketahui dari variasi 2 PC + BA nilai indeks plastisitas dan nilai Liquid Limit semakin meningkat. Dan dari percobaan diperoleh dengan
penambahan 2 PC + 14 BA, memiliki indeks plastisitas IP yang paling rendah yakni 16,49. Dengan nilai Liquid Limit sebesar 39,14.
6. Hasil uji Proctor Standart menghasilkan nilai kadar air optimum tanah sebesar 12,41 dan berat isi kering maksimum sebesar 1,29 grcm³, sedangkan dari hasil
percobaan menggunakan stabilitator didapat nilai berat isi maksimum yaitu sebesar 1,50grcm³ dengan variasi 2 PC + 9 BA dengan waktu pemeraman
selama 14 hari.
Universitas Sumatera Utara
Kategori