91
plastisitas tanah.Hal ini terjadi seiring menurunnya batas cair serta meningkatnya batas plastis.Penurunan nilai IP tersebutdapatmengurangipotensi
pengembanganpenyusutandaritanah yang bersangkutan. Hal inidisebabkanterutamaoleh proses hidrasidarisemen yang ditambahkanketanah.
Proses inimemperkuatikatanantarapartikel-partikeltanah,sehinggaterbentukbutiran yang lebihkerasdanstabil. Terisinyapori-
poritanahmemperkecilterjadinyarembesanpadacampurantanah-sementersebut yang berdampakpadaberkurangnyapotensikembangsusut.Demikian pula kondisi pada
tanah yang dicampur oleh gypsum yang memiliki sifat daya serap air yang lebih besar daripada semen. Sehingga pada kadar variasi campuran gypsum 15
menghasilkan besar indeks plastisitas sebesar 13,23 sedangkan untuk kadar variasi campuran semen 15 menghasilkan besar indeks plastisitas sebesar 18,00
.
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 standar. Dimana alat yang digunakan diantaranya :
• Mouldcetakan 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.
Universitas Sumatera Utara
92
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 4.3Data Uji Pemadatan Tanah Asli
No Hasil Pengujian
Nilai
1 Kadar Air Optimum
20,41 2
Berat isi kering maksimum 1,24 grcm
3
Gambar 4.7Kurva Kepadatan Tanah
4.3.2 Pengujian Pemadatan Tanah Compaction dengan Bahan Stabilisator
Adapun hasil pengujian sifat mekanis tanah yang telah dicampur dengan bahan stabilisator gypsum dan juga semen ditunjukkan pada Tabel 4.4 dan
hubungan antara nilai berat isi kering dengan variasi campuran ditunjukkan pada
0,5 1
1,5 2
10 15
20 25
30 35
40 γ
d
gr c
m 3
w
Dmax ZAV
Line Wo
pt
Universitas Sumatera Utara
93
Gambar 4.7 dan hubungan kadar air optimum dengan variasi campuran ditunjukkan pada Gambar 4.8.
Tabel 4.4Data Hasil Uji Pemadatan Compaction Stabilisator Kadar
γd maks grcm³ Wopt
Gypsum 4
1,208 21,13
8 1,187
21,87 10
1,175 22,00
15 1,142
22,90
Semen 4
1,269 19,07
8 1,274
18,44 10
1,277 17,77
15 1,286
16,78
Pada uji pemadatan tanah asli diperoleh nilai berat isi kering tanah sebesar 1,24 grcm³ dan kadar air optimum sebesar 20,41 . Dari hasil pengujian yang
telah dilakukan pada bahan gypsum berat isi kering tanah mengalami penurunan dan kadar air optimum mengalami kenaikan. Berbeda pada benda uji dengan
bahan stabilisator semen dimana berat isi kering tanah mengalami kenaikan dan kadar air optimum mengalami penurunan.
4.3.3 Berat Isi Kering Maksimum γ
d
maks
Gambar 4.8 menunjukkangrafik perbandingan berat kering isi tanah pada bahan stabilisator gypsum dan semen. Hasil pengujian menunjukkan suatu bentuk
perilaku yang berlawanan dimana berat isi kering maksimum tanah yang distabilisasi dengan gypsum cenderung mengalami penurunan sedangkan pada
Universitas Sumatera Utara
94
tanah yang distabilisasi dengan semen mengalami peningkatan kepadatan seiring bertambahnya besar kadar campuran.
Gambar 4.8Grafik hubungan antara berat isi kering maksimum γ
d maks
tanah dan variasi campuran dengan waktu pemeraman selama 15 hari.
Penurunan berat isi kering maksimum tanah yang distabilisasi dengan gypsum dapat diakibatkan oleh karena dengan semakin banyaknya kadar gypsum
yang ditambahkan maka proses pengikatan air oleh gypsum yang terjadi akan semakin besar. Dengan sifat gypsum yang lebih cepat dan banyak menyerap air
daripada semen, hal ini mendukung terjadinya pembesaran rongga-rongga dalam campuran tanah dan berakibat pada penurunan kepadatan tanah tersebut.
Peristiwa peningkatan nilai berat isi kering maksimum oleh tanah dengan campuran semen dapat disebabkan oleh karena semen yang mengisi rongga pori
tanah yang menyebabkan kandungan persentase air dalam tanah berkurang dan 1,100
1,120 1,140
1,160 1,180
1,200 1,220
1,240 1,260
1,280 1,300
4 8
10 15
γd m
ak s
gr c
m ³
Persentase Penambahan Bahan Stabilisator
Grafik Berat Isi Kering Tanah
GYPSUM SEMEN
Universitas Sumatera Utara
95
peningkatan jumlah partikel padat pada tanah berakibat terhadap peningkatan berat volume kering tanah tersebut.
4.3.4 Kadar Air Maksimum Campuran
Gambar 4.9 menunjukkan grafik perbandingan kadar air optimum pada bahan stabilisator gypsum dan semen dengan masing-masing variasi campuran
4, 8, 10 dan 15. Hasil pengujian menunjukkan suatu bentuk perilaku yang berlawanan dimana kadar air optimum pada tanah yang distabilisasi dengan
gypsum cenderung mengalami peningkatan sedangkan pada tanah yang distabilisasi dengan semen mengalami penurunan.
Peristiwa peningkatan kadar air optimum pada tanah lempung yang distabilisasi oleh gypsum ini dapat disebabkan oleh semakin banyaknya air yang
masuk meresap melalui pori-pori tanah, maka akan semakin besar proses pengikatan air yang terjadi oleh campuran gypsum sehingga campuran tanah
tersebut menjadi jenuh dan menurunkan kepadatan tanahnya. Berbeda dengan campuran gypsum, campuran semen jika dibandingkan
dengan gypsum cenderung memiliki sifat proses pengikatan air yang lebih lambat dan sedikit. Hal ini yang menyebabkan grafik kadar air optimum tanah dengan
campuran semen semakin menurun seiring bertambahnya variasi kadar campuran semen.
Universitas Sumatera Utara
96
Gambar 4.9Grafik hubungan antara kadar air optimum tanah w
opt
dan variasi campuran dengan waktu pemeraman selama 15 hari.
4.3.5 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 gypsum dan semen denganwaktu pemeraman selama 15 hari. Selanjutnya dari
hasil nilai q
u
diperoleh nilai kohesic
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 16,0
16,5 17,0
17,5 18,0
18,5 19,0
19,5 20,0
20,5 21,0
21,5 22,0
22,5 23,0
23,5
4 8
10 15
W op
t
Persentase Penambahan Bahan Stabilisator
Grafik Kadar Air Optimum Tanah
GYPSUM SEMEN
Universitas Sumatera Utara
97
4.11 ditunjukkan nilai kuat tekan tanah q
u
yang diperoleh di setiap variasi campuran.
Tabel 4.5Data Hasil Uji Kuat Tekan Bebas Sampel
Kadar q
u
kgcm²
C
u
kgcm²
Tanah Asli 2,883
1,442 Remoulded
0,693 0,347
Gypsum 4
6,002 3,001
8 7,021
3,511 10
7,877 3,938
15 9,388
4,694
Semen 4
4,295 2,148
8 5,632
2,816 10
5,771 2,885
15 6,063
3,032
Universitas Sumatera Utara
98
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 15 hari.
2,0 2,5
3,0 3,5
4,0 4,5
5,0 5,5
6,0 6,5
7,0 7,5
8,0 8,5
9,0 9,5
10,0
4 8
10 15
q u
k g
cm ²
Persentase Penambahan Bahan Stabilisator
Grafik Kuat Tekan Tanah
GYPSUM SEMEN
Universitas Sumatera Utara
99
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 kadarbahan stabilisator sejalan dengan peningkatan nilai kuat tekan yang menggunakan gypsum dan semen. Akan tetapi,
hasil peningkatan nilai kuat tekan pada tanah yang distabilisasi dengan gypsum lebih tinggi jika dibandingkan dengan semen.Hal ini dapat disebabkan oleh karena
sifat gypsum yang mampu meningkatkan kekuatan tanah lebih besar daripada semen.
Dari hasil pengujian dengan persentase kadar variasi yang sama antar kedua bahan campuran menunjukkan perbedaan yang signifikan terhadap kuat
tekan yang dihasilkan oleh gypsum dan semen. Pada kadar 4 nilai q
u
untuk gypsum sebesar 6,002 kgcm² sedangkan pada semen hanya 4,295kgcm² dan
pada kadar 15 nilai q
u
untuk gypsum mencapai 9,388kgcm² sedangkan pada semen hanya 6,063kgcm².
Peningkatan nilai kuat tekan pada kedua stabilisastor inidikarenakan adanya peristiwa reaksi pertukaran ion dan membentuk kalsium silikat dan
kalsium aluminat yang mengakibatkan kekuatan tanah meningkat. Untuk bahan stabilisator gypsum yang mengandung unsur kimia seperti calsium Ca, calsium
oksida CaO, hidrogen H, sulfur S dan air akan sama-sama bereaksi pada 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.
Universitas Sumatera Utara
100
Untuk bahan stabilisator semen 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 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. Setelah adanya peristiwa pencampuran bahan tersebut butiran lempung
akan kehilangan kekuatan tolaknya repulsion force dan terjadilah kohesi pada butiran itu sehingga berakibat kenaikan kekuatan konsistensi tanah tersebut. Hal
ini 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.
4.4 Keruntuhan Benda Uji
