Kajian Efektifitas Penggunaan Semen Portland dan Limbah Karbit terhadap Stabilitas Tanah Lempung Ditinjau Dari Nilai CBR

BAB I
PENDAHULUAN

1.1

UMUM
Tanah merupakan tempat berdirinya suatu struktur atau konstruksi, baik itu

konstruksi bangunan maupun konstruksi jalan yang sering menimbulkan masalah
bila memiliki sifat-sifat yang buruk seperti plastisitas yang tinggi, kekuatan geser
yang rendah dan potensi kembang susut yang besar. Karena besarnya pengaruh
tanah terhadap perencanaan suatu konstruksi maka tanah menjadi komponen yang
perlu diperhatikan dalam perencanaan konstruksi.
Tanah lempung merupakan salah satu jenis tanah yang sering dilakukan
proses stabilisasi. Hal ini disebabkan tanah lempung sangat keras dalam kondisi
kering dan bersifat plastis pada kadar air sedang, namun ketika kadar air tinggi,
tanah lempung akan bersifat lengket (kohesif) dan sangat lunak., sehingga
menyebabkan perubahan volume yang besar karena pengaruh air dan
menyebabkan tanah mengembang dan menyusut dalam jangka waktu yang relatif
cepat. Sifat inilah yang menjadi alasan perlunya dilakukan proses stabilisasi agar
sifat tersebut diperbaiki sehingga dapat meningkatkan daya dukung tanah tersebut.

Umumnya sebagian besar wilayahIndonesia terdiri oleh tanah lempung dengan
pengembangan yang cukup besar(plastisitas tinggi).
Stabilisasi tanah adalah pencampuran tanah dengan bahan tertentu, guna
memperbaiki sifat-sifat teknis tanah tertentu agar memenuhi syarat teknis tertentu
(Hardiyatmo, 2010).

1
Universitas Sumatera Utara

Proses stabilisasi tanah ada 3 cara yaitu :
1. Mekanis
Stabilisasi mekanis dilakukan dengan cara pemadatan yang dilakukan
dengan menggunakan berbagai jenis peralatan mekanis seperti : mesin gilas
(roller),

benda

berat

yang


dijatuhkan,

ledakan,

tekanan

statis,

tekstur,pembekuan, pemanasan dan sebagainya.
2. Fisis
Stabilisasi secara fisis dilakukan melalui perbaikan gradasi tanah dengan
menambah butiran tanah pada fraksi tertentu yang dianggap kurang, guna
mencapai gradasi yang rapat.
3. Kimiawi (Modification by Admixture)
Stabilisasi secara kimiawi dilakukan dengan cara

menambahkan bahan

kimia tertentu sehingga terjadi reaksi kimia. Bahan kimia tersebut dapat

berupa Portland cement (PC), kapur, gypsum, abu terbang (fly ash), semen
aspal, sodium dan kalsium klorida, ataupun limbah pabrik kertas dan bahanbahan limbah lainnya yang memungkinkan untuk digunakan seperti abu
sekam padi, abu ampas tebu, abu cangkang sawit dan lain-lain (Bowles,
1991).

2
Universitas Sumatera Utara

1.2

LATAR BELAKANG
Tanah mempunyai peranan penting dalam suatu pekerjaan konstruksi, baik

dijadikan bahan konstruksi maupun kuat dukung beban. Seluruh bangunan sipil
berkaitan erat dengan tanah, karena tanah dapat digunakan sebagai bahan
bangunan dan sebagai tempat bangunan dapat berdiri. Seperti diketahui dalam
setiap pelaksanaan pembangunan, penyelidikan terhadap tanah adalah langkah
awal yang harus dilakukan, guna mengetahui apakah tanah di lokasi pembangunan
telah memenuhi persyaratan perencanaan yaitu stabilitas, deformasi dan
kepadatan.

Tanah lunak adalah tanah yang jika tidak dikenali dan diselidiki secara
berhati-hati dapat menyebabkan masalah ketidakstabilan dan penurunan jangka
panjang yang tidak dapat ditolerir; tanah tersebut mempunyai kuat geser yang
rendah dan kompresibilitas yang tinggi. (Panduan Geoteknik 1 Proses
Pembentukkan dan Sifat-Sifat Dasar Tanah Lunak, 2002).
Tanah lunak terbagi menjadi dua, yaitu tanah lempung dan tanah gambut.
Tanah yang diteliti ini tergolong tanah lempung. Tanah lempung (clay) dengan
indeks plastisitas tinggi sering dijumpai dalam pekerjaan konstruksi di lapangan,
jenis tanah tersebut mempunyai kapasitas dukung yang rendah, dimana akan
terjadi pengembangan (swelling) volume apabila pori terisi air dan akan menyusut
(shrinkage) dalam kondisi kering. Hal ini sangat berbahaya karena tanah menjadi
tidak stabil. Tanah yang tidak stabil tidak akan mampu mendukung suatu
konstruksi pondasi bangunan dan akan mengakibatkan keruntuhan total pada
bangunan tersebut. Oleh karena itu parameter kuat geser tanah diperlukan untuk

3
Universitas Sumatera Utara

menghitung daya dukung tanah atau untuk menghitung tegangan dorong dinding
penahan tanah. Keruntuhan suatu bangunan dapat terjadi akibat adanya kombinasi

keadaan kritis dari tegangan normal dan tegangan geser (Mohr, 1910).
Untuk mengatasi masalah pada tanah lunak tersebut, perlu dilakukan upaya
perbaikan tanah melalui usaha stabilisasi tanah.Stabilisasi yang dilakukan dalam
penelitian ini adalahsecara kimiawi yaitu dengan menambahkanbahanpencampur
(stabilizing agents)padatanah yang akandistabilisasi yaitu semen dan limbah
karbit.
Semenadalah campuran senyawa kimia yang bersifat hidrolis, yang berarti
jika dicampur dalam air dalam jumlah tertentu akan mengikat bahan-bahan lain
menjadi satu kesatuan massa yang dapat memadat dan mengeras. Sedangkan
limbah karbit adalah sisa pembakaran karbit yang tidak terpakai. Limbah karbit
(calcium carbide residu/CCR)merupakan limbah yang diperoleh dari industri
bengkel las karbit di Jl. Sei Serayu, Kecamatan Medan Baru, Sumatera Utara.
Umumnya sisa-sisa karbit sisa pengelasan pada besi dibuang pada daerah tertentu
atau ditimbun di daerah sekitar bengkel.
Kalsium karbit (CaC2) diperoleh dari reaksi kimia antara kapur dari proses
pembakaran batu kapur dan arang batu. Limbah kapur karbit CCR (Ca(OH)2)
diperoleh dari reaksi CaC2 dan air (H2O) untuk membentuk gas asitilena (C2H2),
reaksi pembentuk CCR sebagai berikut (Jaturapitakkul dan Roongreung; 2003,
Makaratat, dkk, 2010: Somna, dkk, 2011; Kampala dan Horpibulsuk, 2013;
Horpibulsuk, dkk, 2012)

CaC2+H2O→C2H2 + Ca(OH)2

4
Universitas Sumatera Utara

Selama ini pemanfaatan limbah padat tersebut belum optimal. Limbah ini
hanya dimanfaatkan sebagai tanah timbun pada area di sekitar pabrik. Apabila
keadaan ini dibiarkan terus menerus, maka semakin lama pabrik akan kekurangan
lahan untuk penimbunan limbah sehingga dimungkinkan terjadinya pencemaran
lingkungan. Dengan demikian diperlukan upaya untuk mengatasi permasalahan
tersebut. Salah satu alternatif mengatasi jumlah limbah tersebut dengan
memanfaatkannya sebagai bahan campuran untuk menstabilisasikan tanah
lempung.
Penelitian mengenai stabilisasi pada tanah lempung telah banyakdilakukan
sebelumnya sebagai upaya untuk melakukan perbaikan pada tanah. Campuran
bahan yang digunakan pun bermacam-macam antara lain: kapur, semen, fly ash,
bubuk batu merah, abu ampas tebu, abu sekam padi, dan bahan lainnya. Hasilnya
menunjukkan perbaikan pada kondisi tanah lempung baik sifat fisismaupun sifat
mekanisnya.


1.3

TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN

1.3.1 Tujuan
Adapun tujuan penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui sifat fisik (index properties) dari tanah asli.
2. Untuk mengetahui pengaruh penambahan semen dan limbah karbit terhadap
stabilitas tanah.
3. Untuk

mengetahui

perbedaan

stabilitas

CBRantara

tanah


tanpa

pencampuran limbah karbit dengan menggunakan pencampuran limbah
karbit.

5
Universitas Sumatera Utara

4. Untuk mencari kadar persentase yang efektif dengan penambahan semen
dan limbah karbit terhadap daya dukung tanah.

1.3.2 Manfaat
Penelitian ini diharapkan bermanfaat untuk :
1. Pihak-pihak atau mahasiswa yang akan membahas hal yang sama.
2. Pihak-pihak yang membutuhkan informasi dan mempelajari hal yang
dibahas dalam laporan tugas akhir.

1.4


PEMBATASAN PENELITIAN
Batasan-batasan dalam penelitian ini yakni sebagai berikut :

1. Tanah yang dipakai tanah lempung Patumbak, Deli Serdang
2. Bahan stabilitas yang digunakan adalah limbah karbit yang telah lolos
saringan no 200
3. Semen yang digunakan semen Portland tipe I
propertiestanahasliuntukmengetahuisifatfisistanah

4. Ujiindex

yang

dilakukanpadaawalpenelitian, meliputi:
 Ujikadar air
 Ujiberatjenistanah
 UjinilaiAtterberg(batas-bataskonsistensi)
 Ujidistribusibutiranatauanalisasaringan
5. Komposisi


campuran

terdiri

dari

:

tanah,

semen,

dan

limbah

karbit.Penambahan presentase limbah karbit sebesar 2%, 3%, 4%, 5%, 6%,

6
Universitas Sumatera Utara


7%, 8%, 9%, 10% dan 11% dari berat tanah, dengan kadar semen tetap
sebesar 2% dari berat tanah.
6. Penambahan kadar air terhadap masing-masing bahan pencampur sebesar
20% dari setiap persentase bahan campuran pada setiap benda uji untuk
menghindari terjadinya absorbsi air akibat bahan pencampur (Soil Cement
Base).
7. Berat tanah yang dimaksud adalah tanah dalam kondisi kering setelah
dijemur di bawah sinar matahari dan lolos saringan no 4
8. Pengujian untuk engineering properties dilakukan dengan uji Proctor
Standard, dan uji CBR Lab unsoaked.
9. Masa pemeraman yaitu 14 hari.

1.5

METODOLOGI PENELITIAN
Berikut ini adalah metodologi dari penelitian ini, yaitu :

1. Tahap pendahuluan merupakan tahapan studi pustaka yang meliputi
pengumpulan dan mempelajari literatur-literatur yang berkaitan dengan
penelitian ini.
2. Tahap pengambilan tanah, tanah yang dipakai dalam pengujian adalah tanah
lempung yang berasal dari Patumbak, Deli Serdang.
3. Uji index properties tanah asli untuk mengetahui sifat fisis tanah yang
dilakukan pada awal penelitian, meliputi:
 Uji kadar air
 Uji berat jenis tanah
 Uji nilai Atterberg (batas-batas konsistensi)

7
Universitas Sumatera Utara

 Uji distribusi butiran atau analisa saringan
4. Uji pendahuluan kepadatan tanah asli untuk pembuatan benda uji dengan
standard Proctor.
5. Diambil sebanyak 13 (tiga belas) sampel tanah, dimana 1 (satu) digunakan
sampel tanpa campuran atau tanah asli, 1 (satu) sampel dengan tambahan
semen tanpa limbah karbit, 1 (satu) sampel lagi dengan tambahan karbit
tanpa semen dan 10 (sepuluh) digunakan sampel dengan campuran semen –
limbah karbit.
6. Bahan pencampur yang digunakan dalam penelitian ini yaitu semen portland
tipe I, tanah lempung (clay), dan limbah karbit dengan sepuluh variasi kadar
yang berbeda yaitu 2% PC + 2% CCR, 2% PC + 3% CCR, 2% PC + 4%
CCR, 2% PC + 5% CCR, 2% PC + 6% CCR, 2% PC + 7% CCR, 2% PC +
8% CCR, 2% PC + 9% CCR, 2% PC + 10% CCR, dan 2% PC + 11% CCR.
7. Waktu pemeraman (curing time) pada masing-masing benda uji agar
campuran merata ditetapkan selama 14hari.
8. Pengujian terhadap sifat fisik tanah yang dilakukan terhadap benda uji yang
telah diberi campuran bahan stabilisator mencakup pengujian Atterberg,
pemadatan tanah, serta pengujian CBR Lab.

8
Universitas Sumatera Utara