Kajian Kuat Tekan Bebas pada Tanah Lempung yang Distabilisasi dengan Gypsum dan Abu Ampas Tebu
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Umum
Tanah yang terdiri dari campuran butiran-butiran mineral dengan atau
tanpa kandungan bahan organik dapat didefenisikan sebagai material yang terdiri
dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat
secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk
(yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruangruang kosong di antara partikel-partikel padat tersebut (Das, 1998). Tanah
menjadi komponen yang perlu diperhatikan dalam perencanaan konstruksi dengan
sifat-sifat yang dimilikinya seperti plastisitas serta kekuatan geser dari tanah
tersebut.
Tanah pada umumnya dapat dibagi menjadi empat kelas yaitu kerikil
(gravel), pasir (sand), lanau (silt), dan lempung (clay), berdasarkan ukuran
partikel yang paling dominan dari tanah tersebut (Das, 1994). Butiran
lempunglebih halus dari lanau, merupakan kumpulan butiran mineral kristalin
yang bersifat mikroskopis dan berbentuk serpih-serpih atau pelat-pelat.Material
ini bersifat plastis, kohesif dan mempunyai kemampuan menyerap ion-ion.Sifatsifat
tersebut
sangat
dipengaruhi
oleh
kandungan
air
dalam
tanah
(Hardiyatmo,2011).
Tanahlempungsangatkeras dalam kondisikering dan
lengket(kohesif)dansangat
menunjukankenyataan
lunak
bahwa
pada
kadar
air
tertentu.
partikel-pertikel
samalainnyasedangkanplastisitasmerupakansifat
bersifat plastis
itumelekat
Kohesif
satu
yangmemungkinkanbentuk
Universitas Sumatera Utara
bahanitudirubah-rubahtanpaperubahanisiatautanpakembalike
bentukaslinya
dantanpaterjadiretakan-retakanatauterpecah-pecah.Sifat yang khas dari tanah
lempung tersebutlah yang dapat membahayakan suatu konstruksi. Salah satu cara
untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah menstabilisasikan tanah dengan
meningkatkan daya dukung tanah asli. Maka dari itu perlu dilakukan stabilisasi
pada tanah lempung ini.
Stabilisasi tanah dapat dilakukan secara mekanis, fisis maupun kimiawi.
Dimana dalam penelitian kali ini, penulis akan melakukan usaha penstabilisasian
tanah secara kimiawi yang digunakan dengan cara menambahkan bahan
pencampur (stabilizing agents) pada tanah yang akan distabilisasi. Bahan
pencampur yang dipilih adalah gypsum dan abu ampas tebu.
1.2
Latar Belakang
Lempung merupakan salah satu jenis tanah yang sangat dipengaruhi oleh
kadar air dan memiliki sifat yang cukup kompleks. Dalam menangani masalah
pada lempung, salah satu usaha yang dilakukan adalah dengan melakukan
penstabilisasian dengan bahan pencampur (stabilizing agents).
Beberapa penelitian telah dilakukan untuk menyelidiki cara perbaikan
tanah dengan menstabilisasikannya terhadap bahan pencampur seperti gypsum,
abu sekam padi, abu terbang (fly ash), bubur kayu, semen atau bahkan
pengkombinasian di antara bahan-bahan tersebut.
Dalam penelitian ini akan dilakukan penstabilisasian tanah lempung
dengan gypsum dan dengan campuran abu ampas tebu untuk meningkatkan nilai
Universitas Sumatera Utara
kuat geser tanah dengan menggunakan cara uji kuat geser tanah melalui uji Kuat
Tekan Bebas UCS (Unconfined Compression Strength Test).
Gypsum sebagai perekat mineral mempunyai sifat yang lebih baik
dibandingkan dengan perekat organik karena tidak menimbulkan pencemaran
udara, murah, tahan api, tahan deteriorasi oleh faktor biologis dan tahan terhadap
zat kimia ( Purwadi, 1993).
Sedangkan abu ampas tebu merupakan limbah dari
pabrik gula hasil penggilingan tebu yang umumnya sudah tidak.digunakan lagi
dan menjadi bahan buangan yang tidak begitu dimanfaatkan.Abu ampas tebu yang
digunakan sebagai bahan pencampur berasal dari limbah ampas tebu yang dibakar
kemudian dihaluskan dan diayak sehingga lolos saringan no. 200.
Dengan adanya penambahan bahan pencampur gypsum dan abu ampas
tebu maka tanah yang mengandung kadar air tertentu dapat mengeras sehingga
akan meningkatkan kestabilannya. Kedua bahan pencampur (stabilizing agents)
ini dipilih karena bahan stabilisasi tersebut mudah diperoleh di pasaran serta
efektif karena memanfaatkan bahan limbah olahan pabrik yang sudah tidak
terpakai lagi.
1.3
Rumusan Masalah
Melakukan pengujian penstabilisasian tanah lempung dengan bahan
pencampur gypsum dan abu ampas tebu. Kadar persentase gypsum ditentukan
sebesar 2% sedangkan variasi kadar persentase abu ampas tebu sebesar 2%, 3%,
4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14% dan 15%.
Universitas Sumatera Utara
1.4
Maksud Dan Tujuan Penelitian
Adapun maksud dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh
pencampuran gypsum pada tanah lempung yang disertai dengan abu ampas tebu
terhadap uji Kuat Tekan Bebas Tanah (Unconfined Compression Strength Test).
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
•
Mengetahui pengaruh penambahan gypsum dan abu ampas tebu pada tanah
lempung (clay) terhadap index properties.
•
Melakukan pengujian terhadap tanah asli (dalam hal ini tanah lempung),
tanah asli yang telah diberi bahan pencampur berupa gypsum dan abu ampas
tebu sehingga dapat diketahui adanya pengaruh terhadap besarnya kuat tekan
dari tanah setelah diberi campuran tersebut selama 7 hari.
1.5
Metodologi Penelitian
Penelitian ini terbagi atas sejumlah pengamatan terhadap contoh tanah
terganggu (disturbed) dan tidak terganggu (undisturbed). Berikut ini adalah
metodologi dari penelitian ini, yaitu :
1. Tanah yang dipakai dalam pengujian adalah tanah lempung yang berasal
dari Jl. Raya Medan Tenggara, Medan, Sumatera Utara.
2. Uji index properties tanah asli untuk mengetahui sifat fisis tanah yang
dilakukan pada awal penelitian, meliputi:
Uji kadar air
Universitas Sumatera Utara
Uji berat jenis tanah
Uji nilai Atterberg (batas-batas konsistensi)
Uji distribusi butiran atau analisa saringan
3. Uji pendahuluan kepadatan tanah asli untuk pembuatan benda uji dengan
standard Proctor.
4. Diambil sebanyak 16 (enam belas) sampel tanah, dimana 1 (satu)
digunakan sampel tanpa campuran atau tanah asli, 1 (satu) sample lagi
dengan tambahan gypsum tanpa ampas tebu, dan 14 (empat belas)
digunakan sampel dengan campuran gypsum – abu ampas tebu.
5. Bahan pencampur yang digunakan dalam penelitian ini yaitu gypsum,
tanah lempung (clay), dan abu ampas tebu dengan empat belas variasi
kadar yang berbeda yaitu 2%(GP)+2%(AAT) , 2%(GP)+3%(AAT) ,
2%(GP)+4%(AAT),
2%(GP)+5%(AAT),2%(GP)+6%(AAT),2%(GP)+7%(AAT),
2%(GP)+8%(AAT),2%(GP)+9%(AAT),2%(GP)+10%(AAT),
2%(GP)+11%(AAT),
2%(GP)+12%(AAT),2%(GP)+13%(AAT),
2%(GP)+14%(AAT), 2%(GP)+15%(AAT).
6. Gypsum yang digunakan adalah gypsum dengan merek Elephant dan abu
ampas tebu yang digunakan merupakan ampas tebu yang telah dibakar dan
lolos saringan no.200.
7. Menghitung pengaruh bahan campuran gypsum dan abu ampas tebu
terhadap parameter kuat geser tanah dengan persentase gypsum sebesar
2% dicampur dengan masing-masing kadar campuran abu ampas tebu
Universitas Sumatera Utara
sebesar 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%
dan 15% dari berat kering udara lempung.
8. Dilakukan penambahan kadar air terhadap masing-masing bahan
pencampur sebesar 2% dari setiap persentase bahan campuran pada setiap
benda uji untuk menghindari terjadinya proses absorbsi air akibat bahan
pencampur.
9. Waktu pemeraman (curing time) pada masing-masing benda uji agar
campuran merata ditetapkan selama 7 hari.
10. Pengujian terhadap sifat fisik tanah yang dilakukan terhadap benda uji
yang telah diberi campuran bahan stabilisator mencakup pengujian
Atterberg, pemadatan tanah serta pengujian kuat tekan bebas
11. Pemeriksaan peningkatan daya dukung tanah dilakukan dengan cara uji
Kuat Tekan Bebas UCS (Unconfined Compression Strength Test).
Pengujian CBR dan triaksial tidak dilakukan dalam penelitian ini
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1
Umum
Tanah yang terdiri dari campuran butiran-butiran mineral dengan atau
tanpa kandungan bahan organik dapat didefenisikan sebagai material yang terdiri
dari agregat (butiran) mineral-mineral padat yang tidak tersementasi (terikat
secara kimia) satu sama lain dan dari bahan-bahan organik yang telah melapuk
(yang berpartikel padat) disertai dengan zat cair dan gas yang mengisi ruangruang kosong di antara partikel-partikel padat tersebut (Das, 1998). Tanah
menjadi komponen yang perlu diperhatikan dalam perencanaan konstruksi dengan
sifat-sifat yang dimilikinya seperti plastisitas serta kekuatan geser dari tanah
tersebut.
Tanah pada umumnya dapat dibagi menjadi empat kelas yaitu kerikil
(gravel), pasir (sand), lanau (silt), dan lempung (clay), berdasarkan ukuran
partikel yang paling dominan dari tanah tersebut (Das, 1994). Butiran
lempunglebih halus dari lanau, merupakan kumpulan butiran mineral kristalin
yang bersifat mikroskopis dan berbentuk serpih-serpih atau pelat-pelat.Material
ini bersifat plastis, kohesif dan mempunyai kemampuan menyerap ion-ion.Sifatsifat
tersebut
sangat
dipengaruhi
oleh
kandungan
air
dalam
tanah
(Hardiyatmo,2011).
Tanahlempungsangatkeras dalam kondisikering dan
lengket(kohesif)dansangat
menunjukankenyataan
lunak
bahwa
pada
kadar
air
tertentu.
partikel-pertikel
samalainnyasedangkanplastisitasmerupakansifat
bersifat plastis
itumelekat
Kohesif
satu
yangmemungkinkanbentuk
Universitas Sumatera Utara
bahanitudirubah-rubahtanpaperubahanisiatautanpakembalike
bentukaslinya
dantanpaterjadiretakan-retakanatauterpecah-pecah.Sifat yang khas dari tanah
lempung tersebutlah yang dapat membahayakan suatu konstruksi. Salah satu cara
untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah menstabilisasikan tanah dengan
meningkatkan daya dukung tanah asli. Maka dari itu perlu dilakukan stabilisasi
pada tanah lempung ini.
Stabilisasi tanah dapat dilakukan secara mekanis, fisis maupun kimiawi.
Dimana dalam penelitian kali ini, penulis akan melakukan usaha penstabilisasian
tanah secara kimiawi yang digunakan dengan cara menambahkan bahan
pencampur (stabilizing agents) pada tanah yang akan distabilisasi. Bahan
pencampur yang dipilih adalah gypsum dan abu ampas tebu.
1.2
Latar Belakang
Lempung merupakan salah satu jenis tanah yang sangat dipengaruhi oleh
kadar air dan memiliki sifat yang cukup kompleks. Dalam menangani masalah
pada lempung, salah satu usaha yang dilakukan adalah dengan melakukan
penstabilisasian dengan bahan pencampur (stabilizing agents).
Beberapa penelitian telah dilakukan untuk menyelidiki cara perbaikan
tanah dengan menstabilisasikannya terhadap bahan pencampur seperti gypsum,
abu sekam padi, abu terbang (fly ash), bubur kayu, semen atau bahkan
pengkombinasian di antara bahan-bahan tersebut.
Dalam penelitian ini akan dilakukan penstabilisasian tanah lempung
dengan gypsum dan dengan campuran abu ampas tebu untuk meningkatkan nilai
Universitas Sumatera Utara
kuat geser tanah dengan menggunakan cara uji kuat geser tanah melalui uji Kuat
Tekan Bebas UCS (Unconfined Compression Strength Test).
Gypsum sebagai perekat mineral mempunyai sifat yang lebih baik
dibandingkan dengan perekat organik karena tidak menimbulkan pencemaran
udara, murah, tahan api, tahan deteriorasi oleh faktor biologis dan tahan terhadap
zat kimia ( Purwadi, 1993).
Sedangkan abu ampas tebu merupakan limbah dari
pabrik gula hasil penggilingan tebu yang umumnya sudah tidak.digunakan lagi
dan menjadi bahan buangan yang tidak begitu dimanfaatkan.Abu ampas tebu yang
digunakan sebagai bahan pencampur berasal dari limbah ampas tebu yang dibakar
kemudian dihaluskan dan diayak sehingga lolos saringan no. 200.
Dengan adanya penambahan bahan pencampur gypsum dan abu ampas
tebu maka tanah yang mengandung kadar air tertentu dapat mengeras sehingga
akan meningkatkan kestabilannya. Kedua bahan pencampur (stabilizing agents)
ini dipilih karena bahan stabilisasi tersebut mudah diperoleh di pasaran serta
efektif karena memanfaatkan bahan limbah olahan pabrik yang sudah tidak
terpakai lagi.
1.3
Rumusan Masalah
Melakukan pengujian penstabilisasian tanah lempung dengan bahan
pencampur gypsum dan abu ampas tebu. Kadar persentase gypsum ditentukan
sebesar 2% sedangkan variasi kadar persentase abu ampas tebu sebesar 2%, 3%,
4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14% dan 15%.
Universitas Sumatera Utara
1.4
Maksud Dan Tujuan Penelitian
Adapun maksud dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh
pencampuran gypsum pada tanah lempung yang disertai dengan abu ampas tebu
terhadap uji Kuat Tekan Bebas Tanah (Unconfined Compression Strength Test).
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
•
Mengetahui pengaruh penambahan gypsum dan abu ampas tebu pada tanah
lempung (clay) terhadap index properties.
•
Melakukan pengujian terhadap tanah asli (dalam hal ini tanah lempung),
tanah asli yang telah diberi bahan pencampur berupa gypsum dan abu ampas
tebu sehingga dapat diketahui adanya pengaruh terhadap besarnya kuat tekan
dari tanah setelah diberi campuran tersebut selama 7 hari.
1.5
Metodologi Penelitian
Penelitian ini terbagi atas sejumlah pengamatan terhadap contoh tanah
terganggu (disturbed) dan tidak terganggu (undisturbed). Berikut ini adalah
metodologi dari penelitian ini, yaitu :
1. Tanah yang dipakai dalam pengujian adalah tanah lempung yang berasal
dari Jl. Raya Medan Tenggara, Medan, Sumatera Utara.
2. Uji index properties tanah asli untuk mengetahui sifat fisis tanah yang
dilakukan pada awal penelitian, meliputi:
Uji kadar air
Universitas Sumatera Utara
Uji berat jenis tanah
Uji nilai Atterberg (batas-batas konsistensi)
Uji distribusi butiran atau analisa saringan
3. Uji pendahuluan kepadatan tanah asli untuk pembuatan benda uji dengan
standard Proctor.
4. Diambil sebanyak 16 (enam belas) sampel tanah, dimana 1 (satu)
digunakan sampel tanpa campuran atau tanah asli, 1 (satu) sample lagi
dengan tambahan gypsum tanpa ampas tebu, dan 14 (empat belas)
digunakan sampel dengan campuran gypsum – abu ampas tebu.
5. Bahan pencampur yang digunakan dalam penelitian ini yaitu gypsum,
tanah lempung (clay), dan abu ampas tebu dengan empat belas variasi
kadar yang berbeda yaitu 2%(GP)+2%(AAT) , 2%(GP)+3%(AAT) ,
2%(GP)+4%(AAT),
2%(GP)+5%(AAT),2%(GP)+6%(AAT),2%(GP)+7%(AAT),
2%(GP)+8%(AAT),2%(GP)+9%(AAT),2%(GP)+10%(AAT),
2%(GP)+11%(AAT),
2%(GP)+12%(AAT),2%(GP)+13%(AAT),
2%(GP)+14%(AAT), 2%(GP)+15%(AAT).
6. Gypsum yang digunakan adalah gypsum dengan merek Elephant dan abu
ampas tebu yang digunakan merupakan ampas tebu yang telah dibakar dan
lolos saringan no.200.
7. Menghitung pengaruh bahan campuran gypsum dan abu ampas tebu
terhadap parameter kuat geser tanah dengan persentase gypsum sebesar
2% dicampur dengan masing-masing kadar campuran abu ampas tebu
Universitas Sumatera Utara
sebesar 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%
dan 15% dari berat kering udara lempung.
8. Dilakukan penambahan kadar air terhadap masing-masing bahan
pencampur sebesar 2% dari setiap persentase bahan campuran pada setiap
benda uji untuk menghindari terjadinya proses absorbsi air akibat bahan
pencampur.
9. Waktu pemeraman (curing time) pada masing-masing benda uji agar
campuran merata ditetapkan selama 7 hari.
10. Pengujian terhadap sifat fisik tanah yang dilakukan terhadap benda uji
yang telah diberi campuran bahan stabilisator mencakup pengujian
Atterberg, pemadatan tanah serta pengujian kuat tekan bebas
11. Pemeriksaan peningkatan daya dukung tanah dilakukan dengan cara uji
Kuat Tekan Bebas UCS (Unconfined Compression Strength Test).
Pengujian CBR dan triaksial tidak dilakukan dalam penelitian ini
Universitas Sumatera Utara