PENGARUH PENAMBAHAN BAHAN CAMPURAN DENGAN KOMPOSISI 75% FLY ASH DAN 25% SLAG BAJA PADA TANAH LEMPUNG EKSPANSIF TERHADAP NILAI CBR DAN SWELLING

Transkripsi

1 PENGARUH PENAMBAHAN BAHAN CAMPURAN DENGAN KOMPOSISI % FLY ASH DAN % SLAG BAJA PADA TANAH LEMPUNG EKSPANSIF TERHADAP NILAI CBR DAN SWELLING MAKALAH JURNAL Diajukan untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik Disusun oleh : MASLIN AKHLAQUL KARIMAH NIM. KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA FAKULTAS TEKNIK MALANG

2 PENGARUH PENAMBAHAN BAHAN CAMPURAN DENGAN KOMPOSISI % FLY ASH DAN % SLAG BAJA PADA TANAH LEMPUNG EKSPANSIF TERHADAP NILAI CBR DAN SWELLING Maslin Akhlaqul Karimah, Arief Rachmansyah, Eko Andi Suryo Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya Jalan MT. Haryono, Malang, Jawa Timur, Indonesia kmaslinakhlaqul@yahoo.com ABSTRAK Tanah merupakan salah satu jenis material yang selalu berhubungan dengan konstruksi, baik konstruksi bangunan maupun konstruksi jalan. sehingga tanah menjadi komponen yang sangat diperhatikan dalam perencanaan konstruksi, untuk itu dalam melakukan perencanaan konstruksi harus dilakukan penyelidikan terhadap karakteristik dan kekuatan tanah. Tanah yang diselidiki adalah tanah yang terdapat di wilayah Bojonegoro khususnya Desa Ngasem yang merupakan jenis tanah lempung ekspansif. Tanah lempung ekspansif merupakan tanah yang memiliki kandungan mineral montmorillonite yang sangat mudah menyerap air dalam jumlah yang banyak sehingga tanah mempunyai kepekatan terhadap pengaruh air dan sangat mudah mengembang. Besarnya pengembangan dan penyusutan tidak merata sehingga menimbulkan differential movement pada permukaan yang menyebabkan kerugian-kerugian konstruksi. Penelitian dilakukan pada tanah asli dan juga tanah asli yang ditambahkan fly ash dan slag baja sebagai bahan stabilisasi dan digunakan variasi bahan campuran dengan komposisi % fly ash dan % slag baja yaitu % bahan campuran (,% fly ash +,% slag baja), % bahan campuran (,% fly ash +,% slag baja), dan % bahan campuran (,% fly ash +,% slag baja). Dari hasil penelitian tersebut didapatkan bahwa kadar air optimum, nilai indeks plastisitas, dan nilai swellingnya mengalami penurunan, sedangkan berat isi kering dan nilai CBR mengalami peningkatan. Untuk kondisi yang paling optimum didapatkan pada penambahan % bahan campuran atau,% fly ash +,% slag baja dimana didapatkan nilai CBR sebesar,8% dan nilai swelling optimum sebesar,%. Kata Kunci : Lempung Ekspansif, Fly Ash, Slag Baja, CBR, Swelling

3 I. PENDAHULUAN Tanah merupakan komponen yang dengan menggunakan campuran fly ash dan slag baja karena campuran bahan tersebut sangat diperhatikan dalam perencanaan memiliki kandungan senyawa SiO, AlO, konstruksi, mengingat juga bahwa tidak CaO yang cukup tinggi. Pemilihan variasi semua jenis tanah memiliki sifat yang bahan campuran adalah dengan komposisi menguntungkan. Untuk itu dalam melakukan perencanaan konstruksi harus terlebih dahulu % fly ash dan % slag baja yaitu % bahan campuran (,% fly ash +,% slag dilakukan penyelidikan terhadap sifat baja), % bahan campuran (,% fly ash + karakteristik dan kekuatan tanah.,% slag baja), dan % bahan campuran Di dalam penelitian yang telah (,% fly ash +,% slag baja). dilakukan, menggunakan tanah lempung Penelitian ini bertujuan untuk ekspansif dari Desa Ngasem Kota mengetahui besarnya pengaruh bahan Bojonegoro dimana jenis tanah tersebut campuran terhadap berat isi kering dan kadar merupakan jenis tanah berbutir halus yang air optimum (OMC), nilai pengembangan memiliki fluktuasi kembang susut yang (swelling) serta CBR. Dan pemilihan bahan relatif tinggi dan memiliki potensi campuran dimaksudkan untuk usaha mengembang yang tinggi bila terkena air. pemanfaatan kembali limbah yang sangat Besarnya pengembangan dan penuyusutan berbahaya menjadi limbah yang berguna yang terjadi secara tidak merata dapat selain itu sebagai salah satu alternatif yang menyebabkan kerugian-kerugian pada bisa dipertimbangkan dalam upaya stabilisasi sebuah konstruksi seperti terjadinya tanah yang mempunyai sifat fisik dan teknis pengembangan dan retak pada permukaan yang buruk. jalan raya. Maka untuk menghindari adanya kerugian-kerugian tersebut, perlu adanya I. II. TINJAUAN PUSTAKA stabilisasi tanah. Stabilisasi tanah adalah Tanah Lempung Ekspansif usaha untuk memperbaiki sifat-sifat teknis Lempung ekspansif adalah tanah tanah seperti kapasitas dukung, yang mempunyai sifat kembang susut yang kompresibilitas, permeabilitas, kemudahan besar, sifat kembang susut ini sangat dikerjakan, potensi pengembangan dan dipengaruhi oleh kandungan air di dalam sensitifitas terhadap perubahan kadar air tanah tersebut. Jika kandungan airnya banyak sehingga dapat memenuhi syarat teknis maka tanah tersebut akan mengembang dan tertentu (Hardiyatmo, :). kekuatan daya dukungnya akan berkurang Penelitian ini merupakan demikian sebaliknya jika kadar airnya pengembangan dari penelitian sebelumnya berkurang atau kering maka tanah itu akan

4 menyusut dan mengakibatkan tanah pecahpecah di permukaannya dukungnya akan meningkat. Pemadatan Tanah Lempung sedangkan daya Pemadatan pada tanah adalah proses memperkecil ruangan pori dengan menggunakan beban dinamis yang dipengaruhi oleh mekanisme pergerakan dari partikel padatnya. Pada setiap standar pemadatan yang digunakan akan diperoleh nilai kadar air optimum (optimum moisture content) yang menghasilkan kepadatan maksimum (berat volume kering maksimum). Tujuan dari pemadatan tanah adalah:. Mempertinggi kuat geser tanah. Mengurangi sifat mudah mampat (kompresibilitas). Mengurangi permeabilitas. Mengurangi perubahan volume Kadar Air = sebagai akibat perubahan kadar air dan lain-lain Berat Air Berat Tanah Kering x % Berat Isi Basah Berat Isi Kering = Kadar Air ( + ) CBR (California Bearing Ratio) California Bearing Ratio adalah rasio dari tegangan perlawanan penetrasi (penetration resistance) dari tanah terhadap penetrasi sebuah piston yang ditekan secara kontinu dengan tegangan perlawanan penetrasi serupa pada contoh tanah standart berupa batu pecah di California. Rasio tersebut diambil pada penetrasi. dan. mm (. dan. in) dengan ketentuan angka tertinggi yang digunakan. CBR laboratorium diukur dalam kondisi, yaitu pada kondisi tidak terendam disebut CBR Unsoaked dan pada kondisi terendam atau disebut CBR Soaked, pada umumnya harga CBR Soaked lebih rendah dari CBR Unsoaked. Namum demikian kondisi Soaked adalah kondisi yang sering dialami di lapangan, sehingga di dalam perhitungan konstruksi bangunan, harga CBR Soaked yang dipergunakan sebagai dasar perhitungan karena dalam kenyataannya air selalu mempengaruhi konstruksi bangunan. Penetrasi dapat dihitung menggunakan persamaan yang dikeluarkan oleh California Highway Departement dan US Army Corps of Engineers, 99 dalam Rollings and Rollings, J.R (99). Penetrasi, (, mm) Harga Pressure pada Penetrasi," CBR, = x % Penetrasi, ( mm) Harga Pressure pada Penetrasi, CBR, = Swelling (Pengembangan) x % Swelling adalah pembesaran volume tanah ekspansif akibat bertambahnya kadar air. Potensi pembesaran volume ini tergantung pada komposisi mineral, peningkatan kadar air, indeks plastisitas, kadar lempung dan tekanan tanah penutup.

5 Tanah-tanah yang banyak mengandung lempung mengalami perubahan volume ketika kadar air berubah. Pengurangan kadar air yang diikuti oleh kenaikan tegangan efektif menyebabkan volume tanah menyusut dan sebaliknya penambahan kadar air menyebabkan pengembangan. Pengembangan (x,mm) Swell (%) = x % Ht Stabilisaasi Tanah stabilisasi Bowles (98) membagi jenis tanah menjadi salah satu atau kombinasi dari pekerjaan-pekerjaan berikut ini: Stabilisasi mekanis yaitu pemadatan dengan berbagai jenis peralatan mekanis seperti mesin gilas, bendabenda berat yang dijatuhkan, eksplosif, tekanan statis, tekstur, pembekuan, pemanasan, dan lainlain. Stabilisasi dengan bahan pencampur (aditif) misalnya kerikil untuk tanah kohesif, lempung untuk tanah berbutir kasar, dan pencampur kimiawi seperti semen portland, gamping, abu batubara, dan lain-lain. Penelitian Terdahulu Setyo-Budi, et al. () melakukan penelitian dengan melakukan variasi penambahan fly ash sebesar %, %, %, %, dan %, hasilnya sebagai berikut :. Apabila tanah tersebut dicampur fly ash dengan prosentase % dan di curing selama 8 hari maka dapat meningkatkan kekuatan tanah mencapai % dari tanah asli.. Apabilas tanah tersebut dicampur dengan % fly ash dan di curing selama 8 hari dapat menurunkan swell pressure sebesar % dari tanah asli dengan kadar air optimum sebesar %. Pada penelitian yang dilakukan oleh Jarwanti () menggunakan lima sample dengan campuran ACBFS (Air Cooled Blast Furnance Slag) sebanyak %, %, %, %, dan %, dapat disimpulkan sebagai berikut :. Penambahan ACBFS mampu merapatkan butiran-butiran tanah dan mengurangi pori-pori udara sehingga tanah mempunyai tingkat kepadatan yang lebih tinggi dibandingkan sebelumnya.. Penambahan ACBFS meningkatkan berat isi kering dan nilai sudut geser dalamnya tetapi menurunkan nilai kohesinya. Karena terjadi perubahan distribusi butiran halus menjadi tanah berbutir kasar sesuai banyaknya penambahan ACBFS.

6 Berat Jenis III. METODE PENELITIAN Pekerjaan Laboratorium Percobaan yang dilakukan dalam penelitian ini antara lain adalah analisis butiran, pemeriksaan sspecific gravity, kadar air, batas konsistensi, uji swelling, berat isi, proctor standart, dan CBR. Langkah-Langkah Penelitian : IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Specific Gravity Grafik Pengaruh Penambahan Slag Baja dan Fly Ash terhadap Berat Jenis,8,8,898,98 Kadar (%) Gambar. Pengaruh Penambahan Bahan terhadap Specific Gravity Pengaruh penambahan campuran pada tanah asli terhadap peningkatan specific gravitynya dapat dilihat pada Gambar dan didapatkan hasil bahwa nilai Specific Gravity mengalami peningkatan seiring dengan bertambahnya bahan campuran berupa fly ash dan slag baja karena pada volume yang sama, berat bahan campuran lebih besar daripada berat tanah asli. Pemeriksaan Batas-Batas Atterberg Tabel. Hasil Pemeriksaan Batas-Batas Atterberg KO MPO SISI TANAH LL PL SL PI Tanah Asli, 8, 8,8 Tanah Asli +,% Fly Ash +,% Slag Baja 9,, 8,, Tanah Asli +,% Fly Ash +,% Slag Baja,,8 9,9, Tanah Asli +,% Fly Ash +,% Slag Baja,,,98,9 Hasil pemeriksaan batas-batas atterberg pada Tabel tersebut penambahan bahan campuran berupa fly ash dan slag baja menurunkan nilai indeks plastisitas, menaikkan nilai batas plastis tanah diikuti dengan penurunan nilai batas cairnya.

7 OMC (%) Pengujian Pemadatan Standar. Kadar (% ) Gambar. Hubungan Penambahan Terhadap Berat Isi Kering dan OMC Kadar air optimum menurun sedangkan berat isi kering meningkat seiring dengan bertambahnya bahan campuran yang disebabkan karena bahan campuran mengisi ruang pori tanah dan karena sifatnya yang dapat mengeras apabila dicampur dengan air maka menjadikan tanah menjadi keras sehingga akan menurunkan nilai kadar air optimum dan menaikkan berat isi kering tanah. Pengujian CBR Laboratorium Pemeriksaan CBR (Unsoaked) 8 CBR UNSOAKED 8 8 Gambar. Perbandingan Nilai CBR Tak Terendam pada Tiap Variasi Bahan Stabilisasi Pada Gambar didapatkan nilai CBR yang berbanding lurus dengan berat isi kering pada masing-masing variasi, dimana ketika berat isi kering mengalami Berat Isi Kering (gr/cm) OMC Berat Isi Kering Tanah Asli + % Tanah Asli + % Tanah Asli + % peningkatan, maka nilai CBR juga menunjukkan peningkatan Gambar. Pengaruh Penambahan Limbah Fly Ash dan Slag Baja Nilai CBR Tak Terendam pada Kondisi OMC dari Tiap Komposisi Pada Gambar menunjukkan hasil CBR optimum didapatkan pada kondisi penambahan % bahan campuran. penambahan CBR UNSOAKED.8 CBR mengalami penurunan pada bahan campuran yang lebih besar yang kemungkinan disebabkan karena bahan campuran hanya berfungsi mengisi ruang pori partikel tanah dan sudah tidak berfungsi lagi mengikat partikel tanah sehingga tidak terjadi proses sementasi. Pemeriksaan CBR (Soaked) Gambar. Perbandingan Nilai CBR Terendam pada Tiap Variasi Bahan Stabilisasi Jika dilihat pada Gambar di atas, pola grafik yang dimiliki CBR Soaked berbeda dengan CBR Unsoaked Kadar Air (% ) CBR SOAKED Tanah Asli + % Tanah Asli + % Tanah Asli + %

8 SWELL (% ) SWELL (%).8 CBR SOAKED. Gambar. Pengaruh Penambahan Limbah Fly Ash dan Slag Baja Nilai CBR Terendam pada Kondisi OMC dari Tiap Komposisi Sama halnya dengan CBR Unsoaked, hasil CBR Optimum yang ditunjukkan pada Gambar didapatkan hasil optimum pada kondisi penambahan % bahan campuran. Pengujian Swelling (Pengembangan) Gambar. Perbandingan Nilai Swelling pada Tiap Variasi Bahan Stabilisasi Gambar 8. Pengaruh Penambahan Limbah Fly Ash dan Slag Baja Nilai Swelling pada Kondisi OMC dari Tiap Komposisi SWELLING SWELLING Tanah Asli + % Tanah Asli + % Tanah Asli + %..... Kadar (%) Pada Gambar 8 didapatkan hasil bahwa penambahan bahan campuran dapat menurunkan nilai swelling. Penurunan nilai swelling pada tanah dengan bahan campuran dibandingakan dengan tanah asli disebabkan karena terjadi proses pengikatan butiran tanah lempung oleh bahan campuran, sehingga sifat dari lempung yang mudah mengikat air menjadi berkurang dan nilai pengembangan juga menurun. Hasil swelling yang paling optimum didapatkan pada kadar campuran sebesar %. Hubungan Nilai CBR Unsoaked dengan Kepadatan CBR. Pemadatan... 8 Kadar Air (% ) Gambar 9. Hubungan Pemadatan dengan CBR Unsoaked untuk Komposisi Tanah Asli +,% Fly Ash +,% Slag Baja..... CBR.9 Pemadatan Gambar. Hubungan Pemadatan dengan CBR Unsoaked untuk Komposisi Tanah Asli +, % Fly Ash +,% Slag Baja..... CBR. Pemadatan Kadar Air (% ) Gambar. Hubungan Pemadatan dengan CBR Unsoaked untuk Komposisi Tanah Asli +,% Fly Ash +,% Slag Baja

9 Pada Gambar 9- adalah grafik hubungan pemadatan dengan CBR Unsoaked mempunyai kesimpulan yang sama yaitu pada kondisi berat isi kering maksimum didapatkan nilai CBR yang maksimum juga. Perbandingan CBR Unsoaked dan CBR dengan CBR tanah asli. Peningkatan nilai CBR paling optimum didapatkan pada kondisi penambahan bahan campuran sebesar %. Nilai swelling mengalami penurunan dan optimum terjadi pada penambahan % bahan campuran. II. Soaked 8 Gambar. Grafik Perbandingan Nilai CBR Unsoaked dan CBR Soaked CBR Soaked lebih kecil dibandingkan hasil dari CBR Unsoaked ditunjukkan pada Gambar. Hal ini karena akibat dari perendaman sehingga campuran tanah menjadi jenuh dan mengakibatkan penurunan kekuatan tanah. V. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dengan penambahan bahan campuran berupa fly ash dan slag didapatkan kesimpulan bahwa:..8 CBR UNSOAKED.8. Nilai OMC lebih kecil dibandingkan dengan OMC dari tanah asli. Semakin kecil nilai kadar air yang dibutuhkan untuk mencapai berat isi kering maksimum Kadar Air (% ) Nilai CBR Soaked dan Unsoaked mengalami kenaikan dibandingkan Nilia CBR Soaked memiliki nilai lebih kecil dibandingkan dengan CBR Unsoaked. DAFTAR PUSTAKA Das, B. M. 98. Mekanika Tanah ( Prinsipprinsip Rekayasa Geoteknis). Jilid. Jakarta: Erlangga. Hardiyatmo, H.C.999. Mekanika Tanah. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Umum. Bowles, J. E. 99. Sifat-sifat Fisis dan Geoteknis Tanah. Edisi Kedua. Jakarta: Erlangga. Sulistyowati, Tri.. Pengaruh Stabilisasi Tanah Lempung Ekspansif dengan Fly Ash terhadap Nilai Daya Dukung CBR. Jurnal. Setyo Budi, Gogot.. Pengaruh Fly Ash Terhadap Sifat Pengembangan Tanah Ekspansif. Jurnal Djarwanti N.. Pengaruh Penambahan ACBFS (Air-Cooled Blast Furnance) terhadap Parameter Kuat Geser Tanah Lempung. Jurnal. Solo: Universitas Sebelas Maret.