BAB 4 HASIL DAN ANALISIS

Transkripsi

1 BAB 4 HASIL DAN ANALISIS 4.1 Hasil Uji Klasifikasi Tanah Sampel tanah yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari Desa Jono, Kecamatan Tanon, Kabupaten Sragen. Pengujian klasifikasi tanah meliputi sebagai berikut : Pengujian Spesific Gravity (Gs) Hasil uji Spesific Gravity (Gs) diperoleh nilai Gs sebesar 2,627. Hasil uji laboratorium dapat dilihat pada lampiran A Percobaan Analisa Ukuran Butiran (Grain Size Analysis) Hasil uji gradasi butiran tanah dipresentasikan dalam kurva ditunjukkan pada Gambar 4.1. Gambar 4.1 Kurva distribusi ukuran butiran Didapat hasil pengujian analisa ukuran butiran diperoleh gradasi butiran sebesar : Gravel (> Ø 4,74 mm) = 0,00 % Sand (Ø 4,74 Ø0,075 mm) = 4,95 % Silt and Clay (< Ø 0,075 mm) = 95,05 % Hasil uji laboratorium dapat dilihat pada lampiran A Percobaan Batas Konsistensi Atterberg(Atterberg Limit) Dari hasil percobaan batas konsistensi Atterberg (Atterberg Limit) diperoleh hasil sebagai berikut : a. Batas cair / Liquit Limit (LL) = 92,71 % b. Batas plastis / Liquit Limit (PL) = 36,73 % c. Indeks Plastis / Plastic Index (PI) = 92,71 % - 36,73 % 1

2 2 = 55,98 % Hasil dari percobaan yang diperoleh selanjutnya diplot ke dalam grafik sebagaimana ditunjukkan Gambar 4.2. Gambar 4.2 Grafik plastisitas cassagrande Berdasarkan klasifikasi Unified Systemof Classification (USCS) (Hardiyatmo, 2006) sampel tanah yang berasal Desa Jono, Kecamatan Tanon, Kabupaten Sragen dikategorikan lempung anorganik dengan plastisitas tinggi (CH). Hasil uji laboratorium dapat dilihat pada lampiran A. 4.2 Hasil Pengujian Utama Konsolidasi Sampel tanah yang telah diberi elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading, selanjutnya dilakukan pengujian konsolidasi. Pengujian ini dilakukan untuk menentukan besarnya parameter-parameter konsolidasi yaitu indeks pemampatan (C c ), koefisien konsolidasi (C v ), besarnya penurunan (S c ) dan lamanya penurunan berlangsung (t). Sampel tanah pada model dibagi menjadi 3 bagian yaitu posisi anoda, tengah dan katoda baik tanpa preloading maupun dengan preloading Hubungan parameter C c dengan beda potensial Hasil pengujian konsolidasi setelah diberi elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading diperoleh rekapitulasi nilai parameter C c dan dapat dilihat pada Tabel 4.1. Tabel 4.1 Rekapitulasi parameter nilai C c metode elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading

3 3 Beda Potensial (V) Tanpa Preloading Indeks Pemampatan (C c ) Dengan Preloading Anoda Tengah Katoda Anoda Tengah Katoda 0 0,504 0,511 0,513 0,504 0,505 0,505 4,5 0,497 0,503 0,507 0,486 0,492 0, ,489 0,497 0,502 0,478 0,488 0, ,476 0,490 0,496 0,453 0,474 0,483 Tabel 4.1 digambarkan hubungan antara parameter C c dengan beda potensial (volt) pengamatan saat diberi elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading pada posisi anoda, tengah dan katoda ditunjukkan pada Gambar 4.3. Gambar 4.3 Hubungan antara parameter C c dengan beda potensial Pengamatan Gambar 4.3 diperoleh nilai C c pada saat diberi elektroosmosis tanpapreloading lebih besar dibanding nilai C c pada saat diberi elektroosmosis denganpreloading. Nilai C c diberi elektroosmosis tanpa preloading pada beda potensial 0 V posisi anoda sebesar 0,504, posisi tengah sebesar 0,511 dan posisi katoda sebesar 0,513. Beda potensial 4,5 V posisi anoda turun sebesar 0,497, posisi tengah sebesar 0,503 dan posisi katoda sebesar 0,507. Beda potensial 9 V posisi anoda turun sebesar 0,489, posisi tengah sebesar 0,497 dan posisi katoda sebesar 0,502. Beda potensial 12 V posisi anoda turun sebesar 0,476, posisi tengah sebesar 0,490 dan posisi katoda sebesar 0,496. Sedangkan nilai C c pada saat diberi elektroosmosis dengan preloading penerapan beda potensial 0 V pada posisi anoda sebesar 0,504, pada posisi tengah 0,505 dan posisi katoda sebesar 0,505. Beda potensial 4,5 V posisi anoda turun sebesar 0,486, posisi tengah sebesar 0,492 dan posisi katoda sebesar 0,499. Beda potensial 9 V posisi anoda turun sebesar 0,478, posisi tengah sebesar 0,488 dan posisi katoda sebesar 0,492. Beda potensial 12 V posisi anoda turun sebesar 0,457, posisi tengah sebesar 0,474 dan posisi katoda sebesar 0,487. Disimpulkan dari nilai diatas bahwa sampel tanah diberi elektroosmosis dengan preloading lebih kaku dan padat commit dibandingkan to user dengan sampel tanah diberi

4 4 elektroosmosis tanpa preloading. Preloading dengan gejala elektroosmosis membuktikan pengaruh yang signifikan, dimana terlihat pemampatan awal telah terjadi dibanding dengan menggunakan gejala elektroosmosis tanpa preloading. Besarnya penerapan beda potensial yang diberikan juga mempengaruhi besarnya pemampatan yang terjadi, dimana semakin besar beda potensial yang diberikan, maka semakin besar pula penambahan pemampatannya. Terutama pemampatan terjadi lebih besar pada posisi anoda dibanding pada posisi tengah dan katoda Hubungan parameter C v dengan beda potensial Hasil pengujian konsolidasi setelah diberi elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading diperoleh rekapitulasi nilai parameter C v dan dapat dilihat pada Tabel 4.2. Tabel 4.2 Rekapitulasi parameter nilai C v metode elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading Beda Koefisien Konsolidasi / C v (cm²/det) Potensial Tanpa Preloading Dengan Preloading (V) Anoda Tengah Katoda Anoda Tengah Katoda 0 0,046 0,042 0,042 0,059 0,042 0,049 4,5 0,057 0,043 0,047 0,065 0,052 0, ,059 0,047 0,048 0,069 0,056 0, ,091 0,049 0,058 0,071 0,053 0,051 Tabel 4.2 digambarkan hubungan antara parameter C v dengan beda potensial (volt) pengamatan saat diberi elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading pada posisi anoda, tengah dan katoda, ditunjukkan pada Gambar 4.4. Gambar 4.4 Hubungan antara parameter C v dengan beda potensial Berdasarkan Gambar 4.4 dapat dilihat bahwa nilai C v mengalami naik dan turun. Nilai C v ketika diberi elektroosmosis tanpa preloading penerapan beda potensial 0 V pada posisi anoda sebesar 0,046, pada posisi tengah sebesar 0,042 dan pada posisi katoda 0,042. Penerapan beda potensial 4,5 V pada posisi anoda terjadi

5 5 kenaikan sebesar 0,057, pada posisi tengah sebesar 0,043 dan pada posisi katoda sebesar 0,047. Penerapan beda potensial 9 V pada posisi anoda naik sebesar 0,059, pada posisi tengah sebesar 0,047 dan pada posisi katoda sebesar 0,048. Penerapan beda potensial 12 V pada posisi anoda naik sebesar 0,091, pada posisi tengah sebesar 0,049 dan pada posisi katoda sebesar 0,058. Sedangkan nilai C v diberi elektroosmosis dengan preloading penerapan beda potensial 0 V pada posisi anoda sebesar 0,059, pada posisi tengah sebesar 0,042 dan pada posisi katoda sebesar 0,049. Penerapan beda potensial 4,5 V pada posisi anoda juga mengalami kenaikan sebesar 0,065, pada posisi tengah sebesar 0,052 dan pada posisi katoda sebesar 0,053. Penerapan 9 V pada posisi anoda naik sebesar 0,069, pada posisi tengah sebesar 0,056 dan pada posisi katoda sebesar 0,058. Penerapan beda potensial 12 V pada posisi anoda naik sebesar 0,071, pada posisi tengah sebesar 0,053 dan pada posisi katoda sebesar 0,051. Besarnya koefisien konsolidasi (C v ) dapat dilihat semakin besar potensial diberikan maka nilai C v semakin besar. Nilai C v mempengaruhi proses terjadinya konsolidasi berlangsung lebih cepat Hubungan parameter S c dengan beda potensial Hasil pengujian konsolidasi setelah diberi elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading diperoleh rekapitulasi nilai parameter S c dan dapat dilihat pada Tabel 4.3. Tabel 4.3 Rekapitulasi parameter nilai S c metode elektroosmosis tanpa Preloading dan dengan preloading Beda Potensial (V) Tanpa Preloading Penurunan / S c (g/cm 2 ) Dengan Preloading Anoda Tengah Katoda Anoda Tengah Katoda 0 1,112 1,123 1,185 1,078 1,075 1,084 4,5 1,067 1,093 1,114 1,028 1,043 1, ,050 1,078 1,101 1,006 1,028 1, ,030 1,058 1,088 0,946 0,998 1,019

6 6 Tabel 4.3 digambarkan hubungan antara parameter S c dengan beda potensial (volt) pengamatan saat diberi elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading pada posisi anoda, tengah dan katoda, ditunjukkan pada Gambar 4.5. Gambar 4.5 Hubungan antara parameter S c dengan beda potensial Pengamatan Gambar 4.5 diperoleh nilai S c yang diberi elektroosmosis tanpa preloading pada beda potensial 0 V posisi anoda sebesar 1,112, posisi tengah sebesar 1,123 dan posisi katoda sebesar 1,185. Beda potensial 4,5 V posisi anoda sebesar 1,067, posisi tengah sebesar 1,093 dan posisi katoda sebesar 1,114. Beda potensial 9 V posisi anoda sebesar 1,050, posisi tengah sebesar 1,078 dan posisi katoda sebesar 1,101. Beda potensial 12 V posisi anoda sebesar 1,030, posisi tengah sebesar 1,058 dan posisi katoda sebesar 1,088. Sedangkan nilai S c pada saat diberi elektroosmosis dengan preloading penerapan beda potensial 0 V pada posisi anoda sebesar 1,078, pada posisi tengah 1,075 dan posisi katoda sebesar 1,084. Beda potensial 4,5 V posisi anoda sebesar 1,028, posisi tengah sebesar 1,043 dan posisi katoda sebesar 1,060. Beda potensial 9 V posisi anoda turun sebesar 1,006, posisi tengah sebesar 1,028 dan posisi katoda sebesar 1,037. Beda potensial 12 V posisi anoda turun sebesar 0,946, posisi tengah sebesar 0,998 dan posisi katoda sebesar 1,019. Nilai C c berbanding lurus dengan nilai S c. Penerapan beda potensial dan pemberian preloading mempengaruhi nilai S c semakin besar pemberian beda potensial semakin kecil nilai S c. Hal ini membuktikan pada saat diberi elektroosmosis semakin besar penerapan beda potensial yang diberikan maka semakin besar pula penurunan yang terjadi. Pada posisi anoda tanah lebih kaku dibanding pada posisi tengah dan katoda, sehingga pada saat uji konsolidasi menghasilkan nilai S c pada posisi anoda lebih kecil dibanding pada posisi tengah

7 7 dan katoda. Nilai C c yang digunakan untuk menghitung nilai S c menggunakan C c laboratorium Hubungan parameter t dengan beda potensial Hasil pengujian konsolidasi setelah diberi elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading diperoleh rekapitulasi nilai parameter t dan dapat dilihat pada Tabel 4.4. Tabel 4.4 Rekapitulasi parameter nilai t metode elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading Beda Potensial (V) Tanpa Preloading Lama Penurunan / t (hari) Dengan Preloading Anoda Tengah Katoda Anoda Tengah Katoda 0 2,137 2,154 2,363 1,684 2,133 1,977 4,5 1,730 2,266 2,079 1,522 1,901 1, ,698 2,096 2,180 1,425 1,762 1, ,161 2,000 1,684 1,389 1,838 1,935 Tabel 4.4 digambarkan hubungan antara parameter t dengan beda potensial (volt) pengamatan saat diberi elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading pada posisi anoda, tengah dan katoda, ditunjukkan pada Gambar 4.6. Gambar 4.6 Hubungan antara parameter t dengan beda potensial Pengamatan Gambar 4.6 diperoleh nilai t yang diberi elektroosmosis tanpa preloading pada beda potensial 0 V posisi anoda sebesar 2,137, posisi tengah sebesar 2,154 dan posisi katoda sebesar 2,363. Beda potensial 4,5 V posisi anoda mengalami penurunan sebesar 1,730, posisi tengah sebesar 2,266 dan posisi katoda sebesar 2,079. Beda potensial 9 V posisi anoda turun sebesar 1,698, posisi tengah sebesar 2,096 dan posisi katoda sebesar 2,180. Beda potensial 12 V posisi anoda turun sebesar 1,161, posisi tengah sebesar 2,000 dan posisi katoda sebesar 1,684. Sedangkan nilai t pada saat diberi elektroosmosis dengan preloading

8 8 penerapan beda potensial 0 V pada posisi anoda juga mengalami penurunan sebesar 1,684, pada posisi tengah 2,133dan posisi katoda sebesar 1,977. Beda potensial 4,5 V posisi anoda turun sebesar 1,522, posisi tengah sebesar 1,901 dan posisi katoda sebesar 1,868. Beda potensial 9 V posisi anoda turun sebesar 1,425 posisi tengah sebesar 1,762 dan posisi katoda sebesar 1,801. Beda potensial 12 V posisi anoda turun sebesar 1,389, posisi tengah sebesar 1,838 dan posisi katoda sebesar 1,935. Kecepatan penurunan terjadi ketika sampel diberi penerapan beda potensial (volt), semakin besar beda potensial yang diberikan maka semakin cepat waktu penurunan (t) yang terjadi. Waktu penurunan akan semakin cepat bertambah ketika penambahan preloading di atas sampel tanah. Kecepatan penurunan tanah ini terjadi karena berkurangnya volume tanah dipengaruhi oleh kecepatan air pori merembes melewati lapisan tanah lempung Volume Komulatif Air Keluar Hasil yang diperoleh dari pengamatan volume air yang keluar pada masingmasing beda potensial dapat dilihat pada Tabel 4.5. Tabel 4.5 Volume komulatif air keluar metode elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading Waktu Pengamatan (jam) Volume Komulatif Air Keluar (ml) Tanpa Preloading Dengan Preloading 0 V 4,5 V 9 V 12 V 0 V 4,5 V 9 V 12 V , Tabel 4.5 digambarkan hubungan antara volume air keluar dengan waktu pada saat diberi elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading, ditunjukkan pada Gambar 4.7.

9 9 Gambar 4.7 Hubungan antara volume komulatif air keluar dengan waktu Gambar 4.7 menunjukkan volume air yang paling banyak keluar ketika pada proses elektroosmosis pemberian penerapan beda potensial 12 V dengan preloading volume air yang keluar sebesar 343 ml pada waktu 72 jam. Sedangkan pada waktu yang sama volume air yang keluar pada pemberian beda potensial 4,5 V dengan preloading volume air yang keluar sebesar 75 ml. Berbeda dengan proses elektroosmosis penerapan beda potesial 12 V tanpa preloading volume air yang keluar selama 72 jam sebesar 180 ml, sedangkan pemberian penerapan beda potensial 4,5 V volume air yang keluar sebesar 50 ml. Secara umum dapat dilihat bahwa semakin besar beda potensial (volt) yang diberikan, maka semakin banyak volume air yang dikeluarkan. Jika tanah lempung bercampur dengan air, partikel - partikel tanah lempung yang memiliki muatan negatif apabila dialiri potensial listrik partikel tersebut akan bergerak dari anoda menuju katoda. Partikel bebas yang bergerak melalui air dalam sebuah sistem yang amat renggang akan menyebabkan pemadatan tanah disekitar anoda sehingga membuat kondisi tanah di sekitar anoda menjadi lebih padat dan akan menguraikan tanah yang berada di sekitar katoda. Ketika di elektroosmosis pada pemberian preloading volume air yang keluar lebih besar dibandingkan tanpa preloading. Pemberian preloading diatas sampel tanah menyebabkan tanah terdesak sehingga air yang berada di dalam rongga pori tanah keluar mencari pori tanah yang lebih besar sampai keluar model, preloading juga mempercepat air mengalir dari anoda menuju katoda serta memadatkan pori-pori tanah yang renggang di sekitar anoda Kadar Air Sebelum dan Setelah diberi Elektroosmosis Sampel tanah yang berada di dalam box kaca atau model elektroosmosis dibagi menjadi 3 bagian yaitu anoda, tengah dan katoda. Setiap bagian tersebut di uji kadar airnya baik diberi elektroosmosis tanpa preloading dan dengan preloading Kadar air sebelum dan setelah diberi elektroosmosis tanpa preloading

10 10 Data kadar air sebelum dan setelah diberi elektroosmosis tanpa preloading pada masing-masing beda potensial dapat dilihat pada Tabel 4.6. Tabel 4.6 Kadar air sebelum dan setelah diberi elektroosmosis tanpa preloading Beda Potensial (V) Sebelum di Elektroosmosis Kadar Air (%) Setelah di Elektroosmosis Anoda Tengah Katoda Anoda Tengah Katoda 0 98,782 98,991 99,614 98,296 98,104 98,438 4,5 99,613 99,110 99,248 86,261 93,426 94, ,763 98,133 97,841 84,626 89,416 93, ,275 98,589 99,405 75,850 85,921 86,351 Tabel 4.6 digambarkan hubungan antara kadar air dengan beda potensial sebelum dan setelah diberi elektroosmosis tanpa preloading, ditunjukkan pada Gambar 4.8. Gambar 4.8 Hubungan antara kadar air dengan beda potensial sebelum dan setelah diberi elektroosmosis tanpa preloading Gambar 4.8 menunjukkan kadar air sebelum diberi elektrosmosis dianggap hampir sama pada setiap penerapan beda potensial. Kadar air sebelum diberi elektroosmosis, contohnya pada beda potensial 12V posisi anoda sebesar 99,275%, tengah sebesar 98,991% dan katoda sebesar 99,614%. Kadar air setelah diberi elektroosmosis tanpa preloading dengan penerapan beda potensial 12V menunjukkan penurunan kadar air, pada posisi anoda kadar airnya sebesar 75,850%, tengah sebesar 85,921%, dan katoda sebesar 86,351%. Penerapan elektroosmosis beda potensisal (volt) juga mempengaruhi kadar air di dalam model. Semakin besar beda potensial yang diberikan semakin kecil kadar airnya. Kadar air pada anoda lebih kecil daripada sekitar katoda, disebabkan saat penerapan beda potensial air mengalir dari anoda menuju katoda melalui pori-pori tanah lempung sehingga air berkumpul di katoda dan sebagian keluar melalui lubang-lubang katoda, mengakibatkan tanah di sekitar area anoda mengeras dan memiliki kadar air yang lebih kecil commit daripada to user di sekitar area katoda.

11 Kadar air sebelum dan setelah diberi elektroosmosis dengan preloading Data kadar air sebelum dan setelah diberi elektroosmosis dengan preloading pada masing-masing beda potensial dapat dilihat pada Tabel 4.7. Tabel 4.7 Kadar air sebelum dan setelah diberi elektroosmosis dengan preloading Beda Kadar Air (%) Potensial Sebelum di Elektroosmosis Setelah di Elektroosmosis (V) Anoda Tengah Katoda Anoda Tengah Katoda 0 99,534 99,724 99,205 97,751 97,906 97,559 4,5 99,496 98,991 99,151 84,557 92,094 93, ,301 99,774 99,268 82,777 88,599 92, ,612 99,024 99,962 72,844 84,804 85,998 Tabel 4.7 digambarkan hubungan antara kadar air dengan beda potensial sebelum dan setelah diberi elektroosmosis dengan preloading, ditunjukkan pada Gambar 4.9. Gambar 4.9 Hubungan antara kadar air dengan beda potensial sebelum dan setelah diberi elektroosmosis dengan preloading Gambar 4.9 menunjukkan kadar air sebelum diberi elektrosmosis dianggap hampir sama pada setiap penerapan beda potensial. Kadar air sebelum diberi elektroosmosis, contohnya pada beda potensial 12 V posisi anoda sebesar 99,612%, tengah sebesar 99,024% dan katoda sebesar 99,962%. Kadar air setelah diberi elektroosmosis penerapan beda potensial 12 V pada posisi anoda sebesar 72,844%, tengah sebesar 84,804%, dan katoda sebesar 85,998%. Penerapan elektroosmosis beda potensisal juga mempengaruhi kadar air di dalam model. Semakin besar beda potensial yang diberikan semakin kecil kadar airnya. Kadar air pada anoda lebih kecil daripada sekitar katoda. Penerapan beda potensial mengakibatkan air mengalir dari anoda menuju katoda melalui pori-pori tanah lempung sehingga air berkumpul di katoda dan sebagian keluar melalui

12 12 lubang-lubang katoda, mengakibatkan tanah di sekitar area anoda mengeras dan memiliki kadar air yang lebih kecil daripada di sekitar area katoda. Kadar air di beri elektroosmosis dengan preloading memiliki kadar air yang lebih kecil dibanding dengan kadar air yang diberi elektroosmosis tanpa preloading karena dipengaruhi oleh pemberian beban diatas sampel tanah.