BAB I PENDAHULUAN I.1. Uraian Umum Setiap bangunan konstruksi sipil seperti gedung, jembatan, jalan raya, terowongan, dinding penahan tanah dan sebagainya dapat berdiri tegak diatas pondasi yang bebannya akan diteruskan ke lapisan tanah yang cukup kuat daya dukungnya. Tanah sendiri memiliki berbagai macam jenis lapisan tanah dan berbeda pula sifat fisis sehingga berpengaruh pada perkuatan tanah itu sendiri.dari berbagai macam lapisan tanah, sering kali yang menjadi permasalahan adalah jenis tanah lempung karena tanah lempung memiliki sifat kembang susut yang sangat tinggi. Tanah lempung diidentifikasikan dengan indeks plastisitas (PI) yang tinggi dan ukuran partikel yang halus apabila tanah mempunyai sifat-sifat seperti ini dan juga mempunyai struktur kristalisasi yang bersifat mengembang merupakan masalah yang nyata. Pengembangan pada tanah lempung dapat dikendalikan sebagian dengan cara stabilisasi dengan campuran seperti kapur dan abu batubara (Dunn, 1992). Tujuan dilakukan stabilisasi tanah yaitu untuk meningkatkan kapasitas dukung tanah. Keberhasilan usaha ini tergantung dari metode, bahan dan alat yang digunakan (Dunn, 1992). 1
Pada umumnya untuk pembangunan konstruksi jalan permasalahan pada tanah lempung adalah masalah yang nyata. Seperti yang diuraikan diatas bahwa lempung memiliki sifat kembang susut yang tinggi dan kuat geser yang rendah sehingga sering kali menghadapi masalah-masalah seperti: daya dukung tanah yang rendah, penurunan akibat konsolidasi yang besar waktu konsolidasi cukup lama Sehingga untuk mengevaluasi kondisi-kondisi seperti tersebut diatas dalam pembangunan proyek konstruksi jalan raya maka diperlukan usaha untuk meningkatkan kapasitas daya dukung ditinjau dari nilai CBR dengan cara melakukan analisa stabilitas terhadap tanah lempung. Disini penulis akan melakukan analisa eksperimen stabilitas terhadap tanah lempung dengan mencampurkan semen dan bottom ash(ba). Pemakaian semen sebagai bahan stabilisasi dimaksudkan untuk menghasilkan pemadatan maksimum dan terlebih semen menghasilkan penurunan indeks plastisitas. Pada stabilisasi tanah dengan semen, semen tidak hanya mengisi pori-pori tanah, tetapi semen juga menempel pada bidang-bidang kontak antara butir-butir tanah dan berfungsi sebagai bahan pengikat yang kuat.proses interaksi antara tanah dengan semen adalah sebagai berikut: - Absorpsi air dan reaksi pertukaran ion Menurut Herzog dan Mitchell (1963),bahwa partikel semen yang kering tersusun secara heterogen dan berisi kristal-kristal 3CaO.SiO2, 4CaO.SiO 4, 3CaO.Al 2O3 2
dan bahan-bahan yang padat berupa 4CaO.Al 2O3Fe2O3. Bila semen ditambahkan pada tanah, ion kalsium Ca +++ dilepaskan melalui hidrolisa dan pertukaran ion berlanjut pada permukaan partikel-partikel lempung.dengan reaksi ini partikel-partikel lempung menggumpal sehingga mengakibatkan konsistensinya tanah menjadi lebih baik. - Reaksi pembentukan kalsium silikat Dari reaksi-reaksi kimia yang berlangsung diatas, maka reaksi utama yang berkaitan dengan kekuatan adalah hidrasi dari A-lite (3CaO.SiO2) dan B-lite (2CaO.SiO2) terdiri dari kalsium silikat dan melalui hidrasi tadi hidrat-hidrat seperti kalsium silikat dan aluminat terbentuk.senyawa-senyawa ini berperan dalam pembentukan atau pengerasan. - Reaksi pozzolan Kalsium hidroksida yang dihasilkan pada waktu hidrasi akan membentuk reaksi dengan tanah (reaksi pozzolan) yang bersifat memperkuat ikatan antara partikel, karena ia berfungsi sebagai binder (pengikat). Maka air sebagai pengikat akan ditambahkan sebesar 2%, 4%, 6%, 8%, dan 10%. Sedangkan abu batubara merupakan suatu pozolan buatan yang akan bereaksi secara kimiawi dengan kalsium silikat dan kalsium aluminat hidrat yang bersifat hidrolis. (Mutohar, 2002).Secara kimia abu batubara merupakan mineral alumino silikat yang banyak mengandung unsur-unsur Ca, K, dan Na disamping juga mengandung sejumlah kecil unsur C dan N. Bahan nutrisi lain dalam abu batubara yang diperlukan dalam tanah diantaranya ialah B, P dan unsur-unsur kelumit seperti Cu, Zn, Mn, Mo dan Se. Abu batubara sendiri dapat bersifat 3
sangat asam (ph 3-4) tetapi pada umumnya bersifat basa (ph 10-12), selain itu abu batubara tersusun dari partikel berukuran silt yang mempunyai karakteristik kapasitas pengikat air dari sedang sampai tinggi. Penulis menggunakan abu batubara yang merupakan bottom ash.bottom ash (BA) merupakan limbah dari hasil pembakaran batubara yang tertinggal didasar.limbah bottom ash ini sering kali menjadi limbah buangan yang tidak terpakai dan menjadi limbah pada lingkungan.maka dari itu diharapkan dari penelitian ini dapat mengurangi limbah bottom ash sebagai pengalihan fungsi yang bermanfaat. Dilatar belakangi oleh masalah tersebut diatas, penulis akan menganalisa stabilitas tanah lempung dengan menggunakan semen dan bottom ash. I.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : Adapun tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah: 1. Mengetahui sifat fisik (index properties) dari tanah asli. 2. Untuk mengetahui pengaruh penambahan campuran semen dan bottom ashpada tanah lempung (clay) terhadap nilai CBRdengan lamanya waktu pemeraman, yaitu pada umur 14 hari. 3. Mengetahuikadarbottom ash optimum untuk mendapakan nilai CBR maksimum. 4. Mengetahui berapa besar pengaruh penambahan semen dan bottom ash terhadap nilai CBR. 4
5. Membandingkan hasil nilai CBR pada penggunaan kadar semen 1% PC dan 2% PC dengan beberapa variasi kadar bottom ash. Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebai berikut : 1. Penulis dan pembaca dapat mengetahui pengaruh penambahan semen dan bottom ash terhadap nilai CBR pada tanah lempung. 2. Diharapkan dengan adanya penelitian ini limbah abu batu bara berupa bottom ash dapat dimanfaatkan sebagai bahan stabilisasi tanah. 3. Diharapkan penelitian ini dapat menjadi masukan untuk pembaca tentang stabilitas pada lapisan tanah lempung dengan menggunakan semen dan bottom ash. 4. Sebagai referensi jika dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai timbunan dengan tanah yang sama I.3. Batasan Masalah a. Tanah yang diteliti dalah jenis tanah lempung yang diambil di Desa Sihaporas, Sibuluan Sumatera Utara. b. Sampel bottom ash yang diambil di PT. Asahi Sibolga. c. Diambil sebanyak 20 (dua puluh) sampel tanah, dimana 1 (satu) digunakan untuk sampel tanpa campuran atau tanah asli, 19 (sembilan belas) digunakan untuk sampel dengan campuran semen bottom ash. 5
d. Bahan pencampur yang digunakan dalam penelitian ini adalah bahan kimiawi yaitu semen Portland tipe I dan bottom ash dengan 19 (sembilan belas) variasi kadar yang berbeda, yaitu : 1%PC, 1% (PC) + 6% (BA), 1% (PC) + 8% (BA),1%(PC) + 10% (BA), 1% (PC) + 12% (BA) 2% (PC), 2% (PC) + 2% (BA), 2% (PC) + 3% (BA), 2% (PC) + 4% (BA), 2%(PC) + 5%(BA), 2% (PC) + 6% (BA), 2% (PC) + 7% (BA),2%(PC) + 8%(BA), 2% (PC) + 9% (BA), 2% (PC) + 10% (BA),2%(PC) + 11%(BA) 2% (PC) + 12% (BA), 2% (PC) + 13% (BA), 2%(PC) + 14%(BA) e. Waktu pemeraman (curing time) yang diperlukan agar campuran merata dilakukan 14 hari agar lebih memenuhi standard kekuatan semen yaitu berkisar antara 7 sampai 28 hari. f. Penelitian sebatas pengaruh tanah lempung yang di stabilisasi dengan semen dan bottom ash terhadap nilai CBR 6