BAB III PRAKTIKUM GRADASI BUTIRAN
3.1 PENDAHULUAN 3.1.1 Latar Belakang Praktikum Analisa Ayakan adalah percobaan atau penelitian analisa ayakan yang digunakan untuk menganalisa hasil ayakan tanah (pasir/lempung/koloid) yang butiran diameternya lebih besar dari 0.075 mm untuk standart ASTM, AASHTO, dan USCS.Sedangkan untuk standart MIT dipergunakan untuk mendapatkan hasil ayakan yang butiran diameternya lebih dari 0,06 mm. Praktikum Hidrometer adalah Percobaan untuk menentukan gradasi butiran dari tanah berbutir halus dengan prinsip kecepatan pengendapan didasarkan pada Hukum Stoke. 3.1.2 Tujuan
Tujuan pemebelajaran dari praktikum Analisa Gradasi Butiran dibagi men jadi dua kategori, yaitu sebagai berikut : 3.1.2.1 Tujuan Pembelajaran Umum Tujuan Pembelajaran Umum dari laporan praktikum Analisa Gradasi Butiran ini adalah sebagai berikut : a. Test Analisa ayakan Percobaan ini bertujuan untuk mendapatkan distribusi butiran dari suatu sampel tanah. b. Test Analisa Hidrometer Percobaan ini bertujuan untuk mendapatkan distribusi butiran dari suatu sampel tanah yang lolos saringan no. 200. 3.1.2.2 Tujuan Pembelajaran Khusus Tujuan Pembelajaran Khusus dari laporan praktikum Analisa Gradasi Butiran ini adalah sebagai berikut : c. Test Analisa Ayakan - Dapat melakukan tes laboratorium untuk mendapatkan distribusi butiran tanah dengan menggunakan ayakan. - Dapat melakukan perhitungan tes analisa ayakan. - Dapat menggambar grafik distribusi butiran dari hasil tes ayakan. - Dapat menghitung Cu (Coefficient of Uniformaty) dan Uniformaty) dan Cc (Coefficient of Curvature). - Dapat menjelaskan arti well grade, poorly graded dan gap graded.
d. Test Analisa Hidrometer - Dapat melakukan tes laboratorium untuk mendapatkan distribusi butiran tanah dengan menggunakan analisa hydrometer. - Dapat melakukan perhitungan tes analisa hydrometer. - Dapat menggambar grafik distribusi butiran dari hasil hydrometer. 3.2 TINJAUAN PUSTAKA 3.2.1 Dasar Teori
Percobaan analisa ayakan dipakai untuk diameter butiran tanah lebih besar dari 0.075 mm untuk standart ASTM, AASTHO, dan USCS sedangkan untuk standart MIT dipakai untuk diameter butiran lebih besar dari 0.06 mm. Dapat kita lihat perbandingannya dari keempat standart tersebut seperti dibawah ini. Ada dua macam cara yang umum dipakai untuk menentukan pembagian butir dari suatu tanah di laboratorium, yaitu : 1. Dengan Analisa Ayakan 2. Dengan Hydrometer Test Analisa ayakan biasanya dipakai untuk yang butir-butiranya mempunyai diameter lebih besar dari 0.075 mm untuk standart ASTM, AASTHO, dan USCS sedangkan untuk standart MIT dipakai untuk diameter butiran lebih besar dari 0.06 mm. Standart ukuran butiran dan distribusi ukuran butiran tanah dapat diklasifikasikan melalui beberapa percobaan. Dan percobaan analisa ayakan ini adalah merupakan klasifikasi tanah berdasarkan gradasi bu tiran. Dari ukuran butiran ini dapat ditentukan tingkat keseragaman dan tingkat kemampatan tanah tersebut yaitu disebut Cu dan Cc (Cu = koefisien keseragaman, dan Cc = koefisien concavity). Cu dan Cc digunakan untuk menentukan bahwa gradasi butiran itu baik atau buruk. Hasil dari analisa ayakan umumnya digambarkan dalam kertas semilogaritmik yang dikenal sebagai kurva distribusi ukuran-butiran (particlesize distribution curve). Diameter partikel (butiran) digambarkan dalam skala logaritmik, dan persentase dari butiran yang lolos ayakan digambarkan dalam skala hitung biasa. Kurva distribusi ukuran butiran dapat digunakan untuk membandingkan beberapa jenis jenis tanah tanah yang berbeda-beda. Selain itu ada tiga tiga parameter yang dapat ditentukan dari kurva tersebut, dan parameter-parameter tersebut dapat
digunakan untuk mengklasifikasikan tanah berbutir kasar. Parameter-parameter tersebut adalah: a. Ukuran efektif (effective size) Ukuran efektif atau D10 adalah diameter dalam kurva distribusi ukuran butiran yang bersesuaian dengan 10% yang lebih halus (lolos ayakan). b. Koefisien keseragaman (uniformity coefficient) Tanah bergradasi baik akan mempunyai koefisien keseragaman lebih besar dari 4 untuk kerikil dan lebih besar dari 6 untuk pasir. Dan koefisien gradasi antara 1 sampai 3 (untuk kerikil dan pasir). STANDART UKURAN BUTIRAN DAN DISTRIBUSI UKURAN BUTIRAN TANAH. Klasifikasi rekayasa tanah menurut : Tabel 3.1 Tabel Standart Ukuran Butiran dan Distribusi ukuran Butiran Tanah
3.1.1.2 Analisa Hydrometer Test
Analisa hydrometer digunakan untuk tanah yang diameter butiranya lebih kecil dari 0,075 mm. Pada analisa ini, contoh tanah yang akan dites dilarutkan di dalam air, butir-butir tanah akan turun mengendap dengan bebas ke dasar gelas ukur. Kecepatan mengendap dari butir-butir tanah berbeda-beda tergantung pada ukuran butir-butir tanah tersebut. Butir tanah yang lebih besar akan mengendap dengan kecepatan lebih cepat. Pada metode ini, butir-butir tanah dianggap berbentuk spheres (bulat), dan teori yang digunakan untuk mentukan kecepatan turun (mengendap) dari butir butir tanah dalam air adalah didasarkan pada hokum Stoke. Kecepatan butir-butir tanah dapat dihitung sesuai dengan hukum stokes yaitu : Dengan menganggap γw =1 gr/cm3,
30 µ = GS1 D=
(mm)
Nilai K merupakan fungsi dari Gs dan µ yang tergantung pada temperatur benda uji . Butiran yang lebih besar akan mengendap lebih cepat dan sebaliknya butiran lebih halus akan mengendap lebih lama di dalam suspensinya. Hukum strokes tidak cocok untuk butiran yang lebih kecil dari 0,0002 mm. Cara hidrometer juga bisa digunakan, yaitu dengan memperhitungkan berat jenis suspensi yang tergantung dari berat butiran tanah dalam suspensi pada waktu tertentu.
3.3 METODE PELAKSANAAN 3.3.1 Peralatan 3.3.1.1 Test Analisa Ayakan
a. b. c. d. e. f. g.
Timbangan dan neraca 1 set ayakan, dengan urutan 4”, 10”, 20”, 40”, 60”, 80”, 100”, 200”, pan Cawan Mesin pengguncang ayakan (ayakan mekanis) Kuas Sendok Tanah sampel
3.3.1.2 Tes Hidrometer
a. b. c. d. e. f. g. h. i.
Aerometer Tabung gelas ukur 1000 ml Pengaduk dan mangkok disperse Timbangan Stopwacth Tanah sampel (yang lolos ayakan 200” atau yang ada di pan) Air Calgon Termometer
3.3.2 Langkah Kerja 3.3.2.1 Test Analisa Ayakan
1. Sediakan alat-alat yang akan digunakan, 2. Timbanglah cawan yang akan digunakan sebagai tempat untuk mengambil tanah kering, 3. Ambil tanah kering sebanyak 1000 gr, 4. Timbanglah cawan + tanah kering, 5. Masukkan tanah yang telah ditimbang ke dalam ayakan susun, 6. Guncang-guncangkan ayakan selama + 10 menit dengan mesin pen gguncang ayakan (ayakan mekanis), 7. Menimbang tanah yang tertinggal pada masing-masing ayakan.
3.3.2.2 Test Hidrometer
1.
Ambilah tanah yang lolos ayakan nomor 200 dan timbang berat tanah tersebut, 2. Timbanglah calgon sebanyak 40 gr, 3. Haluskan calgon dengan alat penghalus, 4. Ambilah air dengan gelas ukur sebanyak 1000 ml = 1 liter, 5. Campurkan 40 gr calgon ke dalam tabung ukur 1000 ml air sampai larut, 6. Pindahkan larutan calgon ke dalam tabung ukur 1000 ml (tabung A), 7. Ambil larutan calgon sebanyak 125 ml masukkan ke dalam gelas ukur, kemudian tambahkan 50 gr tanah yang lolos ayakan nomor 200, setelah itu dicampur sampai homogeny dengan menggunakan mixer. 8. Setelah larutan tersebut homogen masukkan ke dalam tabung ukur 1000 ml (tabung B), kemudian tambahkan air suling hingga batas 1000 ml, 9. Lalu tutup dengan plastic dan tali dengan karet, 10. Kocok tabung B untuk menghindari pengendapan tanah, 11. Lakukan langkah no. 9 dan no. 10 pada tabung A, 12. Buka penutup (plastik) pada tabung A dan tabung B, kemudian ukur suhunya dengan thermometer. 13. Setelah itu masukkan aerometer ke dalam tabung A dan tabung B, tunggu hingga aerometer stabil dan stopwatch dimulai, setelah itu lakukan pembacaan aerometer sesuai dengan waktu yang telah ditentukan (waktu secara komulatif), dan masukkan ke dalam tabel : 14. Pindahkan aerometer pada tabung A saat menit ke 3, 30, 480, 2880 dan diamkan selama 30 detik setelah itu pindahkan kembali pada tabung B.
3.4 ANALISIS DATA 3.4.1 Hasil Percobaan Analisa Ayakan
Berat Tempat
= 169,29 gram
Berat tempat + pasir = 1169,29 gram Tabel 3.2 Hasil Percobaan Analisa Ayakan No
Diameter Saringan
Berat tempat+Pasir tertahan
Berat pasir yang tertahan
Prosentase tertahan
Prosentase lolos
(mm)
(gram)
(gram)
(%)
(%)
25,4
207,9
98,5
9,87
90,13
19
142,7
33,3
13,20
86,8
9,5
214,6
105,2
23,73
76,27
4
4,75
163,2
53,8
29,13
c
10
2
220,9
111,5
40,29
59,71
20
0,84
218,3
108,9
51,20
48,80
40
0,425
219,7
110,3
62,25
37,75
100
0,15
345,3
235,9
85,88
14,12
200
0,075
191,8
82,4
94,13
5,87
pan
Hidrometer
168
58,6
100
0
Jumlah
998,4
1
3⁄4 3⁄8
Berat tanah yang hilang =
− 100 %= –, 100 % = 0,16 %
Contoh Perhitungan : Ayakan No. 1 :
Prosen tertahan = Berat pasir tertahan × 100 % Jumlah =
98,5
× 100 %
998,4 = 9,87 % Prosen lolos
Ayakan No.
= 100 % - 9,87% = 90,13 %
⁄
:
Prosen tertahan = (Berat pasir tertahan × 100 % ) + Prosen tertahan Ayakan No.1 Jumlah =(
33,3
× 100 %) + 9,87 %
998,4 = 13,20% Prosen lolos
= 100 % - 13,20% = 86,8%
Ayakan No.
⁄
:
Prosen tertahan = (Berat pasir tertahan × 100 %) + Prosen tertahan Ayakan No. Jumlah = (
105,2 × 100 %) + 13,20% 998,4
3⁄4
= 23,73% Prosen lolos
= 100 % - 23,73% = 76,27%
Ayakan No. 4 :
Prosen tertahan =(Berat pasir tertahan × 100 %)+ Prosen tertahan Ayakan No.
3⁄8
Jumlah = (
53,8
× 100 %)+ 23,73%
998,4 = 29,13% Prosen lolos
= 100 % - 29,13% = 70,87%
Ayakan No. 10 :
Prosen tertahan = (Berat pasir tertahan × 100 % ) + Prosen tertahan Ayakan No. 4 Jumlah = (
111,5 × 100 %) + 29,13% 998,4
= 40,29% Prosen lolos
= 100 % - 40,29% = 59,71%
Ayakan No. 20 :
Prosen tertahan = (Berat pasir tertahan × 100 %) + Prosen tertahan Ayakan No. 10
Jumlah =(
108,9 × 100 %) + 40,29% 998,4
= 51,20% Prosen lolos
= 100 % - 51,20% = 48,80%
Ayakan No. 40 :
Prosen tertahan =( Berat pasir tertahan × 100 %) + Prosen tertahan Ayakan No. 20 Jumlah =(
110,3 × 100 %) + 51,20% 998,4
= 62,25% Prosen lolos
= 100 % - 62,25% = 37,75%
Ayakan No. 100 :
Prosen tertahan =( Berat pasir tertahan × 100 %) + Prosen tertahan Ayakan No. 40 Jumlah =(
235,9 × 100 %) + 62,25% 998,4
= 85,88% Prosen lolos
= 100 % - 85,88% = 14,12%
Ayakan No. 200 :
Prosen tertahan =( Berat pasir tertahan × 100 %) + Prosen tertahan Ayakan No. 100 Jumlah =(
82,4
× 100 %) + 85,88%
998,4 = 94,13% Prosen lolos
= 100 % - 94,13% = 5,87%
Pan :
Prosen tertahan = (Berat pasir tertahan × 100 %) + Prosen tertahan Ayakan No. 100 Jumlah =(
58,6
× 100 %) + 94,13%
998,4 = 100% Prosen lolos
= 100 % - 100% = 0%
Mencari GS
Tabel 3.3 Hasil percobaan specific gravity No. Piknometer
P1
Berat piknometer
84,73 gr
Berat piknometer + Tanah kering
109,137 gr
Berat piknometer + air + Tanah kering
183,51 gr
Berat piknometer + air
159,103 gr
Gs
2,505
(84,753)184,73)1,00349) 137)–(183, = (159,10384,73)1,(109,00324– =2,505
3.4.2 Hasil Percobaan Hidrometer
Tabel 3.4 Hasil Percobaan Hidrometer Waktu (menit)
Pemb. Hidrometer
Temperatur (Celcius)
Tanah
Z
0.25
26
3
30
0.50
23
3
30
1
21
3
30
2
17
3
30
3
15
3
30
4
11
3
30
8
11
3
30
16
9
3
30
30
7
3
30
60
5
3
30
120
4
3
30
180
4
3
30
1440
3
3
30
3
30
2880
Tabel 3.5 Hasil Praktikum Hidrometer Test Ct = 3,80
Gs =2,505
α=1,035
Z0=3
Ws =58,6
Waktu (menit)
Temp.
Ra
Rc
Lolos (%)
Ra + 1
L
L/t
K
D (mm)
0,25
30
26
26,8
48,24
27
11,8
47,2
0,013
0,089
0,5
30
23
23,8
42,84
24
12,3
24,6
0,013
0,065
1
30
21
21,8
39,24
22
12,7
12,7
0,013
0,046
2
30
17
17,8
32,04
18
13,3
6,65
0,013
0,033
3
30
15
15,8
28,44
16
13,7
4,57
0,013
0,028
4
30
11
11,8
21,24
12
14,3
3,575
0,013
0,025
8
30
11
11,8
21,24
12
14,3
1,787
0,013
0,017
16
30
9
9,8
17,64
10
14,7
0,919
0,013
0,012
30
30
7
7,8
14,04
8
14,9
0,497
0,013
0,009
60
30
5
5,8
10,44
6
15,3
0,255
0,013
0,006
120
30
4
4,8
8,64
5
15,4
0,128
0,013
0,005
180
30
4
4,8
8,64
5
15,4
0,086
0,013
0,004
1440
30
3
3,8
6,84
4
15,6
0,011
0,013
0,001
2880
Contoh Perhitungan :
Data pada menit 0,25 Ra = 26 Rc= Ra +(Ct – Z0) = 26 + (3,8 – 3) = 26,8 Ct = Koreksi temperatur (lihat pada tabel) (Ws = berat tanah kering = 58,6 gr) % lolos
= Rc .α × 100 % Ws = 26,8 x 1,035 x 100 % 58,6 = 48,24
α= faktor Gs = =
( ) , 6 (−), , (, 6 ) (,−),
= 1,035 K dibaca di grafik Gs dan temperature L dibaca di grafik Hydrometer Reading (R) L
= panjang efektif
D
= diameter butiran tanah =
(mm)
=
0,013 √ 47,2
= 0,089 mm t
= waktu pada bacaaan
Koreksi Temperatur
Temperatur ( oC)
Ct
15
-1.10
16
-1.90
17
-0.70
18
-0.50
19
-0.30
20
0.00
21
0.20
22
0.40
23
0.70
24
1.00
25
1.30
26
1.65
27
2.00
28
2.50
29
3.65
30
3.80
T = 30o C dan didapat harga Ct = 3,80
Grafik Besar L
Grafik Besar K
Grafik Besar a
Grafik Analisa Ayakan GRAIN SIZE DISTRIBUTION 100.00 90.00 80.00 70.00 % S O L O L N E S R E P
60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 10
1 DIAMETER SARINGAN (MM)
Menghitung Koefisien Keseragaman
Didapatkan D10 = 0,13 ;
= 6 = 0,2,103 =15,384 = ²6
D30 = 0,24 ; D60 = 2,0
0.1
0.01
= 0,10,324². 2,0 =0,222 Jadi Cu = 15,384 temasuk bergradasi baik (syarat: Cu > 6 untuk pasir dan Cu > 4 utuk kerikil) Grafik Hidrometer Test
Grafik Hidrometer Test 60 50 % s o l o L n e s o r P
40 30 20 10 0 0.1
0.01
Diameter saringan
0.001
3.5 KESIMPULAN
Berdasarkan grafik analisa ayakan, kita dapat menentukan presentase jenis tanah, berapa presentase kerikil, pasir, lempung dan lanaunya. Dari tes analisa ayakan dan setelah d i plotkan pada grafik analisa ayakan, maka di dapat: Kerikil (Gravel)
: 53,54 %
Pasir (Sand)
: 43,49 %
Halus (Fines)
: 2,97 %
Berdasarkan grafik analisa ayakan kita juga bisa menentukan nilai Cu dan Cc yang nantinya akan di gunakan untuk menentukan gradasi butiran tanah tersebut termasuk baik atau buruk, maka di dapatkan nilai Cu = 29,925 dan Cc = 0,5, maka tanah tersebut termasuk tanah bergradasi buruk karena Cu > 4 (kerikil), Cu > 6 (pasir), dan 1 < Cc < 3 (untuk pasir dan kerikil) Berdasarkan Klasifikasi menurut USCS, tanah tersebut termasuk dalam klasifikasi SP yang artinya pasir buruk, pasir kerikil, sedikit atau tidak mengandung butiran halus. Sedangkan menurut AASHTO tanah tersebut termasuk dalam kelompok A – 1 – a yang kemungkinan termasuk klasifikasi tanah SP yang artinya pasir buruk, pasir kerikil, sedikit atau tidak mengandung butiran halus.
