LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH ATTERBERG LIMIT
KELOMPOK 8 Samuel Budi
1206217950
Alvina Mayora
1206237580
Danang Setiya
1206251023
Waktu Praktikum : 16 Maret 2011 Asisten Praktikum : Rachma Yuliana Tanggal Disetujui : 27 Maret 2014 Nilai
:
Paraf Asisten
:
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA DEPOK 2014
UI D L I M I T I. L I Q UI
A. Tujuan
Mencari kadar air pada liquid limit (batas (batas cair) dari sampel tanah.
B. Alat dan Bahan
Alat Cassagrande
Standard Grooving Standard Grooving Tool
Can
Spatula
Mangkuk porselin
Air suling
Oven
Timbangan dengan ketelitian 0.01 gram
Botol penyemprot
C. Teori Dasar
Liquid limit didefinisikan sebagai kadar air dimana contoh tanah yang telah dimasukkan pada alat cassagrande, cassagrande, dibuat celah di tengahnya dengan standard grooving standard grooving tool lalu lalu alat cassagrande diputar cassagrande diputar dengan kecepatan 2 ketukan per detik dan tinggi jatuh 10 mm, sehingga pada ketukan ke-25 contoh tanah yang digores dengan Grooving tool merapat sepanjang 0.5 inch. Batas cair antara cair dan plastis dapat ditentukan dengan percobaan menggunakan alat liquid limit . Alat ini dikembangkan oleh cassagrande cassagrande dan besarnya batas cair ditentukan pada ketukan ke-25 . Dalam batas cair kita mempelajari kadar air dalam keadaan tertentu. Selain itu untuk percobaan selanjutnya tanah diuji dalam tiga keadaan, yaitu batas cair, batas plastis, dan batas susut dari tanah, atau secara skematis diwakili pada sebuah diagram yaitu:
Sumber : Modul Percobaan Atterberg limits UNIKOM
2
Modul I | Atterberg Limits
Gambar 1. Diagram Atterberg Limits
Semakin ke kanan diagram di atas, kadar airnya semakin sedikit. Batas cair ini ditentukan dengan percobaan memakai alat liquid limit . Alat ini dikembangkan oleh cassagrande dan besarnya batas cair ditentukan pada ketukan ke-25.
Dimana : W = kadar air w1 = berat tanah basah + can w2 = berat tanah kering + can w3= berat can
D. Cara Kerja
Persiapan Percobaan 1. Menyiapkan tanah lolos saringan no. 40 ASTM , kering udara 2. Memastikan kebersihan alat 3. Mengkalibrasi timbangan yang akan digunakan 4. Mempersiapkan botol penyemprot dan air suling 5. Mempersiapkan dan mengeringkan can yang diperlukan
Jalannya Percobaan 1. Memasukkan contoh tanah kedalam mangkuk porselin dan kemudian mencampurnya dengan air suling dan diaduk dengan spatula hingga homogen. 2. Memasukkan contoh tanah kedalam mangkuk cassagrande selapis demi selapis dan diusahakan agar tidak ada udara diantara setiap lapisan dengan spatula - tebal tanah yang dimasukkan kurang lebih hingga setebal 0.5 inch pada bagian tengahnya. 3. Membuat celah di tengah-tengah tanah dalam mangkuk
cassagrande dengan
menggunakan grooving tool dalam arah tegak lurus mangkuk dilakukan dengan hatihati agar tidak terjadi retak pada bagian bawahnya.
3
Modul I | Atterberg Limits
Gambar 2. Membuat celah dengan grooving tool
4. Menjalankan alat cassagrande dengan kecepatan konstan 2 putaran perdetik dan tinggi jatuh 1 cm, dilakukan hingga tanah tepat merapat 0.5 inch - pada saat itu alat cassagrande dihentikan dan jumlah ketukan dicatat.
Gambar 3. Tanah merapat sepanjang ½ inch
5. Menimbang can terlebih dahulu, lalu mengambil sebagian tanah dalam mangkuk cassagrande dan memasukkanya kedalam can dan ditimbang berat can dan tanah, terakhir can dan tanah dimasukan ke dalam oven. 6. Mengulangi seluruh langkah diatas untuk lima sampel dengan nilai ketukan antara 10 hingga 50 ketukan, hal ini dibantu dengan cara menambahkan air suling atau menambahkan tanah. 7. Setelah kurang lebih 18 jam dalam oven, contoh tanah dikeluarkan dan ditimbang kembali. 8. Menghitung kadar airnya. E. Pengolahan Data
Data Hasil Praktikum (terlampir)
Perhitungan
4
Modul I | Atterberg Limits
Tabel 1. Data perhitungan hasil praktikum
I
II
III
IV
V
VI
8
18
32
42
52
59
Berat tanah basah + can
52.48 g
51.52 g
40.47 g
40.84 g
44.15g
49.73 g
Berat tanah kering + can
32.4 g
29.27 g
26.34 g
25.92 g
29.15 g
31.95 g
Berat can
9.74 g
6.37 g
8.12 g
8.03 g
8.15 g
7.94 g
Berat tanah kering
22.66 g
22.9 g
18.22 g
17.89 g
21 g
24.01 g
Berat air
20.08 g
22.25 g
14.13 g
14.92 g
15 g
17.78g
Kadar air
88.61%
97.16%
77.55%
83.40%
71.43%
74.05%
Jumlah ketukan
Kadar air rata-rata
82.03 %
Menentukan Nilai Liquid Limit
Cara I Batas cair didapat dengan menarik garis vertikal pada N = 25 sampai memotong grafik. Regresi logarithmic antara N (jumlah ketukan) dengan W (kadar air) :
Tabel 2. Data grafik kurva liquid limit
Jumlah ketukan (x) Kadar air (y)
8
18
32
42
52
59
88.61%
97.16%
77.55%
83.40%
71.43%
74.05%
Kurva Liquid Limit 110 100
97.16
90
y = -9.548ln(x) + 114.18
88.61 83.4
80
77.55
74.05
70 71.43
Kadar Air (%) Log. (Kadar Air (%))
60 50 40 0
5
10 15
20 25
30
35 40
45 50 55
60 65
Grafik 1. Grafik Kurva liquid limit
Berdasarkan grafik di atas diperoleh : y = -9.54ln(x) + 114.1 Sehingga, utuk ketukan ke-25, x = 25 akan diperoleh Liquid Limit sebesar : y = -9.54ln(x) + 114.1 y = -9.54 ln (25) + 114.1 y = 83.392 Sehingga besar Liquid Limit dalam presentase yaitu 83.392 %
Cara II Dengan menggunakan rumus :
[] Dimana : LL
= Liquid limit
Wn
= kadar air pada ketukan ke-n
N
= jumlah ketukan
[] [] 6
Modul I | Atterberg Limits
[] []
Tabel 3. Data perhitungan LL
Can
Jumlah Ketukan
Wn (%)
LL (%)
1
8
88.61
77.20
2
18
97.16
93.37
3
32
77.55
79.90
4
42
83.4
88.80
5
52
71.43
78.05
6
59
74.05
82.16
LL rata-rata
83.25 %
Kesalahan Relatif
|x 100% | | x 100% =|
Kesalahan relative LL =
= 0.17 % Menentukan Harga F low I ndex (FI)
Flow Index adalah hubungan linier yang terbaik antara kemiringan kurva kadar air terhadap jumlah ketukan. Hubungan antara kadar air dan jumlah pukulan ini digambarkan dalam grafik semi-logaritma. Flow Index sendiri merupakan indikator dari laju kehilangan kekuatan geser seiring dengan bertambahnya kadar air pada tanah. Semakin rendah kekuatan geser maka semakin tinggi nilai flow index. Untuk mendapatkan harga Flow Index ( FI ) ialah dengan menarik garis lurus sehingga memotong sumbu pada ketukan ke-10 dan ketukan ke-100. Persamaan grafik kadar airnya adalah, y = -9.54ln(x) + 114.1 Selain itu, Flow indeks juga bisa diperoleh dengan manggunakan persamaan,
] [ Kadar air untuk N = 10 (W n10) yaitu, y = -9.54ln(10) + 114.1 y = 92.13 % Kadar air untuk N = 100 (W n100) yaitu,
y = -9.54ln(100) + 114.1 y = 70.16% Maka diperoleh harga Flow Index (FI) sebesar Flow Index (FI) =
= = - 21.97%
F. Analisis Analisis Percobaan
Praktikum Liquid Limits ini adalah praktikum yang bertujuan mencari batas cari dari suatu sampel tanah. Untuk mendapatkan batas cair tersebut, hal yang pertama dilakukan adalah menyiapkan tanah yang lolos saringan no. 40 ASTM dalam kondisi kering udara. Kemudian sebagian sampel tanah dimasukkan ke dalam mangkuk porselin (can) secukupnya dan ditambahkan air suling secukupnya (perkiraan) lelu diaduk dengan saptuli hingga tercampur secara merata (homogen). Setelah didapat adukan yang homogen, tanah dimasukkan ke mangkuk cassagrande dengan spatula selapis demi selapis secara hati-hati untuk menghindari terjadinya rongga udara di dalam lapisan. Lapisan ini dibuat setebal kira-kira 0,.5 inci (dengan perkiraan). Kemudian membuat celah di bagian tengah lapisan tadi dengan menggunakan grooving tool dengan posisi grooving tool tegak lurus terhadap lapisan. Dalam membuat celah ini harus hati-hati agar saat menggerakkan grooving tool tidak menyebabkan lapisannya retak pada bagian bawahnya. Kemudian menjalankan mesin cassagrande dengan kecepatan konstan 2 putaran perdetik dan tinggi jatuh mangkuk 10 mm. Hal ini dilakukan sampai kedua sisi lapisan saling menempel rapat, merapat sampai kira-kira 0.5 inci. Barulah mesin dimatikan dan jumlah ketukan yang ditunjukkan papan pengitung dicatat. Langkah-langkah di atas dilakukan secara berulang untuk perkiraan kada air yang berbeda sampai didapatkan nilai ketukan antara 10 sampai 60 ketukan. Untuk mendapatkan nilai ketukan yang diinginkan, misalnya membutuhkan nilai ketukan 20 kali, maka ketika percobaan awal didapat hasil 15 ketukan, maka hal itu menunjukkan bahwa campuran tanah kita masih kurang air. Sehingga kita bisa menambahkan air seling secukupnya sesuai perkiraan dapat menghasilkan nilai ketukan mendekati 20 kali (bisa plus minus 2). Sebaliknya, jika ternyata didapat nilai ketukan 25, maka kita bisa menambahkan tanah agak campurannya tidak terlalu encer untuk menghasilkan 20 ketukan.
8
Modul I | Atterberg Limits
Setelah nilai ketukan didapatkan, sisa tanah nilai ketukan tersebut ditimbang, kemudian dimasukkan ke dalam oven selama kurang lebih sehari lalu ditimbang kembali. Lalu can dicuci bersih.
Analisis Hasil
Percobaan ini bertujuan untuk mendapatkan nilai batas cair. Memudahkan untuk mendapatkan nilai tersebut, dalam percobaan ini digunakan 6 sampel hasil yaitu nilai ketukan 10 sampai 60. Sesuai langkah di atas, awalnya mencampurkan sampel tanah dengan air suling sesuai perkiraan bisa mendapat nilai 10 ketukan. Alasan kenapa digunakan air suling adalah karena air hasil sulingan merupakan air yang telah benar-benar murni dan bersih dari segala jenis kotoran baik itu organic maupun anorganik. Sebagai langkah awal, maka kali ini penambahan air dilakukan dengan agak asal-asalan karena belum diketahui gambaran perbandingan jumlah air dan nilai ketukan yang dihasilkan. Setelah dilakukan percobaan sesuai prosedur, ternyata didapatkan nilai ketukan 44. Maka tujuan mendapatkan ketukan 10 dialihkan untuk mendapat ketukan 40. Tanah di mangkuk cassagrande diangkat bersih dan penambahan sedikit tanah dilakukan untuk agak mengkentalkan campuran. Akhirnya didapatkanlah nilai ketukan 42, nilai ini masih masuk ke batas toleransi untuk nilai ketukan 40. Kemudian percobaan dilakukan dengan penambahan sejumlah air untuk menghasilkan ketukan 30, 20, 10, 50, dan 60 dengan jumlah air untuk ketukan 42 di awal tadi sebagai acuan perkiraan penambahan. Sehingga didapatlah hasil nilai ketukan sebagai berikut, Tabel 4. Data hasil nilai ketukan Nilai diharapkan Nilai hasil
10
20
30
40
50
60
8
18
32
42
52
59
Dari hasil percobaan, terlihat 3 nilai ketukan menggunakan batas minimum dan 3 lainnya menggunakan batas maksimum toleransi. Berdasarkan hasil percobaan didapatkan data berta kering dan berat air, sehingga bisa dihitung nilai kadar air percobaan dengan rumus berat air / berat kering x 100%. Diperolah hasil,
9
Modul I | Atterberg Limits
Tabel 5. Hasil perhitungan kadar air
Berat tanah kering
22.66 g
22.9 g
18.22 g
17.89 g
21 g
24.01 g
Berat air
20.08 g
22.25 g
14.13 g
14.92 g
15 g
17.78g
Kadar air
88.61%
97.16%
77.55%
83.40%
71.43%
74.05%
Kadar air rata-rata dari keenam sampel adalah 82.03 %. Kemudian urntuk mendapat nilai liquid limits digunakan 2 cara. Cara pertama yaitu dengan metode grafik. Dimana nilai ketukan sebagai nilai sumbu x dan kadar air sebagai nilai sumbu y. Grafik yang dihasilkan akan menunjukkan nilai LL yaitu kadar air pada nilai ketukan 25. Untuk mendapatkan besar kadar air pada ketukan 25 dari grafik yang ada, ditunjukkan persamaan alogaritma dari grafik yang ada, y = -9.54ln(x) + 114.1, kemudian mengganti nilai x dengan 25. Sehingga didapatkan nilai kadar air LL sebesar 83.392 %. Cara yang kedua yaitu dengan metode perhitungan matematis dengan rumus
dengan
Wn adalah kadar air ketukan ke-n, dan N adalah jumlah
ketukan. Sehingga diperolah hasil, Tabel 6. Hasil nilai LL dari setiap variasi ketukan Nilai ketukan LL
8
18
32
42
52
59
77.20 %
93.37 %
79.90 %
88.80 %
78.05 %
82.16 %
Dari hasil perhitungan tersebut. Diperolah rata-rata kadar airnya 83.25 %. Dari kedua cari tersebut, didapatkan kesalahan relative sebesar 0.17 %. Angka ini menunjukkan bahwa percobaan ini sudah mendekati nilai yang benar. Kemudian, nilai flow index yang diperoleh dengan rumus
adalah
sebesar -29.97 %. Tanda negatif menunjukkan bahwa kemiringan grafik kea rah kiri dan nilai kemiringan terbilang cukup besar.
10
Modul I | Atterberg Limits
Gambar 4. Atterberg Limit value untuk caly minerals
(Unified Soil Classification System) Berdasarkan table klasifikasi tanah melalui unji atterberg limit value dari Unified Soil Classification System, jenis tanah sampel yang memiliki kadat air untuk liquid limits sebesar rentang 83.25 – 83.392 %, tergolong ke dalam jenis tanah Illite dan Kalolinite.
Analisis Kesalahan
Praktikum liquid limits ini merupakan praktikum yang banyak terdapat banyak perkiraan dalam pelaksanaannya, sehingga dimungkinkan ada beberapa hal yang menjadi penyebab kesalahan hasil percobaan. Kesalahan tersebut diantaranya,
Adukan tanah sampel dan air suling tidak tepat tercampur sempurna (homogen)
Terdapatnya rongga udara di dalam lapisan tanah di dalam mangkuk cassagrande
Tinggi atau tebal lapisan di alam mangkuk tidak tepat 0.5 inci, karena penentuan tebal hanya berdasarkan perkiraan saja
Pembuatan celah dengan grooving tools tidak tepat pada posisi tegak lurus dengan lapisan tanah
Pemberhentian mesin cassagrande saat tanah merapat dimungkinkan merapatannya belum mencapai 0.5 inci atau bahkan melebihi 0.5 inci, lagi-lagi karena dalam percobaan hanya mengandalkan perkiraan
Dalam membersihkan mangkuk untuk perocbaan nilai ketukan yang berbeda tidak sepenuhnya bersih sehingga dimungkinkan mempengaruhi perobaan selanjutnya
11
Modul I | Atterberg Limits
G. Kesimpulan
Berdasarkan percobaan Liquid Limit yang telah dilakukan, maka kesimpulan yang diperoleh, antara lain :
Nilai dari Liquid Limit dengan cara 1 adalah sebesar 83.392 %
Nilai dari Liquid Limit dengan cara 2 adalah sebesar 83.25 %
Dan didapat kesalahan relative sebesar 0.7 %
Serta nilai flow index sebesar 21.97 %
12
Modul I | Atterberg Limits
II. PLASTIC LIM IT
A. Tujuan
Mencari kadar air pada batas plastis (Plastic Limit) dari sebuah sampel tanah.
B. Alat dan Bahan
1. Pelat kaca 2. Container 3. Contoh tanah yang lolos saringan No.40 ASTM 4. Spatula 5. Mangkuk porselin 6. Air suling 7. Oven 8. Timbangan dengan ketelitian 0.01 gram
C. Teori Dasar
Plastic limit didefinisikan sebagai kadar air pada batas dimana contoh tanah digulung pada pelat kaca hingga mencapai diameter kurang lebih 1/8 inch (3.2 mm) dan tanah tersebut tepat retak-retak halus. Dari percobaan ini dapat ditentukan Plastic Index (I p), dimana : Ip = LL-PL Kadar air tanah dalam keadaan aslinya biasanya terletak antara batas plastis dan batas cair. Rumusan yang digunakan adalah:
Dengan: W = kadar air w1 = berat tanah basah + can w2 = berat tanah kering + can w3 = berat can
13
Modul I | Atterberg Limits
D. Cara Kerja
Persiapan Percobaan 1. Membersihkan alat-alat yang akan digunakan 2. Mempersiapkan botol penyemprot dan air suling 3. Mempersiapkan tanah lolos saringan No.40 ASTM 4. Menimbang berat kedua container
Jalannya Percobaan 1. Memasukkan contoh tanah kedalam mangkuk porselin dan kemudian menimbangnya dan mencampurnya dengan air suling dan diaduk dengan spatula hingga homogen. 2. Mengambil contoh tanah tersebut sedikit lalu menggulungnya diatas kaca sampai berdiameter 1/8 inch. Bila kadar air berlebih pada waktu contoh tanah mencapai diameter 1/8 inch tidak terjadi retak-retak maka percobaan ini harus diulang kembali dangan menambahkan contoh tanah. Sedangkan bila kadar air kurang, contoh tanah akan retak-retak sebelum mencapai diameter 1/8 inch. Percobaan ini harus diulang kembali dengan menambah air sehingga contoh tanah tepat retak-retak pada waktu mencapai diameter 1/8 inch.
Gambar 5. Proses menggulung sampel tanah
3. Contoh tanah yang mulai retak-retak halus pada diameter 1/8 inch dimasukkan kedalam dua container yang sudah ditimbang beratnya. Berat container + tanah minimum adalah 15 gr. 4. Container harus secepatnya ditutup agar kadar airnya tidak berkurang karena penguapan. Container yang telah berisi tanah tersebut kemudian ditimbang . 5. Memasukkan container dalam keadaan terbuka kedalam oven berisi tanah yang telah ditimbang guna mencari kadar airnya. Pada saat menghitung kadar air jangan lupa 14
Modul I | Atterberg Limits
untuk menambahkan berat penutup container agar berat total container seperti pada saat menimbang berat tanah basah sebelumnya.
Perbandingan dengan ASTM 1 Pada percobaan, waktu penggulungan tanah tidak ditentukan, sedangkan pada ASTM waktu penggulungan tanah maksimum adalah dua menit. 2 Pada percobaan, setelah tanah digulung dan terjadi retak – retak, maka tanah tersebut dibagi menjadi dua bagian sama besar dan dimasukkan ke dalam container . Sedangkan pada ASTM, tanah yang telah digulung akan diremukkan kembali dan digulung kembali sampai contoh tanah tersebut sukar untuk digulung kembali.
E. Pengolahan Data
Data Hasil Praktikum (terlampir)
Perhitungan
15
Modul I | Atterberg Limits
Tabel 7. Perhitungan kadar air plastic limit
1
2
3
Berat tanah basah + can (w1)
24.44
24.44
24.44
Berat tanah kering + can (w2)
19.75
19.67
19.53
Berat can (w3)
9.44
9.44
9.44
Berat tanah kering (w2- w3)
10.31
10.23
10.09
Berat air (w1 – w2)
4.69
4.77
4.91
Kadar air
45.49%
46.63%
48.66%
Kadar air rata-rata ( plastic limit )
46.93 %
Plastic Index (Ip)
Plastic indeks adalah rentang kadar air antara batas cair dan batas plastis, bisa juga disebut sebagai rentang selisih kadar air yang dimiliki zona plastis.
Ip
= LL – PL = 83.4 – 46.93 = 36.47%
F. Analisis Analisis percobaan
Percobaan plastic limit ini bertujuan untuk mencari nilai batas plastis daru suatu sempel tanah. Langkah awal percobaan ini yaitu dengan memasukkan contoh tanah ke dalam can dan menambahkan sejumlah air sulik kemudian diaduk secara merata hingga homogeny. Jumlah air yang ditambahkan dikira-kira secukupnya. Setelah tercampur sempurna, mengambil sedikit bagian lalu menggulungkan dengan tangan di atas kaca sampai dicapai diameter 1/8 inci. ukuran diameter 1/8 inci ini tidak benar-benar diukur dengan alat ukur, tapi sebatas dengan perkiraan saja. Saat kira-kira sudah mencapai ukuran 1/8 inci, kondisi pilinan tanah harus sudah retakretak halus. Jika ternyata tanahnya belum mengalami retak-retak halus, hal itu berarti adonan tanah terlalu encer, maka perlu ditamhabkan tanah kering ke adonan secukupnya. Apabila ternyata saat mencapai diameter 1/8 inci retakannya besar atau bahkan mau patah, berarti tanah terlalu kering, maka perlu ditambahkan sedikit air.
16
Modul I | Atterberg Limits
Hasil pilinan tanah yang sudah benar, berdiameter kira-kira 1/8 inci dan sudah retakretak halus, dimasukkan ke dalam pan / container yang sudah ditimbang dan jangan lupa untuk ditutup agar kadar airnya tidak berkurang akibat menguap ke udara. Pilinan dilakukan sampai mendapatkan berat bersih tanah pilinan sebanyak 15 gram. Setelah mendapatkan berat bersih pilinan 15 gram, container dimasukkan kedalam oven selama kurang lebih 1 hari dalam konsisi terbuka. Tujuannya agar kandungan air dalam pilinan benar-benar menguap ke luar secara keseluruhan. Setelah itu ditimbang kembali untuk mengetahui berat bersih tanah kondisi kering.
Analisis hasil
Percobaan di atas akan menghasilkan data berupa berat tanah basah dan berat kering. Sehingga bisa didapat nilai kadar air dari tanah tersebut dengan menggunakan rumus, berat air / berat tanah kering x 100%. Didapatkan hasil sebagai berikut, Tabel 8. Kadar air tiap sampel sampel
1
2
3
Kadar air
45.49%
46.63%
48.66%
Rata – rata kadar air percobaan ini adalah 46.93 %. Kemudian dari nilai ini, kita bisa menentukan nilai rentang tanah berada dalam konsisi plastis atau biasa disebut indeks plastic (Ip). Nilai indeks plastis didapat dengan menggurangkan nilai LL – PL. Sehingga didapatkan nilai Ip sebesar 36.47 %. Nilai ini cukup besar karena angkat 36.93 ini menunjukkan presentase jika suatu tanah di tambahkan air secara berkala mulai dari kadar nol, selama 36.47 % dari batas plastis, tanah akan berada dalam konsisi plastis sebelum mencapai batas cair.
17
Modul I | Atterberg Limits
Gambar 6. Grafik klasifikasi tanah
(Unified Soil Classification System) Berdasarkan grafik plastisitas dengan sisten Unified di atas, jenis tanah sampel adalah tanah lanau atau lempung dengan spesifikasi MH atau OH. MH berarti tanah sampel merupakan tanah lanau anorganik dengan plastisitas tinggi. Sedangkan OH berarti tanah sampel adalah tanah lempung organic dengan plastisitas tinggi. Sedangkan jika ditinjau dengan table kalsifikasi atterberg limit,
Gambar 7. Atterberg Limit value untuk clay minerals
(Unified Soil Classification System)
18
Modul I | Atterberg Limits
Berdasarkan table di atas, tanah sampel dengan nilai plastic limit rata-rata 46.93 % tergolong ke dalam jenis tanah Illite.
Analisis kesalahan
Terdapat beberapa hal yang mungkin terjadi dan mempengaruhi hasil dari percobaan plastis limit ini. Beberapa kesalahan itu antara lain,
Diameter pilinan tanah tidak benar-benar berdiameter 1 inci karena hanya menggunakan perkiraan
Kondisi tanah saat dianggap sudah 1/8 inci bisa jadi kondisinya belum mengalami retak-retak halus atau bahkan sudah mau mendekati patah tapi dianggap praktikum memenuhi syarat karena kesalahan dalam penglihatan dan pengamatan
Tanah yang sudah dianggap memenuhi syarat yang dimasukkan ke dalam container, tidak benar-benar tertutup rapat karena tutup dan container sudah rusak sehingga dimungkinkan ada sebagian kecil kadar air yang menguap ke udara
G. Kesimpulan
Berdasarkan percobaaan Plastic Limit yang telah dilakukan, maka kesimpulan yang diperoleh, antara lain :
Nilai Plastic Limit didapat sebesar 46.93 %
Nilai Plastic Index didapat sebesar 36.47 %
Sampel tanah yang digunakan adalah tanah MH atauOH adalah tanah yang lanau anorganik atau lempung organik dengan plastisitas yang tinggi.
19
Modul I | Atterberg Limits
II I. SHRINKAGE LI MI T
A. Tujuan
Mencari kadar air pada batas susut (Shrinkage Limit) dari suatu sampel tanah.
B. Alat dan Bahan
1. Raksa 2. Timbangan dengan ketelitian 0.01 gr 3. Contoh tanah lolos saringan No.40 ASTM, kering oven.
C. Teori Dasar
Shrinkage limit adalah kadar air pada batas keadaan semi plastis dan beku. Di dalam laboratorium, shrinkage limit didefinisikan sebagai batas dimana tidak akan terjadi perubahan volume pada masa tanah, apabila kadar airnya dikurangi. Pada tahapan ini tanah mengering tanpa diikuti perubahan volume. Batas susut ditunjukkan dengan kadar air tanah pada tahap mengering dan tidak terdapat perubahan atau pengurangan volume. Rumus yang digunakan ;
Dengan : SL
= shrinkage limit
SR
= shrinkage ratio
Ww
= berat tanah basah
Wd
= berat tanah kering
Vw
= volume tanah basah
Vd
= volume tanah kering = berat jenis air = 1 gr/cm3
20
Modul I | Atterberg Limits
D. Cara Kerja
Persiapan Percobaan 1. Mempersiapkan tanah lolos saringan No. 40 ASTM kering udara 2. Mempersiapkan air suling dan botol penyemprot 3. Menimbang coated dish atau container yang diperlukan
Jalannya Percobaan 1. Memasukkan butiran tanah kedalam mangkuk porselin dan diberi air suling secukupnya kemudian diaduk dengan spatula hingga homogen 2. Sampel tanah yang sudah homogen tersebut diperlakukan seperti pada langkahlangkah percobaan Liquid limit , diusahakan tanah telah merapat sepanjang 0.5 inch pada kisaran 20-25 ketukan 3. Mengambil sampel tanah dari alat cassagrande tersebut kedalam coated dish yang sudah diolesi vaseline. Jangan lupa untuk mengetuk-ngetuk coated dish agar sampel tanah mengisi penuh seluruh bagian coated dish dan permukaannya rata 4. Menimbang sampel tanah dan coated dish tersebut 5. Melakukan untuk dua kali percobaan 6. Mendiamkan coated dish dan sampel tanah diudara terbuka kurang lebih selama 18 jam agar tidak mengalami retak-retak akibat pemanasan secara tiba-tiba 7. Setelah 18 jam, baru sampel tanah dimasukkan kedalam oven 8. Sekitar 18-24 jam di oven, coated dish dan tanah kering dikeluarkan dari oven . menimbangnya lagi, kemudian menghitung volume tanah basah dan tanah kering. Menghitung volume tanah basah : o
Menimbang coated dish (w1)
o
Memasukkan raksa ke dalam coated dish sampai penuh, lalu permukaan raksa diratakan dengan pelat kaca agar sejajar dengan pinggiran coated dish
o
Kemudian coated dish beserta isinya ditimbang (w2)
o
Volume tanah basah adalah:
Menghitung volume tanah kering : o
Memasukkan raksa ke dalam shrinkage dish sampai penuh dan meratakannya dengan pelat kacaMenimbang shrinkage dish beserta isinya dan diperoleh berat air raksa dalam shrinkage dish (wHg+S)
21
Modul I | Atterberg Limits
o
Mencelupkan contoh tanah kering ke dalam shrinkage dish yang berisi raksa dengan menekannya secara hati – hati dengan pelat kaca berkaki tiga sehingga permukaan sampel tanah benar – benar berada tepat di permukaan air raksa – sebagian raksa akan tumpah keluar. Proses ini disebut sub-merging soil cake
Gambar 8. Proses sub-mergeing soil cake o
Mengeluarkan sampel tanah dan menimbang kembali shrinkage dish + raksa yang tersisa (wHg)
o
Volume tanah kering adalah:
Perbandingan dengan ASTM
Pada percobaan di dalam laboratorium, coated dish yang telah diolesi vaseline dan diisi tanah diketuk – ketuk agar tidak tersisa gelembung udara di dalamnya. Sedangkan menurut standar ASTM D-427, coated dish hanya digoyang – goyangkan.
Pada metode ASTM alat yang dipakai untuk menampung tanah adalah mangkuk porselin yang mempunyai diameter ±1.75 inch dan tinggi ± 0.5 inch, sedangkan dalam percobaan di dalam laboratorium dipakai coated dish.
E. Pengolahan Data
Data hasil Praktikum (terlampir)
Perhitungan
22
Modul I | Atterberg Limits
23
Modul I | Atterberg Limits
Tabel 9. Data perhitungan shringkage limit
1
2
3
Berat tanah basah + coated dish
57.43 g
55.12 g
63.43 g
Berat coated dish (wc)
39.33 g
37.84 g
41.10 g
Berat tanah basah (ww)
18.10 g
17.28 g
22.33 g
Berat tanah kering + coated dish 51.05 g
50.94 g
53.81 g
Berat tanah kering (wd)
11.72 g
13.10 g
12.71 g
Berat raksa + coated dish
255.04 g
259.19 g
255.56 g
Berat raksa (wHg)
215.71 g
221.35 g
214.46 g
Volume tanah basah (V w)
15.94 cm
15.85 cm
Berat raksa + shrinkage dish
760.31 g
16.36 3 cm 763.13 g
758.33 g
Berat raksa + shrinkage dish
644.96 g
640.41 g
637.39 g
Berat raksa yang dipindahkan
115.35 g
122.72 g
120.94 g
Volume tanah kering (V d)
8.53 cm
9.07 cm
8.94 cm
Shrinkage limit
21.16 %
22.11 %
22.94 %
Shrinkage ratio
10.16%
10.67%
10.51%
(setelah sub-merging soil cake)
F. Analisisi Analisis Percobaan
Percobaan shringkage limits ini bertujuan untuk mencari kadair air pada batas antara semi plastis dan beku atau secara singkat disebut batas susut. Langkah percobaan ini sama seperti percobaan liquid limit karena adonan tanah yang digunakan dalam percobaan ini adalah adonan tanah yang menghasilkan ketukan sebanyak antara 20 - 25 ketukan. Setelah diperoleh adonan yang tepat, pada kali ini diperoleh adonan ketukan tepat 25 ketukan, dilanjutkan dengan memasukkan adonan kedalam coated dish. Namun sebelum 24
Modul I | Atterberg Limits
itu, coated dish harus dilumuri terlebih dahulu sisi dalamnya dengan Vaseline. Akan tetapi dalam percobaan ini digunakan oli sebgagai pengganti Vaseline yang berfungsi sebagai pelicin tanah saat nantinya akan dikeluarkan dari coated dish. Saat memasukkan tanah ke dalam coated dish menggunakan spatula harus benar-benar hati-hati dah teliti karena tidak boleh ada udara yang terperangkap di dalam tanah. Untuk mengantisipasi adanya udara di dalamnya, maka saat memasukkan tanahnya sambil sekali-kali di goyang-goyang atau dijatuh-jatuhkan dengan ketinggian yang secukupnya. Coated dish harus benar-benar terisi secara penuh dan permukaannya dibuat rata. Setelah selesai, sampet tanah dan coated dish itu ditimbang lalu didiamkan selama kurang lebih 18 jam di udara terbuka agar tidak mengalami retak-retak akibat pemanasan secara tiba-tiba, setelah 18 jam, barulan dimasukkan ke dalam oven dan dibiarkan selama 1 hari. Lalu tanah yang telah menyusut dikularkan dari coated dish. Langkah selanjutnya adalah mengukur volume penyusutan dari tanah tersebut. Untuk pengukur penyusutan ini, digunakan raksa. Pertama mengukur velume coated dish dengan memasukkan raksa ke dalam coated dish secara penuh dengan bantuan perata permukaan, lalu menimbangnya. Kemudian memasukkan raksa ke dalam shringkage dish sampai benar-benar penuh dengan bantuan perata permukaan / plat kaca lalu menimbangnya. Dilanjutkan dengan mencelupkan tanah sampel yang telah kering ke dalamnya dan menekannya sampai penuh tenggelam secara rata dengan bantuan plat kaca, sehingga sebagian raksa tumpah dari shringkage dish. Proses ini disebut submegeing soil cake. Kemudian mengeluarkan sampel tanah dan ditimbang kembali sehingga bisa didapatkan volume tanahnya. Analisis Hasil
Berdasarkan percobaan sesuai prosedur di atas, diperoleh data sebagai yang tercantum di table terlampir. Dari data tersebut maka bisa diketahui volume coated dish, volume tanah sampel, dan volume penyusutan bisa didapatkan. Tabel 10. Volume hasil perhitungan percobaan
sampel
25
1
Volume tanah basah (V w)
15.94 cm
Volume tanah kering (V d)
8.53 cm
Modul I | Atterberg Limits
2 16.36 cm3 9.07 cm
3 15.85 cm 8.94 cm
Nilai Srhingkage limit bisa diperoleh dengan menggunakan rumus
serta nilai shringkage ratio diperoleh dengan rumus . diperolah hasil, Table 11. nilai shringkage tiap sampel
sampel
1
2
3
Shrinkage limit
21.16 %
22.11 %
22.94 %
Shrinkage ratio
10.16%
10.67%
10.51%
Rata – rata dari ketiga nilai shringkage limit di atas yaitu 22.07 %. Angka ini menunjukkan presentase penyusutan tanah dari volume awal ket ika mengandung sejumlah kadar air. Angka tersbut menunjukkan penyusutan yang cukup besar, berarti pula kadar airnya cukup tinggi. Serta rata-rata shringkage ratio adalah 10.45 %. Angka ini menunjukkan massa jenis tanah sampel yang telah mengalami penyusutan dalam bentuk persen.
Analisis Kesalahan
Terdapat beberapa hal yang menjadi kesalahan dalam percobaan yang mempengaruhi hasil dari percobaan. Kesalahan tersebut diantaranya adalah,
Dalam memasukkan tanah kedalam coated dish kurang hati-hati sehingga masih terdapat rongga udara di dalam sampel tanah, terbukti dengan saat sampel telah dikeringkan, bentuk keringnya tidak penuh tabung seperti bentukan coated dish, terutama pada bagian bawah,
Saat melakukan penimbangan kurang hati-hati sehingga terdapat beberapa bagian raksa yang terjatuh saat hendah menimbang, hal ini mengurangi volume penuh dari coated dish atau shringkage dish,
Jumlah raksa yang dimasukkan ke dalam coated dish atau shringkage dish tidak tepat penuh karena kurang tepatnya dalam meratakan permukaannya dengan pelat kaca,
G. Kesimpulan Berdasarkan percobaaan Shrinkage Limit yang telah dilakukan, maka dapat kesimpulan yang diperoleh, antara lain :
Nilai shrinkage limit rata-rata sebesar 22.07 %
Nilai shringkage ratio didapat sebesar 10.45 %
26
Modul I | Atterberg Limits
Aplikasi Atterberg Limit
Batas-batas aterberg limit ini digunakan sebagai penentu konsistensi tanah.
Konsistensi tanah itu sendiri adalah derajad kohesi dan adhesi antara partikel-partikel tanah dan ketahanan massa tanah terhadap perubahan bentuk oleh tekanan dan berbagai kekuatan yang mempengaruhi bentuk tanah.
Nilai-nilai batas atterberg ini akan digunakan sebagaii acuan untuk membuat kondisi tanah dilapangan agar memiliki kondisi seperti yang diharapkan, apakah yang diharapkan kondisi padat, plastis, atau cair.
Gambar 9. Ilustrasi kondisi tiap fase
Nilai – nilai batas aterberg limits digunakan untuk mendukung analisa daya dukung tanah, misalnya pada kasus jalan berlobang sebagai properti fisik yang nantinya juga mendukung properti teknik.
Gambar 10. Ulistrasi kondisi jalan berlubang akibar kurangnya daya dukung tanah
27
Modul I | Atterberg Limits
H. Referensi
Craig, R.F. “Mekanika Tanah ed.4”.Penerbit Erlangga. Jakarta. 1991. Modul Praktikum Mekanika Tanah. Universitas Indonesia. Depok. 2014 Lecture note 5-atterberg limits test. Geotechnical Engineering Laboratory. University of Texas. Arlington, I. Lampiran
Pengolesan tannah pada cassagrande
Pemilinan Tanah sampai diameter 1/8”
Pilinan untuk plastic limit
28
Modul I | Atterberg Limits
Pengetukan tanah dengan cassagrande
coated dish + tanah sebelum di oven
29
Modul I | Atterberg Limits
