Penentuan Konsistensi dan Index Plastisitas Tanah

LAPORAN PRAKTIKUM

FISIKA DAN MEKANIKA TANAH

( Penentuan Konsistensi dan Index Plastisitas Tanah )

Disusun oleh :

Kelompok 3

Heidy Ahadianti         240110090078

Daniel Olovan             240110090084

Saeful Uyun                240110090089

Falah Azizi                  240110090095

Gina Yunitasari           240110090109

Asisten Dosen :

Mauludin Azis

Edo Ramadhan

Muhammad Rifqi

Wony Andika B

Wica Elvina

LABORATORIUM FISIKA MEKANIKA TANAH

JURUSAN TEKNIK DAN MANAJEMEN INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

UNIVERSITAS PADJADJARAN

2011


BAB I

PENDAHULUAN

 

1.1. Latar Belakang

Tanah merupakan salah satu sumber daya alam yang sangat bermanfaat bagi manusia. Tanah sebagai media tumbuhnya tanaman dan tempat sebagian besar kegiatan hidup manusia. Misalnya bertani, mendirikan rumah, dan membangun kawasan industri.

Tanah  kohesif adalah tanah yang memiliki ikatan antar butiran yang kuat. Hal ini terjadi karena ikatan antar muatan yang terdapat disisi butiran sangat kuat. Gaya yang bekerja antar butiran disebut juga gaya Van Der Waals, yaitu gaya tarik menarik atau tolak menolak karena perbedaan muatan yang dikandungnya. Salah satu jenis tanah yang termasuk tanah kohesi adalah tanah lempung. Secara visual tanah lempung memang memiliki ikatan antar butiran (sifat kohesi) yang besar. Hal ini dapat dibuktikan secara sederhana, yaitu apabila kita injak tanah lempung, pada umumya sebagian tanah yang kita injak akan menempel dialas kaki kita.

Apabila tanah yang berbutir halus mengandung mineral lempung, maka tanah tersebut dapat diremas-remas (remolded) tanpa menimbulkan retakan. Sifat kohesif ini disebabkan adanya air yang terserap (adsorbed water) di sekeliling partikel lempung.

1.2.Tujuan

Tujuan praktikum yang ingin dicapai adalah sebagai berikut :

  1. Mahasiswa mampu mengidentifikasi dan menentukan batas cair suatu sampel tanah.
  2. Mahasiswa dapat mengerti dan mengidentifikasi Batas Plastis suatu sampel tanah.
  3. Menentukan Indeks Plastisitas suatu sampel tanah dari hasil plastisitas dan batas cair.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1              Dasar Teori

Konsistensi tanah menunjukkan tahanan daya kohesi atau adhesi butir-butir tanah dengan benda lain. Hal ini ditunjukkan oleh daya tahan tanah terhadapgayayang akan merubah bentuk (Deformasi).Gayatersebut misalnya pencangkulan, pembajakkan dan sebagainya,               (Hardjowigeno, 1995).

Atterberg menjelaskan sifat konsistensi tanah pada kadar air yang bervariasi, yaitu tanah dipisahkan ke dalam empat keadaan dasar : padat (solid), semi padat (semi-solid), plastik (plastic) dan cair (liquid). Kadar air (%) dimana terjadi transisi dari keadaan padat ke keadaan semi padat didefinisikan sebagai batas susut (shrinkage limit = SL). Kadar air dimana transisi dari keadaan semi padat ke keadaan plastis terjadi dinamakan batas plastis (plastis limit = PL), dan dari keadaan plastis ke keadaan cair dinamakan batas cair (liquid limit = LL). Batas tersebut dikenal sebagai Batas Atterberg ( Atterberg limit ) (Das, 1995).

Oleh Atterberg konsistensi tanah ini dalam hubungannya dengan kadar air tanah diklasifikasikan sebagai berikut :

Konsistensi lekat, dicirikan bahwa tanah dapat melekat atau menempel kepada benda-benda yang mengenainya.

Konsistensi liat atau plastik, dicirikan dengan sifatnya yang elastik, atau kemampuan dapat diubah-ubah bentuknya dengan  mudah.

Konsistensi lunak, dapat dicirikan dengan sifat kegemburannya.

Konsistensi keras, dengan mudah dapat dicirikan kekerasannya, dan pecah-pecah bila dibelah.

Baver dkk. (1972) menjelaskan lebih lanjut perbedaan antara adhesi dan kohesi yang menyebabkan plastisitas tanah. Adhesi adalah penarikan fase cair oleh bagian permukaan fase padat. Molekul-molekul air dapat  melekat baik pada permukaan partikel tanah ataupun pada benda lain yang menempel pada tanah. Kohesi dalam tanah adalah ikatan di antara partikel-partikel tanah karena adanya kekuatan mengikat di antara partikel yamg timbul dari mekanisme fisika-kimia. Kekuatan mengikat tersebut mungkin terjadi pengaruh faktor-faktor sebagai berikut :

  1. gaya van der Wall yang berbanding terbalik dengan jarak pangkat tiga dari tiap-tiap partikel;
  2. gaya tarik elektrostatik di antara permukaan liat yang bermuatan negatif dan bagian pinggir liat yang  bermuatan positif;
  3. gabungan partikel tanah melalui jembatan kationik;
  4. pengaruh sementasi atau perekatan bahan organik, oksida-oksida alumunium dan besi, karbonat-karbonat, dan lain-lain; dan
  5. tegangan permukaan yang selalu terjadi pada bidang temu antara udara dan air yang terdapat pada tanah liat dalam keadaan jenuh air.

●    Batas Cair

Bila tanah diaduk dengan air, dengan air lebih banyak daripada bagian tanahnya, maka sebagian dari bubur ini dapat dialirkan ke bagian lainnya. Tetapi bila air dari bubur tanah ini diuapkan, maka pada suatu saat bubur ini akan berhenti mengalir. Kadar air pada keadaan ini disebut batas cair (LL) yang kira-kira sama dengan gaya menahan air dan merupakan jumlah tertinggi air yang bermanfaat bagi tanaman ( Soedarmo dan Djojoprawiro, 1988).

●    Batas Plastis

Batas plastis (PL) didefinisikan sebagai kadar air (%), dimana tanah apabila digulung sampai dengan diameter 1/8 in      (3 mm) menjadi retak-retak. Batas ini merupakan batas terendah dari keplastisan suatu tanah (Das, 1995). Sedangkan menurut Hardjowigeno (1995), batas plastis merupakan kadar air dimana gulungan tanah mulai tidak dapat digolek-golekkan lagi. Bila digolek-golekkan tanah akan pecah-pecah ke segala jurusan.

●    Indeks Plastisitas

Perbedaan antara batas cair dan batas plastisitas suatu tanah dinamakan Indeks plastisitas ( plasticity index = PI ), dengan rumus :

PI = LL – PL…………………………………………………………………….( 1 )

Dimana : PI     = indeks plastisitas ( %)

LL   = batas cair (%)

PL   = batas plastis (%)

Kriteria Batas  plastis serta indeks plastisitas tanah berdasarkan harkat Atterberg dapat dilihat dalam Tabel 1.

Tabel 1. Kriteria Batas Cair dan Indeks Plastisitas Tanah

Kriteria

Batas Cair (%)

Indeks Plastisitas (%)

Sangat rendah

< 20

0 – 5

Rendah

20 – 30

5 – 10

Sedang

31 – 45

10 – 17

Tinggi

46 – 70

17 – 30

Sangat tinggi

71 – 100

30 – 43

Ekstrim tinggi

 –

> 43

Sumber : Sarief, dkk (2001)

BAB III

METODELOGI PRAKTIKUM

 

1.1.  Waktu dan Tempat

Waktu      :  25 April 2011

Tempat     :  Lab. Konservasi tanah

 

1.2.  Alat dan Bahan

  1. A.       Alat
    1. Cassagrande
    2. Ayakan 40 Mesh
    3. Oven pengering
    4. Neraca analitis
    5. Plat kaca
    6. Cawan nikel
  2. B.       Bahan
    1. Sampel tanah
    2. Air

1.3.  Metode Praktikum

            Pengukuran konsistensi tanah meliputi batas cair, batas plastis, serta indeks plastisitas.

  1. a.    Batas Cair
  2. Mengayak tanah dengan menggunakan ayakan 40 Mesh. Lalu mencampur tanah yang lolos ayakan tersebut dengan air pada kadar tertentu (pasta tanah), kemudian diletakan di atas alat penguji batas cair.
  3. Meratakan permukaan pasta tersebut sejajar dengan dasar alat dengan tebal 1 cm dengan menggunakan alat penggores standar dibuat alur melalui garis tengah mengkok dan simetris.
  4. Dengan menjalankan alat pemutar, kemudian menaik-turunkan mangkok dari ketinggian 10mm dengan kecepatan putar 2 rotasi per detik, sehingga memukul permukaan karet. Putaran dilakukan sampai tanah menutup goresan sepanjang dasar contoh tanah di dalam mangkok.
  5. Memeriksa kadar air (dalam persen), dari tanah tersebut. Lalu mengulangi uji batas cair paling sedikit sebanyak 4 kali pada tanah yang sama tetapi pada kadar air yang berbeda-beda sehingga jumlah pukulan (N) bervariasi dengan rentan tertentu yang mencakup jumlah pukulan ke-25
  6. Menggambarkan hubungan kadar air dan jumlah pukulan untuk masing-masing uji dalam grafik. Hubungan antara kadar air dan N dapat dianggap sebagai suatu garis lurus, yang dinamakan kurva aliran (flow curve). Kadar air yang bersesuaian denagn N = 25, yang ditentukan dari kurva aliran, adalah batas cair dari tanah yang bersangkutan.
  1. b.   Batas Plastis
  2. Meletakan benda uji di dalam mangkok dan memberi air sedikit demi sedikit sampai merata. Lalu membuat bola-bola tanah dari benda uji tersebut, kemudian menggulungkan di atas plat kaca dengan menggunakan ujung jari.
  3. Melakukan penggulungan sampai benda uji menbentuk batang dengan diameter 3 mm. Jika sebelum mencapai 3 mm sudah retak, maka benda uji disatukan lagi dan diberi sedikit air serta mengulangi penggulungan lagi.
  4. Jika setelah mencapai batang dengan diameter 3 mm atau lebih kecil dari 3 mm, kemudian membiarkan beberapa saat agar kadar airnya berkurang sedikit.
  5. Mengulangi terus pengadukan dan penggulungan sampai retakan-retakan yang terjadi tepat pada saat gulungan mempunyai diameter 3 mm. Memeriksa kadar air tanah tersebut yang merupakan kadar air pada batas plastis tanah.
  1. c.    Indeks Plastisitas

Menghitung Indeks plastisitas melalui persamaan 1, setelah mendapatkan nilai batas cair dan batas plastis dari tanah tersebut.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

 

4.1.  Hasil

  1. a.      Batas Cair (LL)

No

Jumlah ketukan

Massa awal (gr)

Massa kering (gr)

Massa air yang hilang (gr)

Kadar air (%)

1

26

28

24.5

3.5

14.28

2

27

23

21

2

9.52

3

23

29.5

25

4.5

18

jumlah

41.8

  • Massa air yang hilang = massa awal – massa kering
  1. Ma = 28 – 24.5 = 3.5 gram
  2. Ma =  23  –  21 = 2 gram
  3. Ma = 29.5 – 25 = 4.5 gram

 

  • Batas cair (LL)

Berdasarkan grafik didapatkan fungsi

Y = -0,459x + 31,73

Maka :

LL = -0,459(25) + 31,73= 20.255%

           

 

  1. b.      Batas Plastis (PL)

No

Massa awal (gr)

Massa kering (gr)

Massa air yang hilang (gr)

Kadar air (gr)

1

0.58

0.5

0.08

16

2

0.81

0.5

0.31

62

3

0.67

0.5

0.17

34

jumlah

112

 

  • Massa air yang hilang = massa awal – massa kering
  1. Ma = 0.58 – 0.5 = 0.08 gram
  2. Ma = 0.81 – 0.5 = 0.31 gram
  3. Ma = 0.67 – 0.5 = 0.17 gram
  • Batas Plastis (PL)

PL = (Ka1 + Ka2 + Ka3) / n

= (16 + 62 + 34) / 3

= 37,33

 

  1. c.       Indeks Plastisitas (IP)

IP  =  LL  –  PL

                                              

IP  = 20.255 % – 37.33 %

      = -17.075%

4.2. Pembahasan

Pada praktikum kali ini praktikan melakukan perhitungan untuk menentukan konsistensi dan indeks plastisitas tanah dari  tiga sample yang telah disediakan. Untuk menentukan nilai tersebut praktikan harus terlebih dahulu menentukan berapa besarnya nilai batas cair (LL), dimana kondisi kadar air (%) pada jumlah ketukan, dengan data yang ada maka kita gunakan  grafik linear antara kadar air (%) dengan banyaknya jumlah pukulan (N). Kita juga dapat mencari harga batas cair (LL) dari grafik data, dengan perbandingan jarak maka akan diperoleh harga batas cairnya.

Dalam melakukan praktikum untuk mengetahui batas cair ini terdapat beberapa kendala dalam pelaksanaannya, mulai dari memberikan komposisi air yang tepat agar tanah mudah untuk digulung, hingga pada saat pembuatan gulungan tanah dengan diameter 3mm. setelah praktikan selesaimelakukan prktikum didapat hasil dengan nilai batas cair dan batas plastis masing-masing, 20.255 % dan 37.33% .

Setelah praktikan mengetahui nilai dari batas cair dan bats plastis suatu tanah maka praktikan dapat mencari nilai indeks plastisnya (IP) dalam satuan persen (%). Untuk mencari nilai indeks plastisnya praktikan menggukan rumus :

PI (%) = LL(%) – PL (%)

Setelah dihitung, tenyata praktukan mendapat nilai IP = -17.075%. nilai minus yang didapat dikarenakan adanyakecerobohan disaat melaksanakan praktikum. Salah satu yang membuat nilai minus adalah kesalahan dalam menentukan sample tanah yang tidak sesuai dengan pengarahan pada modul. Dalam pengarahan praktikum di modul, praktikan diharuskan menggunakan tanah yang lolos melalui ayakan atau mess 40, tetapi disaat praktikum, praktikan menggunakan sisa sample tanah dari batas uji cair.

 

Batas Cair ( LL )

  • Batas cair dapat dihitung melalui perhitungan kadar air pada suatu tanah yang kira-kira sama dengan gaya menahan air dan merupakan jumlah tertinggi air yang bermanfaat bagi tanaman.
  • Hubungan antara kadar air dan jumlah pukulan ( N ) dapat diangap sebagai suatu garis lurus.
  • Hubungan antara kadar air dengan jumlah pukulan adalah berbanding terbalik, yang artinya makin besar jumlah pulukan maka makin sedikit kadar air yang terkandung pada tanah tersebut, begitu pula sebaliknya.

 

Batas Plastis ( PL )

  • Batas cair suatu tanah dapat dihitung melalui perhitungan kadar air, dimana tanah apabila digulung sampai dengan diameter 1/8 in ( 2 mm ) menjadi retak – retak. Batas ini merupakan batas terendah dari keplastisan suatu tanah.

Indeks Plastisitas ( PI )

  • Indeks Plastisitas adalah perbedaan atau selisih antara batas cair ( LL ) dengan batas plastisitas ( PL ).



DAFTAR PUSTAKA

 

Moetangad K., Ade. 2006. Fisika – Mekanika Tanah ; Keteknikan dan Teknologi   Pertanian. FTIP. Unpad.

L.D.Wesley.(1977). Mekanika Tanah, Cetakan VI, Badan Penerbit Pekerjaan Umum.        Jakarta

Sumberdaya Lahan Pertanian, Bogor. Hariwidjaja, O. 1980. Pengantar Fisika Tanah.         Departemen Ilmu Tanah Institut Pertanian Bogor. hlm. 62.


About Olovan

Ordinary people with extraordinary life

Posted on May 1, 2011, in Fisika Mekanika Tanah. Bookmark the permalink. Leave a comment.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: