Post on 28-Nov-2015
BAB II
SIEVE ANALISIS
2.1 Maksud Dan Tujuan
Adapun maksud dari pelaksanaan praktikum Sieve Analisis ini adalah
untuk mengetahui proses dalam penentuan sifat-sifat fisik dari tanah yang akan
diuji. Dimana tanah merupakan material yang terdiri dari agrerat (butiran)
mineral-mineral padat yang tidak tersementasi satu sama lain dan berasal dari
bahan- bahan organik dan anorganik yang telah melapuk. Sifat-sifat fisik tanah
tersebut, yaitu berupa ukuran butir, berat jenis tanah dan kekuatan tanah tersebut
beserta komposisi kandungan tanah.
Sedangkan tujuannya adalah untuk mengetahui ukuran butir dan
susunan butiran tanah (gradasi) serta untuk mengetahui tingkat gradasi tanah.
2.2. Dasar Teori
Pengukuran ukuran butiran tanah merupakan hal penting dalam
mengetahui sifat sifat tanah sangat tergantung pada ukuran butirnya. Disamping
itu ukuran tanah juga digunakan dalam pengklasifikasian bermagam macam tanah
tertentu ada dua cara yang umum digunakan untuk mendapatkan distribusi ukuran
butir tanah yaitu:
1. Analisis Ayakan (screen)
2. Analisis Hidrometer
Sieve analisis (analisa ayakan) adalah suatu percobaan menyaring contoh
tanah melalui satu set ayakan, dimana lubang-lubang ayakan tersebut makin kecil
secara berurutan kebawa, cara ini biasanya digunakan untuk menyaring
material/partikel berdiameter ≥ 0,075 mm. Ukuran butiran tanah ditentukan
dengan menyaring sejumlah tanah melalui seperangkat saringan yang disusun
5
dengan lubang yang paling besar berada paling atas dan makin kebawah makin
kecil. Jumlah tanah yang tertahan pada saringan tersebut disebut salah satu dari
ukuran butir contoh tanah itu. Pada kenyataannya pekerjaannya hanya
mengelompokan sebahagian dari tanah terlekat di antara dua ukuran.
Ukuran butir tanah tergantung dari diameter partikel tanah yang
membentuk dari masa tanah itu. Karena pada pemeriksaan microskopis masa
tanha menunjukan bahwa hanaya sedikit apa bila memang ada partikel-partikel
yang bundar dan mempunyai diameter, kita dapat menarik kesimpulan bahwa ini
adalah deskripsi mengenai tanah yang agak longsor.
Analisis ayakan dari sebuah conto tanah melibatkan penentuan persentase
berat partikel dalam rentan ukuran yang berbeda. Distribusi ukuran partikel tanah
berbutir kasar dapat ditentukan dengan metode pengayakan (sieving) conto
tersebut dilewatkan melalui satu set saringan standart yang memiliki lubang
makin kecil ukurannya dari atas kebawah. Berat tanah yang tertahan ditiap
saringan ditentukan dan persentase kumulatif dari berat tanah yang melewati tiap
saringan dihitung beratnya. Jika terdapat partikel yang bgerbutir halus pada tanah
conto tanah tersebut harus dibersihkan terlebih dahulu dan butiran halus tersebut
dengan cara mencucinya denganh air melalui saringan berukuran terkecil.
Distribusi ukuran partikel tanah berbutir halus atau fraksi butir halus dari
tanah berbutir kasar dapat ditentukan dengan metode pengendapan (sedimentasi).
Metode ini didasarkan pada hukum Stokes yang mengatur kecepatan pengendapan
partikel berbentuk bola dalam suatu suspensi makin besar paartikel makin besar
pula kecepatan pengendapannya dan sebaliknya. Hukum tersebut tidak berlaku
pada partikel partikel y7ang berukuran > 0,0002 mm, dimana pergerakannya
dipengaruhi oleh gerak Brown. Ukuran partikel ditentukan sebagai diameter
sebuah bentuk bola yang akan turun mengendap dengan kecepatan yang sama
dengan partikel. Conto tanah yang akan diuji terlebih dahulu dibersihkan dari
material material organik dengan menggunakan hidrogen peroksida.
Contoh tersebut kemudian dibuat menjadi suspensi didalam air suling dari
larutan pemisah butir butir ditambah agar partikel – partikel satu sama lain saling
terpisahkan. Suspensi yang telah jadi ditempatkan didslsm tsbung pengendap.
Dari hukum Stokes, dapat dihotung waktu turun (t) partikel berukuran D
6
(diameter yang ekivalen dengan penurunan) sejauh kedalaman tertentu dalam
suspensi. Jika setelah waktu tertentu conto tanah diambil dengan pipet pada
kedalaman tertentu pula maka conto tanah tersebut hanya akan mengandung
partikel – partikel yang ukurannya lebih kecil dari D dengan konsentrasi yang
sama dengan pada awal pengendapan. Jika dalam suaty waktu diambil conto tanah
dari beberapa kedalaman yang berbeda, maka dapat ditentuksn distribusi ukuran
butiran partikel dari berat tanah yang terambil. Alternatif lain selain pengambilan
conto dengan pipet adalah pengukuran suspensi tersebut dengan alat hidrometer.
Ukuran-ukuran saringan berkisar dari lubang berdiameter 4,750 mm
(No.4) sampai 0,075 mm (No.200). semua lubang terbentuk bujur sangkar jadi
apa yang disebut sebagai diameter partikel tanah sebenarnya hanyalah merupakan
patokan akademis saja, sebab kemungkinana alolos nya suatu partikel pada suatu
saringan yang berukuran tertentu akan tergantung pada ukuran dan orentasinya
terhadap lubang saringan.
Ukuran saringan berhubungan dengan ukuran lubang dari 4,750 mm –
0,075 mm maka saringan tersebut dengan nomor-nomor. Berikut merupakan table
ukuran ayakan standart.
Berat jenis (spesific gravity) tergantung pada berat partikel tanah dalam
suspensi pada saat pengukuran.
Tabel 2.1 Ukuran-ukuran ayakan standar
No. Ayakan Lubang (mm) No. Ayakan Lubang (mm)
4
6
8
10
16
20
30
40
4,750
3,350
2,360
2,000
1,180
0,850
0,600
0,425
50
60
80
100
140
170
200
0,300
0,250
0,180
0,150
0,106
0,088
0,075
7
Pemakaian saringan sangat praktis, karena sangat sukar untuk menyaring
tanah melalui lubang-lubang itu. Lubang saringan ini cukup halus sehingga air
mulai tertahan apalagi tanah. Persen kurva distribusi ukuran butiran
Hasil dari analisa ayakan umumnya digambarkan di dalam kertas
semilogaritma, yang dikenal sebagai kurva distribusi ukuran butiran. Diameter
partikel butiran digambarkan dalam sekala logaritma dan persentasi dari butiran
yang lolos ayakan tersebut. Dimana ordinat semilogaritma adalah persentase berat
partikelnya yang lebih kecil dari ukuran absisinya yang diketahui. Makin landai
kurva distribusi, makin rentang distribusinya; makin curam kurva, makin kecil
rentang distribusinya. Tanah berbutir kasar dideskripsikan bergradadsi baik jika
tidak ada partikel partikel ukurannya menyolok dalam suatu rentang distribusi dan
jika masih terdapat partikel – partikel yang berukuran sedang secara umum tanah
bergradasi baik diwakili oleh kurva distribusi yang cembung dan mulus. Selain itu
parameter-parameter besar yang didapat ditentukan dengan :
a. ukuran efektif
b. koefisien keseragaman
c. koefisien gradasi
Persen koefisien keseragaman dinyatakan sebagai berikut :
Cu =
Dimana :
Cu = koefisien keseragaman
D60 = diameter yang disesuaikan dengan 60% lolos ayakan
D10 = diameter yang bersesuaian dengan 10% lolos ayakan
Persen koefisien gradasi dinyatakan sebagai berikut :
Cc =
Dimana
Cc = koefisien keseragaman
D30 = diameter yang bersesuaian dengan 30% lolos ayakan
8
Tanah berbutir kasar dideskripsikan bergradasi baik, (a) jika ukurannya
seragam atau (b) jika tidak atau jarang terdapat partikel berukuran sedang
(terdapat konstan ukuran tanah). Ukuran partikel digambar dengan kurva dengan
skala logarimik sebagai absis. Jadi jika ada dua jenis tanah yang memiliki derajat
keseragaman (uniformity) yang sama, maka akan terdapat dua kurva yang sama
bentuknya meskipun letak ordinatnya berlainan.
Kurva distribusi tidak hanya menunjukkan rentang (range) dari ukuran
butir yang dikandung ditanah. Pada jenis gradasi dapat dilihat dari grafik di bawah
ini
Gambar 2.1. Macam – macam tipe kurva distribusi ukuran dengan koefisien
gradasi
Berikut ini adalah tabel batas-batas ukuran tanah.
9
70
90
0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000
Diameter butir (mm)
Pers
enta
se y
ang
lolo
s (%
)
100
80
60
50
40
30
20
10
0
90
70
Gradasi seragam Gradasi baik
Gradasi jelek
Tabel 2.2. Batas-batas ukuran tanah
GOLONGANUKURAN BUTIR (mm)
Kerikil Pasir Lanau Lempung
Massachusets Institute Of Technology
(MIT)
Us Department Of Agriculture (USDA)
America Association Of State High Bury
And Transportation Official (AASTHO)
United Soil Clasification System (US-
Corps) Of Enginer VS Area Of
Reclamation
dll
> 2
> 2
> 6,2-2
> 6,2
- 4,75
2-0,06
2-0,05
2-
0,075
-
0,06 – 0,002
0,05 – 0,002
0,075 – 0,02
-
< 0,002
< 0,002
< 0,002
-
Pada table di atas ditentukan batas-batas ukuran golongan dan jenis dari
tanah yang telah dikembangkan oleh Massachusets Institute of Technology of
State High of Engineer dan us barean of reclamation yang mengasilkan apa yang
disebut dengan unifed soil classification sistem (USCS). Sitem ini dipakai pula
oleh America society of testing and material (ASTM).
2.3. Bahan dan Peralatan
2.3.1. Bahan dan Fungsi
Adapun bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah sampel tanah
kering yang terdiri dari beberapa campuran ukuran butir yang berfungsi sebagai
bahan percobaan yang akan diuji dengan ayakan apakah tanah tersebut bergradasi
baik, seragam ataupun jelek.
10
2.3.2. Peralatan & Fungsinya
Sedangkan peralatan yang digunakan adalah:
1. Timbangan berfungsi sebagai alat untuk mengukur berat dari sample /
sample tanah sebelum disaring dan setelah disaring.
2. Sikat pembersih Saringan fungsinya untuk membersihkan saringan dari
sample.
3. Sekop fungsinya untuk memasukkan tanah ketimbangan dan untuk
mengetahui volumenya.
4. Sieve shaker fungsinya untuk memisahkan antara butiran mulai dari yang
paling kasar sampai yang paling halus.
5. Cawan fungsinya : sebagai wadah dari sample.
2.3.3. Gambar Peralatan
Timbangan Sieve shaker
Sekop Cawan
Gambar 2.2 Gambar alat – alat pada percobaan sieve analisis
11
2.4. Prosedur Percobaan
Adapun prosedur yang dilakukan untuk percobaan ini adalah :
1. Membersihkan semua alat-alat yang akan di gunakan.
2. Mengeringkan contoh tanah dalam oven sampai dicapai berat konstan. Semua
gumpalan-gumpalan yang ada dipecah menjadi partikel-partikel yang lebih
kecil.
3. Memasukkan contoh tanah tersebut kedalam ayakan dengan berat ± 1500 gr.
Selanjutnya contoh tanah tersebut diayak selama 15 menit.
4. Mendiamkan contoh tanah yang sudah diayak tersebut , agar partikel yang
halus tidak beterbangan.
5. Kemudian menimbang contoh yang tertahan pada tiap-tiap ayakan. Dan
mencatat berat contoh, pada tiap ayakan tersebut.
6. Kemudian membersihkan sampel dan mencuci ayakan.
2.5. Pengolahan Data
Berat tanah (W.soil) didapat dari Weight of screen + Weight of soil
dikurang weight of sreen (W.screen + W.soil) – W.screen. Adapun data
pengukuran berat tanah dari masing-masing screen dengan sieve size yang
berbeda, yaitu :
Tabel 2.3. Berat tanah (soil) pada masing- masing srceen yang berbeda.
Sieve Size Weight Soil
(gram)Percent
Passing
PercentNo. Ayakan mm
No. 10 2,00 160,5 10,72 89,28
No.20 0,850 280,4 18,73 70,55
No.40 0,425 408,3 27,28 43,27
No.60 0,250 289,9 19,37 23,98
No.80 0,180 163,4 10,92 12,98
No.100 0,150 66,9 4,47 8,51
12
0.01 0.1 1 10 100 1000
Diameter butir (mm)
Per
sent
ase
yang
lolo
s (%
)
No.120 0,125 50,7 3,39 5,12
No.140 0,106 18,6 1,24 3,88
No.200 0,053 7,4 0,49 3,39
Fan 50,6 3,39 0
Total 1496,7 100 260,88
Gambar 2.3. Grafik hubungan antara persen yang lolos ayakan dengan
diameter butir
Persentase ayakan
Sieve size No. 10 = x 100%
= x 100% = 10,72%
Sieve size No. 20 = x 100%
= x 100% = 18,73%
Sieve size No. 40 = x 100%
= x 100% = 27,28%
13
Sieve size No. 60 = x 100%
= x 100% = 19,37%
Sieve size No. 80 = x 100%
= x 100% = 10,92%
Sieve size No. 100 = x 100%
= x 100% = 4,47 %
Sieve size No. 120 = x 100%
= x 100% = 3,39%
Sieve size No. 140 = x 100%
= x 100% = 1,24%
Sieve size No. 200 = x 100%
= x 100% = 0,49%
Sieve size No. >200 = x 100%
= x 100% = 3,39%
Material yang hilang :
= x 100 % = 0,22 %
Passing percent
% Lolos = 100 % - % Tertahan
No. 10 = = 89,28 %
14
No. 20 = = 70,55 %
No. 40 = = 43,27 %
No. 60 = = 23,9 %
No. 80 = = 12,98 %
No. 100 = = 8,51 %
No. 120 = = 5,12 %
No. 140 = = 3,88 %
No. 200 = = 3,39 %
Fan = = 0
Berdasarkan kurva ukuran butir vs persentase lolos, maka di dapat nilai-nilai
sebagai berikut :
D10 = 0,15
D30 = 0,28
D60 = 0,72
Maka :
D60 0,72
Cu = = = 4,8
D10 0,15
(D30)2 ( 0,28 )2
Cc = = = 0,73
D60 x D10 0,72 x 0,15
Dimana nilai D30, D60 , dan D10 ini didapatkan dari kurva distribusi ukuran
butir partikel dengan pasing percent dari contoh tanah yang telah diuji tersebut.
2.6. Pembahasan
Dari hasil pengolahan data didapat Cu = 3,875 dan Cc = 1,022. Menurut
standart uji Lab, jika nilai Cu > 4 dan Cc > 6 memiliki gradasi yang baik. Namur
15
pada percobaan hasil yang di dapat Cu lebih kecil dari 4 yaitu 3,875 dan Cc lebih
Cecil dari 6 yaitu 1,032. Hal ini disebabkan pada saat pengayakan kondisi tanah
tidak sempurna karena masih ada material-material yang belum sepenuhnya
terayakan sehingga pada hasil pengukuran tanah pada masing-masing screen dan
sieve size yang berbeda akan mempengaruhi berat tanah. Akibat adapun material-
material yang lepas dan beterbangan, maka dapat mengakibatkan terjadinya
pengurangan passing percent (%).
2.7. Kesimpulan dan Saran
2.7.1. Kesimpulan
Dari hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa tanah yang diuji memiliki
distribusi usuran butir dengan koefisien keseragaman (Cu) sebesar 3,875 dan
koefisien gradasi (Cc) sebesar 1,032. Berdasarkan nilai tersebut dapat
dikategorikan bahwa sample tanah yang diuji tersebut mempunyai gradasi jelek.
2.7.2. Saran
Praktikan ingin menyarankan agar pada penjelasan tentang teori praktikum
ini lebih di perjelas dan adanya penambahan dari beberapa literature lain araupun
dari internet.
16