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