Tujuan
Pengujian ini dilakukan untuk menentukan batas plastis suatu tanah (batas besarnya kadar air (wp), pada contoh tanah, dari kondisi semi plastis menjadi plastis dalam persen)
Landasan Teori
Suatu hal yang penting pada tanah berbutir halus adalah sifat plastisitasnya. Plastisitas disebabkan oleh adanya partikel mineral lempung dalam tanah. Istilah plastisitas menggambarkan kemampuan tanah dalam menyesuaikan perubahan bentuk pada volume yang konstan tanpa retak-retak atau remuk.
Bergantung pada kadar air, tanah dapat berbentuk cair, plastis, semi padat, atau padat. Kedudukan fisik tanah berbutir halus pada kadar air tertentu disebut konsistensi. Konsistensi bergantung pada gaya tarik antara partikel mineral lempung. Sembarang pengurangan kadar air menghasilkan berkurangnya tebal lapisan kation yang menyebabkan bertambahnya gaya tarik partikel. Bila tanah dalam kedudukan plastis, besarnya jaringan gaya antar partikel akan sedemikian hingga partikel bebas menggelincir antara satu dengan yang lain, dengan kohesi yang tetap terpelihara. Pengurangan kadar air menghasilkan pengurangan volume tanah.
Atterberg (1911) memberikan cara untuk menggambarakan batas-batas konsitensi dari tanah berbutir halus dengan mempertimbangkan hubungan kadar air tanah. Batas-batas tersebut adalah batas cair(liquid limits), batas plastis(plastic limits), dan batas susut(shrinkage limits).
Batas plastis (PL), didefinisikan sebagai kadar air pada kedudukan antara daerah plastis dan semi padat, yaitu persentase kadar air dimana tanah dengan diameter silinder 3,2 mm mulai retak-retak ketika digulung.
Batas plastis (ASTM D-4318, 1998) didefinisikan sebagai kadar air di dalam tanah pada fase antara plastis dan semi padat. seperti telah diuraikan sebelumnya, apabila kadar air di dalam tanah berkurang, maka tanah menjadi lebih keras dan memiliki kemampuan untuk menahan perubahan bentuk. Perubahan tanah dari cair menjadi padat tersebut akan melalui fase yang dinamakan semi padat. Pengujian batas plastis dimaksudkan untuk menentukan besarnya kadar air di dalam contoh tanah pada saat tanah akan berubah dari fase plastis menjadi fase semi padat atau sebaliknya.
Untuk mengklasifikasikan tanah digunakan distribusi ukuran butir. Namun pada tanah halus yaitu lanau dan lempung tidak ada hubungan langsung antara ukuran dan sifatnya. Oleh karena itu untuk menyatakan sifat dan mengklasifikasikannya maka dibuatlah batas-batas konsistensi yang juga disebut sebagai batas-batas Atterberg.
Batas-batas Atterberg terdiri atas Batas Cair (Liquidity Limit), Batas Plastis (Plasticity Limit), dan Batas Susut (Shrinkage Limit). Konsistensi suatu tanah dipengaruhi oleh sifat kohesif partikel tanah dan kadar air yang terkandung di dalamnya.
Disebut konsistensi karena dibutuhkan kedudukan fisik tanah pada kadar air tertentu untuk tetap melekat dan tetap pada kondisinya. Jika batas konsistensinya dilewati maka tanah yang sebelumnya berada pada keadaan padat dapat berubah pada keadaan plastis, semi-plastis, dan cair.
Pada pengujian yang ada tanah yang dipakai harus melewati ayakan No. 40 ini berarti pengujian hanya bisa dilakukan pada tanah berbutir halus seperti lanau dan lempung. Dari praktikum yang dilakukan, diketahui bahwa saat kadar air pada conto uji meningkat maka jumlah pukulan pada alat casagrande menurun. Jadi jika ingin pukulan pada alat casagrande lebih sedikit berarti air yang ada semakin banyak dan juga sebaliknya. Hal ini dikarenakan saat terdapat air di dalam pori-pori tanah maka tanah berubah konsistensinya sehingga lebih mudah untuk bergerak dan juga diakibatkan lantai casagrande yang licin karena adanya air.
Pengujian dilakukan 4 kali agar mendapatkan 2 titik di bawah 25 pukulan dan 2 titik di atas 25 pukulan, hal ini dilakukan agar dalam pembuatan kurva aliran(flow curve) lebih mendekati kondisi tanah yang ada. Casagrande (1932) telah menyimpulkan bahwa tiap-tiap pukulan dari alat uji batas cair adalah bersesuaian dengan tegangan geser tanah sebesar kira-kira 1 g/cm2 (~0,1 kN/m2). Oleh karena itu, batas cair dari tanah berbutir halus adalah kadar air dimana tegangan tanahnya adalah kira-kira 25 g/cm2 (~2,5kN/m2). Maka dari itu batas cair ditentukan pada 25 pukulan alat casagrande.
Pada batas plastis sendiri jika digelintir hingga 3 mm dan terjadi retakan maka batas plastisitas tanah sudah terlampaui. Pada keadaan plastis suatu tanah pada kadar air tertentu akan memiliki gaya kohesif yang besar dan kadar air yang tepat sehingga partikel tanah dapat tergelincir tanpa berubah dari keadaan plastis. Ketika kadar air lebih sedikit maka partikel tanah tidak mempunyai bidang lincir yang cukup sehingga bisa terjadi retakan atau meninggalkan keadaan plastisnya.
Indeks plastisitas atau plasticity index(PI) merupakann interval kadar air dimana tanah masih bersifat plastis. Oleh karena itu, indeks plastisitas menunjukkan sifat keplastisan tanah. Jika tanah mempunyai PI tinggi, maka tanah mengandung banyak butiran lempung. Jika PI rendah seperti lanau, sedikit pengurangan kadar air berakibat tanah menjadi kering. Batasan mengenai indeks plastisitas, sifat, macam tanah, dan kohesi diberikan oleh Atterberg terdapat dalam Tabel
Tabel Indeks Plastisitas dan Macam Tanah
PI
|
Sifat
|
Macam Tanah
|
Kohesi
|
0
<7
7-17
>17
|
Non Plastis
Plastisitas Rendah
Plastisitas Sedang
Plastisitas Tinggi
|
Pasir
Lanau
Lempung Berlanau
Lempung
|
Non kohesif
Kohesif Sebagian
Kohesif
Kohesif
|
Tanah berbutir halus yang mengandung mineral lempung sangat peka terhadap perubahan kandungan air. Atterberg telah menentukan titik-titik tertentu berupa batas cair (Liquid Limit, LL), batas plastis (Plastic Limit, PL) dan batas kerut/susut (Shrinkage Limit, SL).
Dengan mengetahui nilai konsistensi tanah maka sifat-sifat plastisitas dari tanah juga dapat diketahui. Sifat-sifat plastisitas dinyatakan dengan harga indek plastisitas (Plasticity Index, IP) yang merupakan selisih nilai kadar air batas cair dengan nilai kadar air batas plastis (IP=LL – PL).
Nilai IP yang tinggi menunjukkan bahwa tanah tersebut peka terhadap perubahan kadar air dan mempunyai sifat kembang susut yang besar, serta besar pengaruhnya terhadap daya dukung atau kekuatan tanah.
Indeks plastis merupakan gambaran dari keadaan tanah dalam keadaan plastis. Indeks plastis dihitung berdasarkan indeks cair dikurangi dengan indeks plastis. Selisih perhitungan tersebut sebagai indeks plastisitas tanah, kecuali terjadi kondisi sebagai berikut:
Jika batas cair atau batas plastis tidak dapat ditentukan, indeks plastisitas dinyatakan dengan: NP (non plastis)
Jika batas plastis sama atau lebih besar dari batas cair, indeks plastisitas dinyatakan juga dengan: NP (non plastis).
Alat
- Cawan porselen.
- Pestel (penumbuk/penggerus) dengan kepala karet atau terbungkus karet.
- Spatula.
- Pelat kaca (30 cm × 30 cm).
- Saringan No. 40.
- Batang kawat ΓΈ 3 mm untuk ukuran pembanding.
- Air suling.
- Alat-alat pemeriksaan kadar air (oven, timbangan, gelas ukur, dan desikator)
Prosedur Percobaan
- Taruhlah contoh tanah dalam cawan porselen, campur air sedikit demi sedikit, aduk sampai benar-benar merata. Kadar air tanah yang diberikan adalah sampai tanah bersifat cukup plastis dan dapat mudah dibentuk menjadi bola dan tidak terlalu melekat pada jari, bila ditekan dengan jari.
- Remas dan bentuklah menjadi bentuk bola atau bentuk ellipsoida dari contoh tanah seberat sekitar 8 gram (diameter 13 mm). Gilinglah bola uji ini di atas pelat kaca yang terletak pada bidang mendatar di bawah jari-jari tangan dengan tekanan secukupnya sehingga akan terbentuk batang-batang yang diameternya rata. Gerakan menggiling tanah gunakan kecepatan kira-kira tiap ½ detik satu gerakan maju mundur.
- Bila pada penggilingan diameter batang telah menjadi sekitar 3 mm (bandingkan dengan batang kawat pembanding) dan ternyata batang ini masih licin, ambil dan potong-potong menjadi 6 atau 8 bagian; kemudian remas seluruhnya antara ibu jari dan jari-jari lain dari kedua tangan sampai homogen.
- Selanjutnya giling lagi seperti tadi. Jika digiling menjadi batang berdiameter 3 mm, ternyata batang masih licin, ulangi lagi remas menjadi bentuk bola lagi dan giling lagi, dst sampai batang tanah tampak retak-retak dan tidak dapat digiling menjadi batang yang lebih kecil (meskipun belum mencapai diameter 3 mm).
- Segera masukkan batang adonan tanah tersebut ke dalam cawan dan tutuplah. Selanjutnya lakukan pemeriksaan kadar air.
