BAB III BERAT JENIS ( SPESIFIC GRAVITY )

BAB III

BERAT JENIS ( SPESIFIC GRAVITY )

3.1.            Maksud Dan Tujuan Praktikum

Maksud dari percobaan ini adalah mengetahui seberapa penting peran berat jenis pada tanah dan memperhitungkan keadaan atau pengaruh yang dihasilkan

Tujuan dari percobaan adalah untuk menetukan besar berat jenis dari tanah berdasarkan nilai yang ditujukkan pada data data yang telah dianalisa..

3.2.      Dasar Teori

3.2.1    Defenisi Berat Jenis

Berat jenis  tanah dapat ditentukan dengan cara membandingkan antara berat butir tanah tersebut dengan berat air (aquades) yang mempunyai isi sama pada suhu standart.

Berat jenis didefenisikan sebagai rasio (perbandingan) dari berat isi bahan terhadap berat isi air. Table 3.1. menunjukkan daftar berat jenis dari sejumlah bahan yang biasa terdapat dalam tanah. Sebagian besar tanah (butiran – butiran individu yang terkumpul) mengandung banyak kwarsa (quarts) dan feldspart dan dalam jumlah yang lebih kecil mika (mica) dan mineral – mineral berdasarkan besi.

Hasil – hasil penentuan berat jenis dari sebagian besar tanah menunjukkan bahwa nilai-nilai dari 2,5 sampai 2,80 merupakan nilai – nilai yang biasa terdapat, diamana nilai-nilai antara  2,6 dan 2,75 merupakan nilai yang paling banyak terdapat. Pada kenyataannya, uji berat jenis jarang dilakukan, dan nilai – nilai diambil secara kasar sebagai berikut :

• Pasir, Kerikil, bahan-bahan berbutir kasar                  Gs  =  2,65  -  2,67

Tanah kohesif, sebagai campuran

• Lempung, lanau , pasir dan sebagainya                      Gs  =  2,68  -  2,72

Nilai kasar tersebut diperoleh dari sampel antara lain pasir, kerikil, lempung, lanau, dan sebagainya.

            Nilai dari berat jenis dihitung dengan menggunakan persamaan :

            Dimana :

            W_S    = Weight of soil ( berat asli tanah )

            α       = Specific gravity water pada temperatur tertentu

            W₄    = Weight of bottle + water

            GS    = Specific gravity

      W₃       = Weight of bottle + soil + water

Tabel 3.1. Nilai – nilai khas berat jenis untuk mineral-mineral tanah

Mineral	Berat Jenis
Bentonit	2,13 – 218
Gipsum	2,30
Gibsit	2,30 – 2,40
Montmorilonit	2,40
Feldspart  Ortoklas	2,56
Ilit	2,00
Kwarsa	2,60
Kaolinit	2,60 – 2,63
Klorit	2,60 – 3,00
Feldspart Plagioklas	2,62 – 2,76
Talcum	2,70 – 2,80
Kalsit	2,80 – 2,90
Muskovit	2,80 – 2,90
Dolomite	2,87
Argonit	2,92
Anhydrit	3,00
Biotit	3,00 – 3,10
Hornblende	3,00 – 3,47
Augit	3,20 – 3,40
Olivine	3,27 – 3,37
Limonit	3,8
Siderite	3,83 – 3,88
Hematite	4,90 – 5,30
Magnetit	5,17 – 5,18

Suatu petunjuk akan adanya kesalahan perhitungan       dalam angka pori apabila nilai   Gs = 2,65 digunakan apabila nilai sebenarnya sebesar 2,60 akan didapatkan dari uji laboratorium yang dihitung sebagai berikut :

Diberikan γd = 1,80 g/cm³ (dapat merupakan wakil dari nilai sebenarnya walaupun masih memungkinkan kesalahan sampai ± 0,005 g/cm³). Dari defenisi berat jenis :

                             Ws

            Gs   =

                        Vs  x  γw

Maka volume butir adalah :

            Vs     =                   =   0,629 cm³               (benar)

            Vs     =                   =   0,679 cm³               (asumsi)

Volume rongga Vv untuk kedua kasus diatas adalah ;

Vv   =   1  -  0,0692   =   0,308                  e   =     =  0,445

Dan

Vv’  =   1  -  0,679     =  0,321                   e’  =      =  0,473

Persentase pertambahan angka pori akibat pemakaian nilai Gs yang salah adalah :

Persen   =   x  100

              =     x   100

              =  106 persen

Angka pori 6 persen lebih besar akibat pemakaian nilai 2,65 yang salah. Karena penyelesaiannya juga tergantung pada _d = 1,80 yang secara statistic benar, maka terdapat kesalahan yang lebih kecil. Apabila perhitungan yang sama dilakukan untuk _d  = 2,0 dan 1,5 g/cm³. Persentase pertambahannya menjadi masing-masing 8,2 dan 4,5 persen. Juga nilai yang “benar” sebesar 2,60 itu dapat dianggap benat hanya apabila sejumlah kecil tanah (biasanya sekitar 150 g) yang digunakan untuk menentukana Gs benar-benar mewakili massa tanah yang hendak diteliti.

Permukaan Specifik

Permukaan specific menghubungkan luas permukaan suatu bahan dengan berat atau volume bahan tersebut, dimana volume biasanya lebih banyak dipilih. Dengan menggunakan defenisi yang terakhir, permukaan specific adalah :

Permukaan Specifik   =  

Secara fisik, kegunaan permukaan spesifik ini dapat diperlihatkan dengan menggunakan kubus 1 x 1 x1 cm sebagai berikut :

Permukaan specific    =  

                                    =      =   6

Jumlah kubus              =   2 x 2 x 2 x 2  =  8

Luas permukaan          =   (0,5)² (6) (8)   =   12 cm ²

Permukaan specific     =      =   12

Sekarang membagi sifat-sifat tersebut dengan 10 :

Jumlah kubus              =   10 x 10 x 10  =   1000

Luas permukaan          =   (0,1)² (6) (1000)   =   60 cm²

Dan

Permukaan specific     =      =   60

Ini memperlihkan bahwa partikel – partikel yang besar, apakah itu kubus atau partikel tanah, mempunyai luas permukaan persatuan volume yang lebih kecil dan  karena itu mempunyai permukaan specific yang lebih kecil jika dibandingakan dengan butiran-butiran tanah yang kecil.

Sekarang apabila terdapat air yang cukup untuk melembabkan permukaan dalam conto diatas, maka diperlukan air 10 kali lebih banyak untuk membasahi semua permukaan butiran apabila kubusnya berukuran 0,1 x 0,1 x 0,1 cm jika dibandingkan apabila volume yang sama itu menempati kubus tuggal berukuran 1 cm³.

Hubungan Antar Fase

            Tanah merupakan komposisi dari dua atau tiga fase yang berbeda. Tanah yang benar benar kering terdiri dari dua fase, yang disebut partikel padat dan udara mengisi pori (disebut udara pori). Tanah yang jenuh sempurna (fully saturated) juga terdiri dari dua fase, yaitu partikel padat dan air pori. Sedangkan tanah yang jenuh sebagian terdiri dari tiga fase, yaitu partikel padat dan air pori. Komponen komponen tanah dapat digambarkan dalam suatu diagram fase seperti berikut:

 

Gambar 3.1. Diagram fase pada tanah

3.3.      Bahan Dan Peralatan

3.3.1.   Bahan Dan Fungsinya

            Bahan – bahan yang digunakan selama praktikum antara lain :

1.      Conto tanah hasil lolos ayakan no. 40

2.      Air suling ( aquades ) berfungsi untuk melarutkan tanah di dalam botol yang akan diteliti.

3.3.2.   Peralatan Dan Fungsinya

            Peralatan yang digunakan selama praktikum antara lain :

1.      Piknometer dengan kapasitas minimum 100 ml atau botol ukur dengan kapasitas minimum 50 ml.

2.      Vakum test merupakan rangkaian alat penguji specific gravity dilengkapi dengan pompa hampa udara.

3.      Neraca dengan ketelitian 0,001 gram, berfungsi sebagai penimbang berat sampel.

4.      Termometer ukuran 0⁰ – 50⁰ C dengan ketelitian pembacaan 1⁰ C untuk mengkur suhu selama praktikum.

5.      Saringan no.4 dengan penadahnya, untuk menseragamkan ukuran soil pada sampel yang akan diuji.

6.      Pompa hampa udara ( vacum pump )

 Vacum Test

                                                

      Neraca Listrik

 

                                                                             

                                                                                     Piknometer

                 Saringan No. 40       

Gambar 3.2. Alat – alat dalam percobaan spesific gravity

3.4.      Prosedur Pengujian

            Adapun proses pengujian yang dilakukan untuk menetukan nilai SG adalah :

1.      Menimbang berat piknometer atau botol yang sudah diberikan kode dengan ketelitian 0,01 gr ( W₁ ).

2.      Memasukkan conto uji kedalam piknometer atau botol kemudian menimbang beratnya.

3.      Menambahkan air suling sehingga piknometer atau botol terisi dua pertiganya, untuk bahan yang mengandung lempung dilakukan dengan cara mendiamkan conto uji terendam selama ± 24 jam.

4.      Meletakkan masing – masing piknometer atau botol berisi conto dengan air pada alat yang dilengkapi dengan pompa vakum kemudian menyalakan pompa vakum selama 30 menit.

5.      Mengisi piknometer atau botol berisi conto dengan air suling seperlunya dan menimbang beratnya ( W₃ )

6.      Membuang conto dari piknometer sampai bersih dan mengisi kembali dengan air suling. Setelah kering kemudian ditimbang beratnya ( W₄ ) kemudian mengkur temperatur air.

3.5.      Pembahasan

            Dari hasil percobaan dengan menggunakan vakum test, maka diperoleh nilai specific gravity of soil ( GS ) dan average ;

Tabel 3.2 Tabel Specific Gravity       

Determination No	1	2	3
Bottle No	1	2	3
Weight of Bottle + water + soil + (W3) gr	801,5 gr	806,2 gr	809,2 gr
Weight of Bottle + water (W4) gr	691,8 gr	688,7 gr	698,5
Weight of Bottle + Dry soil (W2) gr	401,8 gr	402,9	404,6 gr
Weight of Bottle (W1) gr	194,2 gr	190,7 gr	200,6 gr
Weight of soil (Ws)	207,6 gr	212,2 gr	204 gr
Temperature (T) 0C	290	290	290
Spesifik Gravity of Water at T (a)	0,9989	0,9989	0,9989
Spesifik Gravity of soil (Gs)	2,118	2,238	2,184
Average	2,18

Weight of soil (Ws) (1)           = Weight of Bottle + Dry soil (W₂) –

                                                    Weight of Bottle (W₁)

                                                = 401,8 gr – 194,2 gr

                                                = 207,6 gr

 Weight of soil (Ws) (2)          = Weight of Bottle + Dry soil (W₂) –

                                                   Weight of Bottle (W₁)

                                                = 402,9 gr – 190,7 gr

                                                = 212,2 gr

 Weight of soil (Ws) (3)          = Weight of Bottle + Dry soil (W₂) –

                                                   Weight of Bottle (W₁)

                                                = 404,6 gr– 204 gr

                                                = 200,6 gr

            Rumus yang digunakan untuk menentukan GS adalah :

           

            Perhitungan mendapatkan nilai GS adalah :

Piknometer I

Piknometer II

                       

Piknometer III

               

                            

                                               

3.6.      Kesimpulan Dan Saran

3.6.1.   Kesimpulan

            Berdasarkan dari hasil percobaan praktikum, maka diperoleh data :

SG I    = 2,1 gr

SG II   = 2,23 gr

SG III = 2,17 gr

            Maka Average ( rata – rata ) yang diperoleh yaitu : 2,10 gr

Yang mana artinya adalah nilai specific gravity sangat mempengaruhi keadaan tanah dalam pembangunan jalan ataupun bangunan apabila nilai SG suatu tanah tinggi maka kwalitas tanah untuk pembangunan akan semakin buruk.

3.6.2.   Saran

Untuk kebaikan dan kelancaran praktikum, maka praktikan menyarankan agar peralatan praktikum dapat dilengkapi sehingga memenuhi standar perguruan tinggi agar para mahasiswa menjadi teliti. Praktikan juga mengharapkan agar antara teori dan praktikum dapat sejalan sebagaimana mestinya.