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 ø 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.