Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol.
9 No.
2 Agustus 2025 ISSN Print 2685-7553 ISSN Online 2581-1134 Analsis Uji Sifat Fisis dan Mekanis Tanah Clay Shale Yang Distabilisasi Dengan Penambahan Kapur dan Fly Ash Fuad Harwadi1.
Hasrullah2*.
Dana Febriansyah3
1,2,3
Program Studi Teknik Sipil.
Fakultas Teknik.
Universitas Borneo Tarakan e-mail: *2hasrullah.
ray@borneo.
Abstract Clay shale soils have properties that are very easily weathered or weakened in a relatively short time when reacting with air and water.
Therefore, it needs to be stabilized to improve its technical properties and bearing capacity.
This study aims to determine the optimal percentage of fly ash and lime addition as stabilizer materials.
The addition of stabilizer to soil samples was carried out by varying the percentage of addition of 15%, 20% and 25% with variations in the length of curing time for 14, 21 and 28 days.
Furthermore, physical and mechanical properties were tested in the form of CBR and UCT tests.
The test results showed a change in soil grain size where there was an increase in sand content and a decrease in clay content in all samples.
This occurs due to the pozzolanic The addition of stabilizer also affects the increase in CBR and UCT test values, where the most optimal increase occurs in the addition of 15% stabilizer with 28 day curing period.
The CBR value increased by 110% while the UCT value was 38.
25 kg/cm2 from the initial condition Keywords: Clay shale.
CBR, lime, stabilizer, soft clay Abstrak Tanah Clay shale mempunyai sifat yang sangat mudah lapuk atau melemah dalam waktu yang relatif singkat apabila bereaksi dengan udara maupun air.
Oleh karena itu, perlu di stabilisasi untuk meningkatkan sifat teknis dan daya dukungnya.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui persentase penambahan fly ash dan kapur yang optimal sebagai bahan stabilizer.
Penambahan stabilizer pada sampel tanah dilakukan dengan memvariasikan presentase penambahan sebesar 15%, 20% dan 25% dengan variasi lama waktu pemeraman selama 14, 21 dan 28 hari.
Selanjutnya dilakukan pengujian sifat fisik dan mekanik berupa uji CBR dan UCT.
Dari hasil pengujian menunjukkan terjadinya perubahan ukuran butiran tanah dimana terjadi peningkatan kadar pasir dan penurunan kadar lempung pada semua sampel.
Hal ini terjadi karena adanya proses pozzolan.
Penambahan stabilizer juga berpengaruh terhadap peningkatan nilai uji CBR dan UCT, dimana peningkatan paling optimal terjadi pada penambahan stabilizer 15% dengan masa pemeraman 28 hari.
Nilai CBR meningkat sebesar 110% sedangkan nilai UCT sebesar 38,25 kg/cm 2 dari kondisi awal.
Kata kunci: Clay shale.
CBR, kapur, stabilizer.
UCT Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol.
9 No.
2 Agustus 2025 Pendahuluan Tanah merupakan material yang memegang peranan penting dalam pembangunan infrastruktur, karena tanah berfungsi untuk menopang beban konstruksi.
Maka dari itu diperlukan tanah yang mempunyai daya dukung yang baik.
Di wilayah Kalimantan Utara terdapat jenis tanah yang cukup unik dan kompleks, yaitu tanah clay shale.
Clay shale mempunyai sifat teknis yang cukup menarik, terutama karena mudah terjadi pelapukan atau pelemahan tanah clay shale dalam waktu yang relatif Banyak permasalahan yang terjadi pada kontruksi sipil yang berdiri pada lapisan tanah Clay shale.
Beberapa proyek kontruksi gedung maupun jalan mengalami keruntuhan saat proses pembangunan sedang berlangsung dan beberapa kasus terjadi setelah pembangunan selesai.
Kasus-kasus kerusakan kontruksi disebapkan tanah Clay shale pada wilayah Indonesia di antaranya jalan Tol Semarang Ae Bawen pada tahun 2015.
Wisma Atlet Hambalang pada tahun 2013, tahun 2006 pada jalan Tol Cipularang, jalan Tol Cisomang pada tahun 2017, jalan Tol Penggaron pada tahun 2015 (Adisurya & Makarim, 2.
dimana semua kasus pada tanah Clay shale terjadi longsor yang menyebabkan pergeseran struktur utama kontruksi, retak, sehingga terjadinya kegagalan daya dukung pondasi.
Belviso, 1977 .
alam Ariesnawan, 2.
melakukan penelitian dan menyatakan hasil dari uji slake durability pada sampel tanah Clay shale menunjukan hasil indeks sangat rendah.
Clay shale termasuk dalam batuan elastik sedimen halus yang memiliki campuran dari lumpur.
Menurut Blatt dan Robbert, 1966 .
alam Alatas Idrus M, 2.
clay shale memiliki kadungan mineral berupa lempung maupun serpihan kecil lanau berukuran butiran, terutama pada mineral kuarsa dan kalsit.
Salah satu ciri-ciri Clay shale berupa patahan memanjang yang berlapis lapis dengan ketebalan ukuran kurang dari 1 cm AoFissilityAo dan sifat Fissilty ini tidak terdapat pada batuan lumpur lainya yang memiliki komposisi yang sama.
Karakteristik Clay shale yang umum terdiri dari beberapa lapis tipis yang tidak beraturan, mudah dipisahkan sepanjang bidang lapis, dan sangat licin.
Irsyam, 2006 .
alam Ariesnawan, 2.
mengatakan bahwa terdapat lapisan Clay shale pada daerah pengembangan yang akan menyebabkan ketidakstabilan tanah meskipun berada pada kontur yang datar.
Clay shale merupakan salah satu jenis batuan lumpur yang mengandung Montmorillonite.
Pada penelitian yang dilakukan Adisurya dan Makarim .
dijelaskan bahwa salah satu material penyusun clay shale adalah Montmorillonite.
Pada penelitian pada kasus tanah Clay shale SemarangBawen dan clay shale Hambalang dilakukan uji mineralologi dengan menggunakan X-Ray Defraction dan SEM (Scanning Electron Microscop.
, dari pengujian ini diketahui bahwa kedua sampel ini mempunyai mineralogi yang berbeda.
Clay shale Semarang-Bawen, komposisi mineral utamanya adalah Smektit 50%, sedangkan clay shale Hambalang, komposisi mineral utamanya adalah Kaolinite 30% dan Clorit 20%.
Karbon utama di Semarang-Bawen adalah Calsit 30%, sedangkan di proyek Hambalang adalah Siderit 6%.
Sifat material clay shale yang tidak stabil atau mudahnya terjadi pelapukan apa bila bereaksi dengan udara dan air.
Di daerah beriklim tropis, proses ini lebih sering terjadi dibandingkan dengan kondisi iklim lainnya.
Perilaku rekayasa utama clay shale sangat sulit diidentifikasi, namun clay shale akan berubah menjadi lempung lunak .
jika terkena sinar matahari, udara dan air.
Akan tetapi, menurut Alatas, dkk .
tanah clay shale akan memiliki kuat geser yang sangat baik jika ditutupi dengan lapisan tanah yang tebal sehingga tidak terjadi kontak langsung antara clay shale dengan sinar matahari, air dan udara.
Oleh karena itu, diperlukan suatu upaya untuk memperbaiki sifat dan kekuatan tanah clay shale, khususnya pada material clay shale yang telah mengalami proses pelapukan.
Stabilisasi tanah merupakan sebuah metode perbaikan tanah dengan mencampurkan beberapa bahan kedalam tanah bertujuan untuk meningkatkan parameter tanah sesuai dengan kebutuhan, guna meningkatkan daya dukung tanah.
Ada berbagai macam contoh bahan tambahan diantara semen, fly ash, dan kapur dan lainnya.
Pada penelitian ini digunakan fly ash yang merupakan hasil dari sisa pembakaran batu bara, yang dicampur dengan kapur dengan komposisi yang telah diperhitungkan.
Harwadi, et.
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol.
9 No.
2 Agustus 2025 Pemakaian kapur dan pemanfaatan limbah fly ash membuka peluang untuk dimanfaatkan di bidang konstruksi khususnya pada perbaikan tanah clay shale sebagai tanah dasar .
atau sebagai tanah timbunan (Susanto, 2.
Melalui penelitian ini, diharapkan dapat memberikan gambaran mengenai pengaruh pemanfaatan kapur dan dan limbah fly ash dalam meningkatkan daya dukung Metode Penelitian Tanah Clay Shale diperoleh di sebuah proyek yang terletak di jalan poros Gunung Seriang.
Tanjung Selor.
Kabupaten Bulungan.
Kalimantan Utara.
Tanah clay shale yang digunakan sebagai bahan penelitian merupakan tanah terganggu dimana benda uji telah terpapar selama kurang lebih satu tahun.
Hal ini menyebabkan sampel tanah clay shale telah mengalami proses pelapukan yang diakibatkan bereaksi dengan udara dan air, sampel tanah clay shale dapat dilihat pada Gambar 1 .
Gambar 1.
Tanah Clay Shale di Awal Penggalian Gunung Seriang.
Kalimantan Utara .
Lokasi Pengambilan Sampel Tanah Clay Shale .
ource: google map.
Penambahan fly ash merupakan salah satu cara stabilisasi tanah ekspansif yang efektif, karena fly ash bersifat pozzolan sehingga dapat mengikat mineral tanah menjadi padat, sehingga mengurangi kembang susut tanah, menambahkan niai kekuatan tanah, mengurangi ekspansi reaksi alkali silika, meningkatkan ketahanan terhadap serangan sulfat, dan mengurangi penetrasi klorida karena ikatan pozzolanic .
an terkadang hidrauli.
Selain itu, penggunaan fly ash juga mendukung praktik konstruksi yang ramah lingkungan karena memanfaatkan limbah industry (Faray dan Rahayu, 2.
Menurut ASTM C168 .
alam Hagge, et al .
fly ash dibagi menjadi 2 kelas, yaitu kelas F dan kelas C, perbedaan dari 2 kelas tersebut adalah fly ash kelas F memiliki sifat pozzolanic tetapi tidak memiliki sifat self cementing, sedangkan kelas C memiliki sifat poz-zolanic dan self cementing.
Berdasarkan tabel ASTM C 168, kapur diperlukan untuk fly ash kelas F.
Tujuan dari penambahan kapur adalah untuk meningkatkan sifat pozzolanic dan self cementing dari fly ash.
Komposisi kimia dan fisika dari fly ash menurut ASTM C168 dapat dilihat pada Tabel 1 Tabel 1 Chemical and Physical Composition of Fly Ash (ASTM C .
Fly Ash Parameter Class F Class C Chemical composition of Fly Ash Alumina Oxide (AlCCOCE).
Silikon Dioxide Min (SiO.
Iron Oxide(FeCCOCE) Kalsium oxide( CaO) <10 >20 Magnesium Oxide(MgO) Max SulfurTrioxide(SOCE) Max Flame loss Alkali (NaCCO) Max Moisture content Max Harwadi, et.
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol.
9 No.
2 Agustus 2025 Parameter Class F Physical Properties Expansion with autoclave Fineness 45 m Sumber: ASTM C 168 in Hangge et al .
Max Max Fly Ash Class C Adapun kapur merupakan salah satu bahan stabilisasi tanah yang sering diaplikasikan pada konstruksi jalan untuk mengatasi berbagai macam masalah.
Mulai dari jenis tanah lempung biasa hingga tanah lempung ekspansif.
Kapur akan bereaksi langsung dengan air tanah untuk mengubah sifat-sifat tanah, mengurangi kelunakan dan daya lekat tanah (Hagge, et al.
, 2.
Metode penelitian ini dilakukan dalam empat tahap, yaitu tahap persiapan, tahap penelitian lapangan, tahap penelitian di laboratorium, dan tahap analisis data.
Tahap persiapan meliputi studi pendahuluan dan studi literatur.
Tahap penelitian lapangan meliputi survei lokasi pengambilan sampel yang dilanjutkan dengan pengambilan sampel, dan penyediaan bahan dan alat yang akan digunakan.
Tahap penelitian laboratorium meliputi pengambilan data dari uji parameter fisik tanah, uji pemadatan dengan alat pemadat standar dan uji CBR laboratorium, dokumentasi kegiatan, dan kegiatan lainnya.
Tahap analisis data terdiri dari kegiatan pengolahan data hasil pengujian, simulasi hasil analisis, dan pembuatan laporan hasil penelitian.
Tahap Pengujian Pengujian Indeks Properties tanah Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat fisis dari tanah lempung.
Pengujian ini Uji kadar air ( water content ) ) berpedoman pada standar SNI 1965-2019 Uji Berat Jenis ( specific gravity ) SNI 1964-2008 Uji Batas Cair.
SNI 1967-2008 Uji Batas Plastis.
SNI 1966-2008, dan sebagainya Pengujian pemadatan .
Pemadatan yang dilakukan di laboratorium berpedoman pada standar SNI 1742-2008.
Pengujian ini bertujuan untuk nilai kadar air optimum dan kepadatan maksimum kondisi initial Variasi persentase dari bahan pencampuran benda uji yang terdiri dari tanah clay shale, kapur dan fly ash ditunjukkan pada Tabel 2 berikut:
Tabel 2.
Variasi persentase bahan pencampuran benda uji Variasi Persentase campuran benda uji Variasi 1 100% Clay Shale 0% Kapur 0% fly ash Variasi 2 85% Clay Shale 10% Kapur 5% fly ash Variasi 3 80% Clay Shale 15% Kapur 5% fly ash Variasi 4 75% Clay Shale 20% Kapur 5% fly ash Pengujian CBR Laboratorium (California Bearing Rati.
Pengujian CBR dilakukan untuk mengetahui kekuatan tanah.
Prosedur pengujian berpedoman pada standar SNI 1744-2012.
Variasi campuran tanah yang digunakan sebagai sampel uji adalah variasi campuran seperti yang terlihat pada Tabel 1.
Pengujian CBR laboratorium ini di lakukan Harwadi, et.
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol.
9 No.
2 Agustus 2025 pada kondisi tidak terendam .
dan kondisi terendam .
dengan variasi lama perendaman selama 14 hari, 21 hari, dan 28 hari Pengujian Unconfined Compression Test (UCT) Pengujian UCT atau uji tekan bebas ini dilakukan untuk mendapatkan nilai kuat tekan sampel Prosedur pengujian berpedoman pada standar SNI 3638-2012.
Variasi campuran tanah yang digunakan sebagai sampel uji , sama persisi dengan sampel uji tanah pada pengujian CBR.
Pengujian UCT juga dilakukan pada kondisi terendam dengan tidak terendam Secara garis besarnya , kegiatan penelitian ini dilakukan mengikuti diagram alir penelitian seperti yang di tunjukkan Gambar 2 berikut:
Gambar 2.
Diagram Alir Penelitian HASIL DAN PEMBAHASAN Tanah Asli 1 Sifat Fisik Tanah Kondisi Asli (Initial Conditio.
Hasil pengujian parameter sifat fisis tanah clay shale pada kondisi asli .
nisial conditio.
ditunjukkan dalam Tabel 1 berikut Tabel 3.
Sifat fisik Tanah Kondisi Asli Harwadi, et.
Pengujian Kadar air Berat jenis Grain size analysis Kerikil Pasir Hasil Satuan 2,27 2,72 Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Pengujian Lempung/Lanau Atterberg Limit Batas cair (LL) Batas plastis (PL) Plastic Index (IP) Vol.
9 No.
2 Agustus 2025 Hasil Satuan 20,81 10,20 10,61 Dari hasil pengujian analisa saringan tanah Clay Shale seperti pada Tabel 3, berdasarkan sistem klasifikasi tanah USCS (United Soil Classification Syste.
dinyatakan bahwa tanah asli clay shale termasuk dalam tanah berbutir kasar, karena tanah yang lolos saringan No 200 kurang dari 50%.
Identifikasi selanjutnya, persentase tanah lolos saringan No 4 lebih dari 50% sehingga termasuk dalam fraksi pasir dan dari persentase tanah yang lolos saringan No 200 lebih 12% maka termasuk dalam klasifisikasi tanah SM atau SC.
Untuk mengetahui lebih detail, dibutuhkan grafik batas-batas Atterberg untuk menunjukkan plastisitasnya seperti pada Gambar 3.
Hasilnya menunjukkan bahwa tanah asli Clay Shale termasuk dalam SC .
asir berlempung, campuran pasir-lempun.
dengan plastisitas rendah Gambar 3.
Sistem Klasifikasi Tanah menurut USCS Sedangkan sistem klasifikasi tanah menurut AASHTO (American Association Of State Highway And Transportation Official.
, yang didasari dari hasil pengujian saringan dan Atterberg Limit pada tanah asli, menunjukkan bahwa tanah tersebut termasuk dalam golongan A-2-6.
Sampel tersebut memenuhi syarat klasifikasi A-2-6 dikarenakan sampel yang lolos saringan 200 max 35% dengan liquid limid (LL) max 40% dan Indeks Plastis (IP) min 11%, seperti yang terlihat pada Gambar 4 berikut ini Gambar 4.
Grafik Klasifikasi AASHTO Metode Batas Atterberg Dari hasil pengujian berat jenis yang diperoleh, tanah clay shale tergolong lempung tak organik berdasarkan klasifikasi menurut Hardiyatmo .
, dimana berat jenis 2,72 berada diantara range 2,68 - 2,75 seperti yang terdapat dalam Tabel 4 berikut Harwadi, et.
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol.
9 No.
2 Agustus 2025 Tabel 4.
Klasifikasi Tanah Berdasarkan Berat Jenis Jenis tanah
Berat jenis (GS) Kerikil
2,65 Ae 2,68 Pasir
2,65 Ae 2,68 Lanau tak organik
2,62 Ae 2,68 Lempung organik
2,58 Ae 2,65 Lempung tak organik
2,68 Ae 2,75 Humus
1,37
Gambut 1,25 Ae 1,80 Sumber: Hardiyatmo .
Sifat Mekanis Tanah Asli (Initial Conditio.
Hasil Pengujian Pemadatan (Compaction Test ) Uji pemadatan (Proctor tes.
dilakukan untuk mengetahui berat isi kering (Max Dry Density /MDD) dan kadar air optimum (Optimum Moisture Content /OMC).
Hasil perhitungan dari kadar air optimum dan berat isi kering akan digunakan sebagi patokan penambahan air pada sampel uji CBR dan UCT.
Dari hasil pengujian pemadatan tanah asli Clay shale diperoleh kadar air optimum sebesar 10,06 % dengan berat isi kering 1,9 gr /cm3 Gambar 5.
Grafik Kadar Air Optimum Dan Berat Isi kering Hasil Uji CBR (California Bearing Rati.
Tanah Asli Clay shale n CBR Tanpa Rendaman Pada pengujian California Bearing Ratio menggunakan 2 sampel dimana salah satu sampel dilakukan perendaman guna mengetahui kadar swelling .
Dimana hasil dari kedua sampel akan dilakukan perbandingan nilai CBR.
Hasil dari percobaan tanah asli tanpa perendaman menunjukan nilai CBR tanah sebesar 22,71% dimana nilai CBR seiring waktu bisa saja terus terjadi penurunan dikarenakan sifat tanah clay shale mudah melapuk Tabel 5.
Data Analisis CBR tanah Asli Harwadi, et.
Pengujian Hasil
Satuan Tes Pemadatan OMC
10,06
Dry density gr/cm3 CBR Test
CBR Soaked CBR value 19,61 Water content
11,81
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol.
9 No.
2 Agustus 2025
Pengujian Hasil
Satuan Dry density 1,91 gr/cm3 Swelling 2,53 CBR Unsoaked CBR value 22,71 Water content
8,06
Dry density 2,01 gr/cm3 1,32 kg/cm2 UCT Perbandingan nilai CBR dengan penelitian yang Utomo dan Cahyono .
, dimana tanah Clay shale yang diambil dari longsor ruas jalan tol Semarang-Solo sebesar 5,67%.
Hal ini menujukan nilai CBR penulis lebih tinggi walupun sampel tanah yang digunakan telah melapuk, hal ini bisa terjadi karena faktor utama mineral penyusun tanah setiap wilayah yang berbeda dan jumlah kandungan air pada tanah juga berpengaruh terhadap daya dukung tanah.
n CBR Rendaman Dari hasil percobaan CBR rendaman seperti yang terlihat pada Tabel 5, dimana pada saat perendaman tanah selama 4 hari diperolah data swelling tanah asli Clay shale sebesar 2,54 % sedangkan nilai CBR rendaman .
mengalami penurunan dari CBR tanah asli tanpa perendaman .
sebesar 3,1%.
Dari hasil uji coba CBR soaked dan unsoaked diketahui jika terjadi peredaman akan berpengaruh terhadap penurunan nilai CBR dan hal tersebut terjadi karena terjadinya reaksi antara air dengan sampel tanah asli yang akan menyebapkan pelapukan, dimana dengan lepasnya ikatan antara lapisan tanah dan ruang pori yang terbentuk akan terisi air.
Hasil Uji Uncofined Compression Test Tanah Asli Uji Uncofined Compression Test meghasilkan data kuat tekan bebas dan kohesi, hasil pengujian Uncofined Compression Test dapat dilihat pada tabel berikut Tabel 6 Hasil pengujian UCT tanah asli Hasil Satuan Kuat tekan bebas .
Kg/cm2 Sampel
0,985
Sampel
1,514
Sampel
1,450
Rata-Rata 1,316 Berdasarkan Tabel 6 diatas menunjukan ketahanan sampel tanah terhadap tekanan yang diberikan sebelum terjadinya keruntuhan sampel yang diakibatkan meregang atau terpisahnya butiran tanah Pada sampel 1 hanya mampu menahan kuat tekan bebas q u sebesar 0,98 kg/cm2 sebelum terjadinya keruntuhan sampel.
Sampel kedua dan ketiga memiliki kemampuan menahan kuat tekan bebas qu sebesar 1,51 kg/cm2 dan 1,45 kg/cm2 sebelum terjadinya keruntuhan sampel.
Tanah Clay shale yang Distabilisasi dengan Bahan Stabilizer Sifat Fisik Tanah Clay shale setelah di stabilisasi Stabilisasi tanah clay shale dengan kapur dan fly ash dilakukan untuk meningkatkan daya dukung Kapur dapat memberikan sifat sementit pada fly ash, sehingga tanah menjadi lebih kuat dan Beberapa hal yang dapat diukur setelah dilakukan stabilisasi tanah clay shale dengan kapur dan fly ash antara lain hasil uji specific gravity (G.
, batas cair dan batas plastis.
Hasil uji sifat fisis clay shale pada tanah asli dan tanah yang dicampur dengan bahan stabilisator .
apur dan fly as.
dapat dilihat pada Tabel 7.
Harwadi, et.
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol.
9 No.
2 Agustus 2025
Tabel 7 Hasil pengujian sifat fisis tanah clay shale yang telah di stabilisasi
Physical Test
Percentage Physical Properties Unit
Initial
0 hari 14 hari 21 hari 28 hari 0 hari 14 hari 21 hari 28 hari 0 hari 14 hari 21 hari 28 hari Specific Gravity 2,719 2,729 2,743 2,767 2,878 2,759 2,774 2,895 3,076 2,787 2,796 2,903 3,183 Grain Size Analysis Water
Content
Silty/clay 85,97 14,84 11,38 10,24 10,00 14,05 10,53 9,53 7,76 13,29 9,65 9,07 7,15 0,03 2,82 3,21 3,88 0,14 2,20 3,82 98,55 89,72 91,38 98,52 93,39 93,88 95,10 91,60 91,58 Atterberg Limits 14,02 Liquid
Limit
20,809
Plastic
Limit
10,196
Plastic
Index
10,613
11,45
10,28
8,62
9,48
6,61
6,12
8,90
8,40
8,12
24,36
28,03
29,10
30,30
24,56
29,18
30,08
31,19
24,90
30,50
31,49
32,21
11,01
13,03
15,04
16,90
12,50
14,72
16,13
17,80
13,03
16,44
18,25
19,35
13,35
15,00
14,06
13,40
12,06
14,46
13,95
13,39
11,87
18,25
13,24
12,85
Kadar Air (O) Berdasarkan hasil data dari Tabel 7 tentang perubahan kadar air tanah clay shale yang telah distabilisasi, menunjukkan perubahan kadar air yang semakin berkurang akibat masa perendaman dan penambahan bahan stabilizer.
Semakin lama masa perendaman pada sampel, maka kadar air tanah semakin berkurang.
Hal yang sama juga berlaku pada penambahan jumlah stabilizer pada sampel, semakin besar persentase penambahan stabilizer maka kadar air pada campuran tanah juga akan .
Gambar 6.
Pengaruh penambahan stabilizer terhadap perubahan kadar air tanah .
Pengaruh masa peram terhadap kadar tanah Selama proses perendaman, sampel yang telah di tambahkan dengan stabilizer membutuhkan air untuk terjadinya reaksi pozzolan yang akan mengikat partikel-partikel butiran tanah.
Faktor inilah yang menyebabkan penurunan kadar air pada sampel dari waktu ke waktu.
Dari Gambar 6 terlihat bahwa jika jumlah stabilizer yang ditambahkan semakin banyak, maka kadar air akan semakin Berat Jenis (Specific Gravit.
Perubahan berat jenis pada sampel yang telah mengalami stabilisasi ditunjukkan pada Gambar 7, dimana terlihat terjadi peningkatan berat jenis tanah setelah ditambahkan stabilizer.
Penambahan stabillizer ini menyebabkan tanah akan mengalami proses pozzolanic, dimana setelah terjadinya reaksi Harwadi, et.
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol.
9 No.
2 Agustus 2025 akan terbentuk kristal gel yang akan mengisi pori pori tanah sebagai pengikat sehingga tanah tersebut akan lebih kaku dan tidak mudah menyusut ataupun mengembang, sehingga terjadi peningkatan berat pada volume butiran tanah .
Gambar 7.
Pengaruh penambahan stabilizer terhadap perubahan berat jenis tanah .
Pengaruh masa peram terhadap berat jenis tanah Batas-Batas Atterberg Hasil pengujian batas batas Atterberg seperti batas cair, batas plastis dan indeks plastisitas pada tanah clay shale yang telah di stabilisasi juga mengalami perubahan seperti yang terlihat pada Tabel 7, dimana batas cair .
iquid limi.
dan batas plastis .
lastic limi.
mengalami peningkatan yang cukup signifikan pada hari ke 28 perendaman dengan jumlah Stabilizer sebanyak 25%.
Peningkatan batas cair dan batas plastis pada sampel tanah di sebabkan terjadinya reaksi pozzolanic, dimana pada reaksi pozzolan diperlukan air, sedangkan sampel tanah asli yang digunakan memiliki kadar air yang rendah, sehingga ketika air ditambahkan, maka fly ssh dan kapur yang memiliki sifat pozzolan akan mengikat air tersebut guna terjadinya reaksi yang akan membentuk kristal gel yang akan mengikat butiran-butiran tanah sehingga tanah menjadi kaku Adapun nilai indeks platisitas .
lastic inde.
, pada awalnya terjadi peningkatan cukup signifikan pada penambahan stabilizer 15% dengan masa peram 14 hari, namun mengalami penurunan setelah persentase stabilizer di tambahkan, hal tersebut terlihat pada Gambar 8 berikut .
Gambar 8.
Pengaruh penambahan stabilizer terhadap perubahan nilai indeks plastisitas .
Pengaruh masa peram terhadap perubahan nlai indeks plastisit tanah Menurunnya indeks plastisitas tanah menunjukan bahwa sampel tanah mengalami peningkatan kualitas tanah, disebabkan semakin rendah atau menurunnya indeks plastisitas maka tanah tersebut tidak mudah menyerap air sehingga terjadinya perubahan volume .
pada tanah.
sangat kecil Dari hasil uji gradasi tanah juga terlihat peningkatan butiran tanah akibat kadar air dan indeks plastisitas menurun.
Butiran tanah menjadi menggumpal membentuk kristal gel, sehingga tanah Setelah di uji saringan frase lempung .
persentasenya menurun, sebaliknya friksi pasir .
dan kerikil .
mengalami peningkatan.
Harwadi, et.
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol.
9 No.
2 Agustus 2025 Reaksi pozzolan akan berperan penting dalam proses stabilisasi yang akan dilakukan dengan penambahan fly ash dan kapur pada tanah clay shale.
Sergant ( dalam Hangge et.
al, 2.
dalam bukunya yang berjudul AuCement.
Mortar and Alkali-Activated Concrete HandbookAy mengatakan bahwa reaksi pozzolan membutuhkan waktu lama untuk beraksi dimana mekanisme utama tersebut melibatkan kalsium hidrosida .
apur padam / Ca(OH).
melalui air kedalam tanah yang akan bergabung dengan aluminium oksida (Al2O.
atau nama mineral alumina dan silikon dioksida (SiO.
atau nama lain silika.
(P.
Sergant, 2.
Mineral alumina /aluminium oksida (Al2O.
dan silika / silikon dioksida (SiO.
yang beraksi dengan adanya air dan alkali tanah .
alam tabel periodi.
misalnya kalsium oksida (CaO) terkandung dalam Fly Ash akan menghasilkan bahan semen yang terdiri dari kalsium silikat (Ca2SiO.
dan hidrat aluminat Ion Ca2 yang terkandung pada tanah beraksi dengan (Al 2O.
dan (SiO.
akan menghasilkan gel yang terhidrasi CSH dan CAH sehingga akan menyatukan partikel tanah yang dapat dilihat pada Gambar 9, dimana ikatan yang terjadi dapat dilihat pada persamaan berikut :
yaycaycC ya2 ycC Ie yayca.
cCy.
2 Kalsium oksida ( Kapur toho.
air Ie kalsium hidroksida .
apur pada.
ycIycnycC2 ya2 ycC Ie ya2 ycIycnycC3 ycaycycayc ycIycnycC.
cCy.
2 Silikon dioksida air Ie asam metasilikat .
ycIycnycC2 2ya2 ycC Ie ya4 ycIycnycC4 ycaycycayc ycIycnycC.
cCy.
4 Silikon dioksida 2 molekul air Ie asam ortosilikat .
- Reaksi 1 reaksi 2 yayca.
cCy.
2 ya2 ycIycnycC3 Ie yaycaycIycnycC3 2ya2 0 kalsium hidroksida asam metasilikat Ie kalsium silicate 2 molekul air - Reaksi 1 silikon dioksida yayca.
cCy.
2 ycIycnycC2 Ie yaycaycIycnycC3 ya2 0 kalsium hidroksida silikon dioksida Ie kalsium silicate air - Reaksi 1 reaksi 2 yayca.
cCy.
2 ya4 ycIycnycC4 Ie yaycaya2 ycIycnycC4 2ya2 0 Hasil rangkuman dalam notasi kimia diatas dapat disingkat Sebagai CSH atau dengan nama mineral Phase CSH ( Calcium Silicate Hydrat.
yaycaycC yayco2 03 Ie yaycayayco2 04 kalsium Oksida aluminium oksida Ie monocalcium aluminate Hasil notasi kimia diatas dapat disingkat Sebagai CAH atau dengan nama mineral Phase CAH (Calcium Aluminate Hydrat.
Harwadi, et.
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol.
9 No.
2 Agustus 2025 Gambar 9.
Ikatan Partikel Selama Hidrasi dan Reaksi Pozzolan Sumber: P.
Sergant .
Saat reaksi pozzolan ini berlangsung akan menghabiskan sebagian kandungan air pada partikel tanah yang akan berakibat material menjadi lebih kaku dan sampel tanah tidak mudah menyusut atau mengembang volumenya.
Hasil campur pada reaksi Pozzolan menurut P.
Sergant .
akan tetap berlangsung hingga 5 tahun setelah pencampuran tersebut.
Aluminat dan silikat yang beraksi dengan kapur pada pembentukan ikatan sangat bergantung dengan PH tanah Sifat Mekanis Tanah Clay shale setelah di stabilisasi Hasil uji sifat fisis clay shale pada tanah asli dan tanah yang dicampur dengan bahan stabilisator .
apur dan fly as.
dapat dilihat pada Tabel 8 berikut Tabel 8 Hasil pengujian sifat mekanis tanah clay shale yang telah di stabilisasi Mechanical Test Persentage Mechanical Properties Unit Initial 0 hari 14 hari 21 hari 28 hari 0 hari 14 hari 21 hari 28 hari 14 hari 21 hari 28 hari Harwadi, et.
Proctor Standart
Uncofined Compression Test
California Bearing Ratio
CBR soaked Optimum
Moisture Conten
Dry Density gr/cm3 CBR
10,06
1,90
14,84
14,05
CBRunsoaked Swelling CBR value Uncomfined Compressive Strength
kg/cm2 19,61 2,53 22,71 1,32 1,673 1,624 93,17 95,23 101,35 102,24 103,78 107,54 0,08 0,06 0,05 0,05 0,03 0,02 115,61 126,96 133,67 105,80 110,96 121,28 26,68 37,52 39,57 23,51 37,50 38,05
13,29
1,580
110,45
118,70
0,01
0,05
0,02
92,90
118,70
20,94
27,32
28,78
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol.
9 No.
2 Agustus 2025 n Hasil pengujian pemadatan Penambahan stabilizer pada uji pemadatan tanah menyebabkan terjadinya perubahan pada kadar air optimum (OMC).
Dari hasil uji pemadatan seperti yang ditunjukkan pada Tabel 8, pada awalnya setelah tanah clay shale di tambahkan bahan stabilizer, kondisi kadar air optimum dan kepadatannya meningkat dari kondisi inisial.
Setelah diperam dan persentase bahan stabilizernya di tambahkan, kondisi kadar air optimum dan kepadatannya menurun.
Tabel 9 Hasil uji pemadatan pada tanah clay shale yang telah di stabilisasi Pada dasarnya stabilizer dapat meningkatkan atau mengurangi kadar air optimum, dalam hal ini adanya kapur dan fly ash yang bersifat pozzolonic seperti halnya semen, yang dapat mengurangi kadar air optimum.
Bahan tersebut dapat meningkatkan kekuatan dan kekakuan tanah, sehingga membutuhkan lebih sedikit air untuk mencapai kepadatan yang sama.
Demikian halnya dengan tingkat kepadatan tanah, dimana kepadatan tanah menurun setelah penambahan stabilizer pada uji pemadatan disebabkan karena adanya interaksi antara stabilizer, air, dan partikel tanah.
Stabilizer dapat mengubah sifat tanah, misalnya dengan meningkatkan kohesi atau membentuk agregat, yang bisa mengurangi ruang pori yang dapat diisi oleh partikel tanah.
Akibatnya, meskipun upaya pemadatan dilakukan, jumlah partikel yang dapat dipadatkan berkurang, sehingga menyebabkan penurunan kepadatan.
n Hasil pengujian CBR Pengujian CBR (California Bearing Rati.
dilakukan dengan dua cara, yaitu CBR rendaman .
dan CBR tanpa rendaman .
CBR rendaman dilakukan setelah benda uji direndam dalam air, selama 4 hari, untuk mensimulasikan kondisi tanah yang jenuh air.
Sedangkan CBR tanpa rendaman dilakukan tanpa perendaman, langsung setelah benda uji dipadatkan Dari hasil uji CBR pada Tabel 8, menunjukkan bahwa pemeraman .
pada tanah berpengaruh signifikan terhadap nilai CBR.
Pemeraman umumnya meningkatkan nilai CBR karena proses ini membantu tanah menjadi lebih padat dan merata, sehingga meningkatkan kekuatan dan kekakuan.
Pemeraman dapat mengurangi kadar air dan menurunkan batas cair tanah, yang berakibat pada penurunan indeks plastisitas, sehingga meningkatkan nilai CBR.
Gambar 10.
Pengaruh penambahan stabilizer terhadap nilai CBR .
Pengaruh masa peram terhadap nilai CBR Harwadi, et.
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol.
9 No.
2 Agustus 2025 Stabilizer bekerja dengan cara meningkatkan ikatan antar partikel tanah, sehingga tanah menjadi lebih kuat dan lebih tahan terhadap beban.
Penambahan fly ash meningkatkan nilai CBR karena adanya reaksi pozzolan yang membentuk senyawa kimia yang mengeras dan menguatkan tanah.
Kapur juga efektif meningkatkan nilai CBR, terutama pada tanah yang memiliki sifat kembang susut Ini dapat terlihat dari menurunnya nilai swelling tanah akibat adanya penambahan stabilizer Pada Gambar 10 terlihat bahwa nilai CBR paling besar terjadi pada penambahan stabilizer sebesar 15%, selanjutnya dengan penambahan stabilizer 20% sampai 25% justru nilai CBR terjadi penurunan.
Hal tersebut terjadi karena pada stabilizer 15%, air yang ditambahkan lebih banyak, berhubung pada uji pemadatan, kadar air optimum paling tinggi terjadi pada sampel ini.
Faktor penambahan air juga berpengaruh terhadap peningkatan CBR dikarenakan pada proses pozzolan yang terjadi membutuhkan air dalam proses reaksinya dalam mengikat butiran-butiran tanah.
Dengan penambahan stabilizer yang terlalu banyak justru mengurangi nilai CBR tanah (Yulianti et all.
n Hasil pengujian UCT Pengujian Unconfined Compression Test (UCT) menunjukkan peningkatan nilai UCT setelah penambahan stabilizer dan masa pemeraman.
Masa pemeraman, atau waktu yang dibutuhkan untuk memperkuat campuran tanah setelah pengadukan, memiliki pengaruh yang signifikan terhadap nilai UCT .
Semakin lama masa pemeraman, semakin tinggi nilai UCT, yang menunjukkan peningkatan kekuatan tanah.
seperti yang terlihat pada Gambar 11.
Ini berarti bahwa masa pemeraman memberikan efek positif pada kekuatan tekan tanah.
Gambar 11 .
Pengaruh penambahan stabilizer terhadap nilai kuat tekan bebas .
Pengaruh masa peram terhadap nilai kuat tekan bebas Peningkatan paling maksimum pada kuat tekan bebas terjadi pada penambahan jumlah stabilizer 15 % dan akan mengalami penurunan pada penambahan stabilizer lebih dari 15%, seperti yang terlihat pada Gambar 12 Penurunan nilai UCT ini terjadi karena peningkatan batas plastis dan penurunan indeks plastisitas (PI) sehingga tanah menjadi lebih keras dan lebih sulit untuk dikompresi.
kekuatannya sebenarnya meningkat Kesimpulan Dari hasil pengujian sifat fisis tanah clay shale yang di tambahkan kapur dan fly ash sebagai bahan stabilizer dengan memvariasikan persentase penambahan dan masa pemeraman menunjukkan terjadinya penurunan kadar air tanah clay shale.
Penurunan tertinggi terjadi pada penambahan stabilizer 25% dan masa peram 28 hari, dimana kadar air tanah clay shale kondisi initial sebesar 22,7% menjadi 7,15%, sedangkan berat jenis tanah mengalami peningkatan dari 2,719 menjadi 3,183.
Adapun batas cair dan batas plastis tanah mengalami peningkatan dan indeks plastisitas mengalami Pada hasil uji saringan, kandungan lempung pada tanah clay shale yang pada kondisi awal mengandung 14,02% lempung, setelah di tambahkan stabilizer menjadi 6,12%.
Penambahan kapur dan fly ash pada tanah clay shale memicu reaksi pozzolanic.
Kapur menyediakan kalsium yang diperlukan untuk reaksi pozzolanic.
Fly ash, sebagai bahan pozzolanic, mengandung silika dan alumina reaktif yang bereaksi dengan kapur.
Sedangkan lempung mengandung silikat dan aluminat Harwadi, et.
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil Vol.
9 No.
2 Agustus 2025 yang dapat bereaksi dengan kapur dan fly ash.
Reaksi ini menghasilkan senyawa yang mengikat partikel tanah bersama-sama, meningkatkan kekuatan dan stabilitas tanah Penguian sifat mekanis tanah clay shale berupa uji pemadatan dengan Proctor Standar, uji CBR dan uji UCT.
Dari hasil uji pemadatan, pada awalnya setelah tanah clay shale di tambahkan bahan stabilizer lalu diperam, kondisi kadar air optimum dan kepadatannya meningkat dari kondisi inisial.
Setelah diperam dan persentase bahan stabilizernya di tingkatkan, kondisi kadar air optimum dan kepadatannya justru menurun.
Hal yang sama juga terjadi pada pengujian CBR dan UCT dimana hasil uji CBR dan UCT menunjukkan bahwa pemeraman .
pada tanah berpengaruh signifikan terhadap nilai CBR dan UCT.
Pemeraman umumnya meningkatkan nilai CBR dan UCT karena proses ini membantu tanah menjadi lebih padat dan merata, sehingga meningkatkan kekuatan dan kekakuan.
Pemeraman dapat mengurangi kadar air dan menurunkan batas cair tanah, yang berakibat pada penurunan indeks plastisitas sehingga nilai CBR dan UCT meningkat.
Pada penambahan stabilizer, berdasarkan data yang diperoleh peningkatan paling maksimum terjadi pada penambahan jumlah stabilizer 15 % dan akan mengalami penurunan pada penambahan stabilizer lebih dari 15% Ucapan Terima kasih
Kami mengucapkan terima kasih yang sebesarnya kepada pimpinan dan seluruh civitas akademik
Universitas Borneo Tarakan atas fasilitas pembiayaan berupa bantuan dana pengelolaan riset yang disediakan oleh UBT yang dikelola oleh LPPM UBT sehingga penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik Daftar Pustaka