masa peram - Fakultas Teknik

PENGARUH MASA PERAM PADA TANAH GAMBUT BERSERAT
YANG DISTABILISASI DENGAN CAMPURAN ABU SEKAM PADI
(RICE HUSK ASH)+KAPUR (LIME)
Faisal Estu Yulianto
Jurusan Teknik Sipil-Universitas Madura - Pamekasan
E mail : [email protected]
Abstrak : Tanah gambut merupakan tanah sangat lunak dengan kadar organic yang tinggi
(≥ 75%). Hal ini menyebakan perilaku tanah gambut tidak baik untuk konstriksi sipil
disebabkan tanah gambut mempunyai daya dukung yang rendah dan pemampatan yang
besar. Berbagai metode pernbaikan tanah seperti pembebanan awal, kolom pasir dan gelar
kayui telah diterapkan untuk memeperbaiki sifat sifatnya. Tetapi metode tersebut tidak
ramah lingkungan karena membutuhkan material pengganti yang besar. Oleh sebab itu
metode stabilisasi dengan kapur dikembangkan. Pada makalah ini dibahas pengaruh masa
peram terhadap tanah gambut yang distabilisasi dengan campuran abu sekam padi dan
kapur. Campuran yang digunakan adalah 70% abu sekam padi dan 30% kapur dan
prosentase stabilizer yang dicampurkan adalah 10%. Hasil stabilisasi menunjukkan
peningkatan kearah yang kebih baik terhadap sifat fisik tanah gambut yang distabilisasi
dibandingkan kondisi awal. Nilai γ, pH dan Gs meningkat dengan bertambahnya masa
peram dan nilai w, e dan Oc turun seiring lamanya masa peram.
Keyword : Tanah gambut, stabilisasi, Abu sekam padi, kapur.
Abstract : Peat soil is known as a very soft soil with high organic content (≥ 75%). It has
unfavorable behaviour, that is, low bearing capacity and very high compressibility. Many
kind of soil improvement methods, such as: preloading with surcharge, sand column, and
corduroy have been adopted to improve its behaviour. Those methods, however, are not
environmentally friendly bacause they need a lot of irreversible materials. Because of that
stabilization method using lime had been developed to improve the behaviour of peat
soil. This paper will present the effectiveness of using rice husk ash (RHA) as a pozolon
to enhance the lime for stabilizer material of peat soil. Besides, the effect of curing period
to the behavior of stabilized peat soil is also presented. The mixture for stabilizer
material is 30% lime and 70% RHA; the percentage of stabilizer chosen for peat soil
stabilization is 10%. The stabilized peat soil shows a good improvement on its physical
and engineering behavior. The values of wet unit weight and specific gravity increase
with the increase of curing period; the water content and void ratio decrease with the
increase of curing period.
Keyword : Peat soil, stabilization, Rice Husk Ash, Lime.
PENDAHULUAN
Tanah gambut merupakan tanah yang terbentuk dari proses dekomposisi berbagai
jenis tumbuhan seperti rumput, mangrove, paku pakuan, dan lain sebagainya (Van De
Meene, 1984). Tanah gambut Indonesia termasuk dalam tanah gambut tropis disebabkan
pembentukannya dipengaruhi oleh iklim tropis. Menurut Wijaya, dkk (1992) tanah
gambut di Indonesia mempunyai luas sekitar 15.96 juta hektar yang sebagian besar
tersebar di Sumatera, Kalimantan dan Papua.
Tanah gambut dikenal sebagai tanah sangat lunak dengan kandungan organic
yang tinggi (≥ 75%). Tanah gambut mempunyai sifat yang tidak menguntungkan, yaitu
daya dukung yang rendah dan pemampatan yang sangat besar dan lama. Beberapa metode
perbaikan tanah seperti pembebanan awal (preloading with surcharge), kolom pasir
(Sand Column) and gelar kayu (corduroy) telah dilakukan dengan tujuan untuk
meningkatkan sifat fisik dan teknik tanah gambut. Metode perbaikan tanah tersebut
ternyata tidak ramah lingkungan disebabkan metode tersebut membutuhkan material yang
tidak dapat tergantikan dalam waktu singkat (irrevesible materials). Oleh sebab itu
metode stabilisasi dengan menggunakan kapur telah dikembangkan untuk meningkatkan
sifat fisik tanah gambut; tetapi metode ini tidak memberikan hasil yang baik dikarenakan
tanah gambut tidak mempunyai kandungan silica. Berdasar hal tersebut, telah dilakukan
penenlitian penggunaan campuran abu sekam padi (Rice Husk Ash) dan kapur (Lime)
sebagai bahan stabilisasi baru yang lebih ramah lingkungan.
Permasalahan yang akan dibahas dalam makalah ini merupakan hasil penelitian
laboratorium yaitu pengaruh penambahan bahan stabilizer (sekam+kapur) terhadap sifat
fisik tanah gambut dan pengaruh masa peram terhadap sifat fisik gambut yang
distabilisasi.
MATERIAL STABILISER
Kapur yang digunakan dalam penelitian ini adalah kapur sisa produksi PT. Petro
Kimia Gresik dan abu sekam yang digunakan adalah sisa pembakaran dari produksi batu
bata di daerah Mojosari kab. Mojekerto. Pengujian kandungan kimia dari abu sekam padi
dan kapur dilakukan di laboratoriun kimia ITS Surabaya.
Hasil pengujian laboratorium dari Biro lingkungan PT. Petrokimia menunjukkan
bahwa kandungan kimia terbesar adalah calsium carbonat (CaCO3) sebesar 71.37 %
seperti pada Tabel 1.Sedangkan kandungan kimia terbesar dari abu sekam padi adalah
Silica Dioksida (SiO2) sebesar 77% seperti pada Tabel 2.
Tabel 1. Kandungan Kimia Kapur
No.
Parameter
Result ( % )
1
CaCO3
71.37
2
CaSO4 2H20
18.76
3
(NH)2SO4
1.33
4
(NH4)2CO3
0
5
NH3 bebas
0
6
H2O
18.10
(Sumber : Biro K3 & Lingkungan PT. Petrokimia – Gresik)
Tabe 2. Komposisi Kimia Abu Sekam Padi
No
Parameter Uji
Hasil (%)
Metode
1
SiO2
77,0
Spektroskopi
2
P2O5
2,4
Spektroskopi
3
Fe2O3
5,69
Spektroskopi
4
CaO
9,94
Spektroskopi
5
K2O
2,61
Spektroskopi
(Sumber : Noor Endah, dkk. 2009)
Dari pengujian sifat fisik dan teknik yang dilakukan oleh Noor endah, dkk.
(2009) terhadap beberapa campuran abu sekam padi dan kapur diketahui bahwa
campuran 70% abu sekam padi + 30% kapur merupakan campuran yang memberikan
hasil optimal untuk digunakan sebagai bahan stabilizer untuk tanah gambut. Menurut
Igles & Metcalf (1992), Calcium Carbonate sebetulnya kurang efektif untuk bahan
stabilisasi tetapi sangat bagus untuk bahan pengisi. Keadaan ini menjadi sangat tepat
untuk tanah gambut yang memiliki angka pori sangat besar.
SIFAT FISIK TANAH GAMBUT
Tanah gambut yang diteliti diambil dari desa Bereng Bengkel Palangkaraya
Propinsi Kalimantan Tengah. Contoh tanah gambut dibagi dua jenis yaitu tanah gambut
terganggu dan tanah gambut tidak terganggu. Penelitian yang dilakukan sebagaian besar
di laboratorium meliputi keasaman (pH), kadar air (w), kadar organic (Oc), kadar serat
(Fc), kadar abur (Ac), beart spesifik (Gs), angka pori (e) dan uji rembesan (k); sedangkan
pengujian yang dilakukan dilapangan meliputi berat volume (γ) dan pH lapangan.
Hasil pengujian laboratorium dan lapangan ditunjukkan pada Tabel 3. Dari hasil
tersebut nilai parameter tanah gambut yang diteliti berada pada rentang nilai hasil
penelitian sebelumnya dari peneliti yang lain (Hanrahan 1954, Lea 1959, MacFarlane and
Radforth 1965, MacFarlane 1969, Mochtar, NE. et al. 1991, 1998, 1999, 2000, and
Pasmar 2000). Nilai rembesan tanah gambut adalah 6.38 x 10-3 cm/min; yang berarti nilai
tersebut masing dalam rentang nilai 10-3 – 10-6 cm/min (Colley, 1950 dan Miyakawa,
1960).
Berdasarkan dari data yang diberikan pada Tabel 3., diketahui bahwa :
• Kadar organic = 97% > 75%
• Kadar serat = 52.1% > 33% dan < 67%
• Kadar Abu = 3% < 5%
• Keasaman (pH) = 3.1 < 4.5
Sehingga tanah gambut yang diteliti tersebut diklasifikasikan sebagai “Tanah gambut
berserat (hemic) dengan kadar abu rendah dan keasaman yang tinggi” (Berdasarkan
ASTM D4427-84, 1985).
Tabel 3. Sifat Fisik Kondisi Awal Tanah Gambut Yang Diteliti.
Peat Studied
Peat Studied by
Other Researchers
1.49
1.4-1.7
9.7
6.89-11.09
t/m
1.044
0.9-1.25
pH
-
3.1
3-7
Water Content
%
649.78
450-1500
Organic Content
%
97.0
62.5 - 98
Ash Content
%
3.0
2 – 37.5
Fiber Content
%
52.1
Parameters
Specific Gravity
-
Void Ratio
-
Wet Unit Weight
3
Permeability Coef.
cm/min
(Dari berbagai sumber)
6.38 x 10
39.5-61.3
-3
10-3 – 10-6.
PEMBAHASAN
Dalam penelitian ini prosentase stabilizer yang ditambahkan ke dalam tanah
gambut berserat adalah 10% (Noor Endah, 2010) dengan masa peram 1, 10, 20 dan 30
hari. Sampel tanah gambut berserat yang telah distabilisasi dan diperam sesuai dengan
masa peram kemudian dilakukan pengujian sifat fisiknya (berat spesifik, berat volume,
keasaman, kadar air dan kadar organic) dengan tujuan untuk mengetahui perubahan yang
terjadi.
Gambar 1. menunjukkan pengaruh masa peram terhadap nilai Gs dari tanah
gambut berserat yang distabilisasi. Secara umum masa peram sangat berpengaruh besar
terhadap perubahan nilai Gs tanah gambut yang distabilisasi. Dapat dilihat dalam Gambar
1. bahwa pada usia peram 1 hari samapi dengan 20 hari perubahan yang terjadi sangat
besar tetapi ketika masa peram memasuki usia 30 hari perubahan nilai Gs cenderung
konstan. Dari nilai awal sebesar 1.49 berubah menjadi 2.16 pada usia peram 30 hari; Hal
ini disebabkan tanah gambut tersebut telah terkontaminasi oleh kandungan mineral
sehingga nilai Gs nya diatas 2.0 hal ini sesuai dengan pernyataan MacFarlane (1959).
Berat volume (γ) tanah gambut yang distabilisasi juga meningkat seiring dengan
lamanya masa peram (Gambar 2). Dari Gambar 2. terlihat bahwa nilai γ terus meningkat
seiring lamanya masa peram dan cenderung membentuk garis linear. Hal ini berarti
bahwa campuran abu sekam padi+kapur mampu menyerap air yang terkandung pada
tanah gambut dan menjadi gel calsium carbonat (CaSiO3) yang membungkus serat tanah
gambut atupun menutupi pori pori tanah gambut sehingga nilai γ terus meningkat
meskipun nilai kadar air semakin menurun dengan semakin lamanya masa peram seperti
yang ditunjukkan pada Gambar 3. Nilai kadar air berubah sangat besar dari nilai awal
649.78% menjadi 270.26% pada usia peram 30 hari. Perubahan nilai kadar air terbesar
terjadi pada masa peram 1 dan 10 hari dimana perubahnnya mencapai 100% yaitu dari
649.78% menjadi 372.51% pada usia peram 1 hari dan 305.88% pada masa peram 10
hari, ini menunjukkan bahwa campuran abu sekam padi + kapur mampu menyerap air
yang terkandung dengan sangat baik dan berubah menjadi gel calsium carbonat.
2.200
S p e c if ic G ra v it y
2.000
1.800
1.600
1.400
1
10
20
Curing Period (days)
30
Gambar 1. Pengaruh masa peram terhadap berat spesifik (Gs)
U n it W e ig h t ( g r/c m 3 )
1.125
1.120
1.115
1.110
1.105
1.100
1
10
20
Curing Period (days)
30
Gambar 2. Pengaruh masa peram terhadap berat volume (γ)
Perubahan cukup besar juga terjadi pada besarnya angka pori pada tanah gambut
berserat yang distabilisasi dengan campuran abu sekam padi + kapur (Gambar 4.)
perubahan angka pori sudah terjadi ketika masa peram 1 hari dimana nilai angka pori
awal sebesar 9.7 menjadi 5.9; Tetapi nilai angka pori pada usia peram 20 dan 30 hari
mengalami fluktuasi nilai angka pori yaitu pada usia peram 20 hari nilai angka pori
menjadi 6.27 meskipun turun kembali pada usia peram 30 hari sebesar 6.18. Fluktuasi
nilai ini kemungkinan disebabkan tidak meratanya proses pencamuran stabilizer kedalam
tanah gambut dikarenakan semakin banyak penambahan stabilizer proses pencampuran
juga semakin sulit.
W ater C o n ten t
400.000
350.000
300.000
250.000
1
10
20
Curing Period (days)
30
Gambar 3. Pengaruh masa peram terhadap kadar air (w)
6.400
6.200
V o id ra t io
6.000
5.800
5.600
5.400
5.200
5.000
1
10
20
Curing Period (days)
30
Gambar 4. Pengaruh masa peram terhadap angka pori (e)
Nilai keasaman tanah gambut yang distabilisasi mengalami perubahan kearah
normal (pH = 7) seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5. Berubahnya nilai pH terjadi
disebabkan stabilizer yang digunakan mempunyai nilai pH = 8. Dengan berubahnya nilai
pH kearah normal menyebabkan tanah gambut yang sudah distabilisasi bersifat lebih baik
terhadap konstruksi beton dan baja dibandingkan nilai pH kondisi awal sebesar 3.1 yang
dapat merusak konstruksi beton maupun Baja (MacFarlane, 1959).
7.000
A c id it y
6.500
6.000
5.500
5.000
1
10
20
Curing Period (days)
30
Gambar 5. Pengaruh masa peram terhadap keasaman (pH)
Gambar 6. menunjukkan perubahan kadar organik tanah gambut berserat yang
diastabilisasi. Pada gambar tersebut terlihat bahwa kandungan organik pada tanah gambut
yang distabilisasi berubah drastis sampai usia peram 20 hari yaitu dari nilai kandungan
organik awal sebesar 97% berubah menjadi 54.59% atu mengalami penurunan sekitar
50% dari kondisi awal. Tetapi pada usia peram 30 hari perubahan yang terjadi cenderung
konstan, ini menandakan bahwa reaksi yang terjadi antara stabiliser dengan tanah gambut
sudah mulai konstan.
70.000
O rg a n ic C o n t e n t
65.000
60.000
55.000
50.000
1
10
20
Curing Period (days)
30
Gambar 6. Pengaruh masa peram terhadap kadar organik (Oc)
KESIMPULAN
Dari data penelitian dan analisa yang diberikan diatas dapat disimpulkan
beberapa hal, yaitu :
1. Tanah gambut yang diteliti merupakan tanah gambut berserat hemic dengan
keasaman yang tinggi.
2. Penggunaan 10% stabiliser (70% abu sekam padi + 30% kapur) dapat meningkatkan
sifat fisik tanah gambut.
3. Keasaman dan kadar organik tanah gambut berubah sangat besar.
4. Masa peram sangat berpengaruh terahdap sifat sifat fisik tanah gambut.
DAFTAR ACUAN
ASTM Annual Book (1985). ”Standard Classification of Peat Samples by
Laboratory Testing (D4427-84)”. ASTM, Section 4, Volume 04.08 Soil
and Rock, pp 883-884.
Hanrahan, E.T. (1954). ”An Investigation of Some Physical Properties of Peat”.
Geotechnique, Vol.4, No 3.
Landva, A.O., E.O. Korpijaakko, P.E. Pheeney, and P.M. Jarret, editor (1982).
”Geotechnical Classification of Peats and Organic Soils”. Testing of
Peats and Organic Soils, ASTM, STP 820.
Lea & Brwaner (1959) in, MacFarlane, I.C. (1959). ”Muskeg Engineering
Handbook”. National Research Council of Canada, University of Toronto
Press, Toronto, Canada.
MacFarlane, I.C. (1959). ”Muskeg Engineering Handbook”. National Research
Council of Canada, University of Toronto Press, Toronto, Canada.
Mochtar, Noor E. dan Mochtar, Indrasurya B. (1991). ”Studi Tentang Sifat Phisik
dan Sifat Teknis Tanah Gambut Banjarmasin dan Palangkaraya Serta
Alternatif Cara Penanganannya untuk Konstruksi Jalan”. Dipublikasi
sebagai hasil penelitian BBI dengan dana dari DIKTI Jakarta.
Mochtar, NE. et al. (1998), “Koefesien Tekanan Tanah ke Samping At Rest (Ko)
Tanah Gambut Berserat serta Pengaruh Overconsolidation Ratio (OCR)
Terhadap Harga Ko”, Jurnal Teknik Sipil, ITB, Vol. 5 N0. 4.
Mochtar, NE. et al. (1999), “Aplikasi Model Gibson & Lo untuk Tanah Gambut
Berserat di Indonesia”, Jurnal Teknik Sipil, ITB, Vol. 6 N0. 1.
Mochtar, NE. et al. (2000), “Pengaruh Rasio Penambahan Beban Terhadap
Perilaku Pemampatan Tanah Gambut Berserat Asal Riau dan Usulan
Metode Hardin untuk Prakiraan Pemampatannya”, Majalah IPTEK,
Jurnal Pengetahuan Alam dan Teknologi, Vol. II, No. 2.
Mochtar, NE, (2002). “Tinjauan Teknis Tanah Gambut Dan Prospek
Pengembangan Lahan Gambut Yang Berkelanjutan.” Pidato Pengukuhan
Guru Besar ITS Surabaya.
Mochtar, NE. et al. (2009), “Pemakaian Campuran Bahan Pozolan dan Kapur
Sebagai Bahan Stabilisasi Tanah Gambut”, Laporan Penelitian Guru
Besar.
Pasmar, Dasyri (2000), “Penyempurnaan Faktor Koreksi
dari Parameter
Pemanfaatan pada Model Gibson & Lo (1961), dan Stinnette (1998) untuk
memprakirakan Pemampatan Tanah Gambut Berserat di lampung”, Thesis
S-2 Program Studi Geoteknik, Jurusan Teknik Sipil FTSP-ITS.
Van De Meene (1984), ”Geological Aspects of Peat Formation in The IndonesianMalyasin Lowlands”, Bulletin Geological Research and Development
Centre, 9, 20-31.
Wijaya, Adhi et.al. (1992), in Yulianto, F.E dan Mochtar NE. (2009),
“Penggunaan Campuran Kapur (Lime) dan Abu Sekam Padi (Rice Husk
Ash) Sebagai Bahan Stabilisasi Tanah Gambut Untuk Konstruksi Jalan”.
Dipublikasi sebagai Thesis program S2 Geoteknik Jurusan Teknik
Sipil FTSP.