laprak mektan hsa

Post on 04-Mar-2016

303 views

Category:

Documents

13 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

mektan

TRANSCRIPT

LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA TANAHHYDROMETER

KELOMPOK P6SHIFT 5

Ikhwanul Halim1206219174Muhammad Reva Fachriza1206262973Sheila Aryntha1206226633

Tanggal Praktikum : 19 April 2014Asisten Praktikum : Farid FarlandiTanggal Disetujui : 30 April 2014Nilai:Paraf Asisten :

LABORATORIUM MEKANIKA TANAHDEPARTEMEN TEKNIK SIPILUNIVERSITAS INDONESIADEPOK 2014

HYDROMETER

I. PENDAHULUAN1.1 Tujuan PercobaanMenentukan distribusi dari butiran tanah yang memiliki diameter yang lebih kecil dari 0.074 mm (saringan no. 200 ASTM) dengan cara pengendapan (hydrometer analysis).

1.2 Alat dan Bahan Hydrometer (tipe 152 H) Hydrometer jar (1080 ml) Gelas ukur Larutan pendispersi 4% (water glass) Sampel tanah lolos saringan No. 4 ASTM sebanyak 50 gram Stopwatch Pengaduk mekanis (mixer) Oven Termometer Celcius Gelas Belimbing Timbangan (ketelitian 0,01 gram)

1.3 Teori dan Rumus yang DigunakanHydrometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur berat jenis (atau kepadatan relatif) dari suatu cairan, yaitu rasio kepadatan cairan dengan densitas air. Hydrometer biasanya terbuat dari kaca dan terdiri dari sebuah batang silinder dan bola pembobotan dengan merkuri (raksa) untuk membuatnya mengapung tegak. Cairan yang akan diuji dituangkan ke dalam wadah yang tinggi, seringkali sebuah silinder dan hydrometer diturunkan secara perlahan ke dalam cairan tersebut sampai hydrometer tersebut mengapung bebas. Hydrometer biasanya mengandung skala di dalam batang, sehingga berat jenis dapat dibaca secara langsung ketika hydrometer mengapung di cairan. Pada hydrometer terdapat banyak skala dan skala tersebut digunakan sesuai dengan keperluan.Cara kerja hydrometer didasarkan pada prinsip Archimedes dimana benda padat yang tersuspensi pada fluida (dalam praktikum ini, benda padat yang dimaksud adalah tanah) akan terkena gaya ke atas sebesar gaya berat fluida yang dipindahkan. Dengan demikian, semakin rendah kerapatan zat tersebut, semakin jauh hydrometer tenggelam. Seberapa jauh hydrometer tersebut teggelam dapat dilihat dari skala pembacaan yang terdapat dalam hydrometer itu sendiri.

Gambar 3.1 hydrometer dalam cairan

Dalam praktik ilmu mekanika tanah, sebuah analisis hydrometer adalah metode untuk menghitung distribusi ukuran butir tanah berdasarkan sedimentasi tanah dalam air, kadang disebut juga uji sedimentasi (sumber: file.upi.edu). Analisis hydrometer juga proses dimana tanah halus, tanah lempung, dan tanah lanau dinilai gradasinya. Analisa ini dilakukan jika ukuran butir tanah terlalu kecil untuk dilakukan di analisa saringan (sieve analysis). Dasar tes ini adalah hukum stokes untuk jatuhnya bola dalam cairan kental dimana kecepatan terminal jatuh tergantung dari diameter butir dan kepadatan tanah dalam suspensi dan cairan, sehingga diameter butir dapat dihitung dari data tentang jarak dan waktu jatuh. Hydrometer juga dapat meentukan berat jenis dari suspense dan jika memungkinkan, persentase partikel dan diameter partikel tertentu setara untuk dihitung.

Praktikum ini didasarkan pada hubungan antara kecepatan jatuh dari suatu butiran di dalam suatu larutan, diameter butiran, berat jenis butiran, berat jenis larutan dan kepekaan larutan tersebut. Hubungan tersebut dapat dijabarkan oleh hukum Stokes sebagai :

2

dengan:v = kecepatan jatuh dari butiran (cm/s) = berat jenis butiran (gr/cm3)= berat jenis larutan (gr/cm3)= kepekatan larutan (dyne.s/cm2)D= diameter butiran (cm)

Adapun batasan dari Hukum Stokes adalah:1. Hukum ini hanya berlaku jika : 0.0002 mm < D < 0.2 mm2. Butiran yang lebih besar dari 0.2 mm akan menyebabkan turbulensi pada larutan, sedangkan butiran yang lebih dari 0.0002 mm cenderung akan melakukan gerak Brown (hal ini dipengaruhi oleh gaya tarik dan tolak antar partikel)3. Jumlah sampel yang dipergunakan harus jauh lebih sedikit dari pada butiran yang dipakai (5 %) ini dilakukan agar tidak terjadi interferensi selama pengendapan berlangsung. Menurut Bowles, hydrometer tipe 152 H dikalibrasi untuk suspensi larutan yang mengandung 60 gram dalam 1000 ml air4. Butiran tanah diasumsikan bundar, walaupun asumsi ini tidak 100 % benar. Tanahtanah yang akan dipakai harus diuraikan dengan bahan dispersi berikut: untuk tanah yang bersifat alkali/basa diberi sodium metafosfat (NaPO3) dengan nama dagang Calgon untuk tanah yang bersifat asam diberi sodium silikat (Na2SiO3) dengan nama dagang Water Glass

Kecepatan jatuh butiran dihitung menggunakan rumus sebagai berikut:

L2 = L1 + 0,5 (L2 Vb/A)

dengan :v= kecepatan jatuh dari butiranL= tinggi jatuh butiranT= waktuVb= volume Bulb HydrometerA= luas penampang HydrometerL1= dapat dilihat pada tabel 1.1 sesuai pembacaan hydometer tipe 152 H dan dikoreksi terhadap miniskus

Tabel 1.1 Tabel tinggi efektif berdasarkan temperaturSumber: Engineering Properties of Soil and Their Measurement

Untuk yang sudah dikoreksi:

RC = Raktual Zero Correction + CT

dengan :CT = koreksi terhadap temperatur yang dapat dilihat pada tabel 1.2

Tabel 1.2 koreksi faktor CT terhadap temperaturSumber: Engineering Properties of Soil and Their Measurement

Dengan nilai GS = 2.6 rumus yang digunakan :

% finer =

sedangkan untuk Gs 2.6 rumus yang digunakan adalah

% finer =

dimana:

atau harga a dapat dilihat dalam tabel 1.3

Tabel 1.3 Koreksi faktor a terhadap nilai specific grafitySumber: Engineering Properties of Soil and Their Measurement

Untuk memudahkan perhitungan :

keterangan :- satuan dalam D (mm), L (cm) dan t (menit)- koefisien K dapat dilihat pada tabel 1.4

Tabel 1.4 Nilai k berdasarkan nilai SG dan temperaturSumber: Engineering Properties of Soil and Their MeasurementSetelah % finer dan D yang saling terkait telah dihitung, maka didapat suatu grafik distribusi butiran. Dari grafik ini akan didapat D10, D30 dan D60 dengan cara sebagai berikut:D10 = diameter yang koresponding dengan lolosnya butiran sebanyak 10% (%finer = 10%)D30 = diameter yang koresponding dengan lolosnya butiran sebanyak 30% (%finer = 30%)D60 = diameter yang koresponding dengan lolosnya butiran sebanyak 60% (%finer = 60%)Sehingga koefisien keseragaman (CU) kita bisa dapatkan dengan rumus:

Definisi koefisien keseragaman untuk beberapa nilai:CU = 1 , tanah yang hanya memililki satu ukuran butiran2 < CU < 3 , tanah yang gradasinya sangat burukCU > 15 , tanah bergradasi baik

Selain itu koefisien curvature (kelengkungan) CC kita bisa dapatkan dengan rumus:

Cc =

1 < CC < 3, dapat dianggap suatu range untuk tanah yang bergradasi baik.

II. PROSEDUR PRAKTIKUM2.1 Persiapan Percobaan1. Menyediakan sampel tanah sebanyak 50 gram yang telah dikeringkan dalam oven selama 18 jam.2. Menimbang 40 gram water glass sebagai bahan dispersi, dengan memasukkan water glass ke dalam hydrometer jar, dicampur dengan air suling sebanyak 1000 ml, dan diaduk hingga homogen. Campuran ini disebut larutan dispersi.3. Menuangkan larutan dispersi sebanyak 125 ml ke dalam gelas belimbing yang sudah berisi tanah sebanyak 50 gram, kemudian didiamkan selama 18 jam.4. Menuangkan 125 ml larutan dispersi ke dalam tabung silinder, kemudian menambahkan air suling hingga 1000 ml tabung ini berfungsi sebagai tabung kontrol.

2.2 Jalannya Percobaan1. Memeriksa koreksi miniskus dan koreksi nol pada alat hydrometer tipe 152 H dengan jalan memasukkannya ke dalam tabung kontrol dan pembacaan dicatat.2. Memasukkan campuran tanah dan larutan dispersi yang telah direndam selama 18 jam ke dalam mixer cup secara hati-hati dengan bantuan spatula agar seluruh isi tanah dengan butiran kecil ikut masuk ke dalam mixer cup dan kemudian menambahkan sejumlah air suling dengan spatula sehingga mencapai kurang lebih 2/3 dari mixer cup. Kemudian melaksanakan pengadukan selama kurang lebih 10 menit dengan menggunakan mesin pengaduk.3. Memindahkan campuran dari mixer cup ke dalam hydrometer jar dengan bantuan spatula agar seluruh butiran tanah ikut terbawa oleh air ke dalam hydrometer jar lalu menambahkan air suling hingga mencapai 1000 ml.4. Menutup tabung dengan karet penutup dan mengocoknya secara horizontal selama kurang lebih satu menit, sampai campuran air dengan butiran tanah serta water glass homogen (gambar 3.2).

Gambar 3.2 Proses pengadukan hydrometer jarSumber: modul praktikum mekanika tanah, bab 3 - Hydrometer

5. Segera setelah tabung diletakkan, masukkan hydrometer tipe 152 H (lakukan dengan hati-hati seperti gambar 3.3). Tunggu sampai kedudukan hydrometer stabil untuk membaca skala. Baca hydrometer (R1) tepat pada menit pertama, lalu pada menit kedua kembali membaca hydrometer (R2) kemudian angkat kembali hydrometer.

Gambar 3.3 Cara memasukkan hydrometer yang benar (tidak dilepaskan tiba-tiba)Sumber: modul praktikum mekanika tanah, bab 3 - Hydrometer6. Pada menit yang ke-4, masukkan hydrometer kembali dan baca kembali (R3).7. Kembali melakukan pembacaan hydrometer untuk menit ke-8, 15, 30, 60, 120, 240, dan 1440.8. Pada tiap pembacaan hydrometer, suhu pada tabung control selalu dibaca.9. Ulangi langkah 1 sampai 8 untuk sampel lainnya.10. Setelah seluruh sampel sudah dilakukan pencatatan, tuang larutan setiap sampel ke saringan No. 200 ASTM (jangan dicampur antara satu sampel dengan sampel lainnya). Butiran tanah yang tertahan pada saringan ini selanjutnya akan dipakai pada percobaan Sieve analysis.

III. DATA HASIL PERCOBAANNilai Spesific Gravity ( Gs ) dari percobaan : 2,6Berat tanah ( Ws ): 50 gramKoreksi Nol : 0Koreksi Miniskus : 0,5DateTime of readingElapsed time (min)Temperature (C)Actual Hydrometer reading (Ra)

19/04/201411.020300

11.0313025

11.0423024,5

11.0643024

11.1083023,5

11.17153022,5

11.323030,522

12.02603121

13.021203219,5

15.022403217

20/04/201411