SMAW (SHIELDED METAL ARC WELDING)

Proses pengelasan (welding) merupakan salah satu proses penyambungan material (material joining). Adapun untuk definisi dari proses pengelasan yang mengacu pada AWS (American Welding Society), proses pengelasan adalah proses penyambungan antara metal atau non-metal yang menghasilkan satu bagian yang menyatu, dengan memanaskan material yang akan disambung sampai pada suhu pengelasan tertentu, dengan atau tanpa penekanan, dan dengan atau tanpa logam pengisi. Meskipun dalam metode proses pengelasan tidak hanya berupa proses penyambungan, tetapi juga bisa berupa proses pemotongan dan brazing. Proses pengelasan dibedakan menjadi beberapa jenis, dan SMAW merupakan salah satu proses pengelasan yang umum digunakan, utamanya pada pengelasan singkat dalam produksi, pemeliharaan dan perbaikan, dan untuk bidang konstruksi.

SMAW (Shielded Metal Arc Welding) adalah proses pengelasan dengan mencairkan material dasar yang menggunakan panas dari listrik antara penutup metal (elektroda).

SMAW merupakan pekerjaan manual dengan peralatan meliputi power source, kabel elektroda (electrode cable) , kabel kerja (work cable), electrode holder, work clamp, dan elektroda. Elektroda dan system kerja adalah bagian dari rangkaian listrik. Rangkaian dimulai dengan sumber daya listrik dan kabel termasuk pengelasan, pemegang elektroda, sambungan benda kerja, benda kerja (Weldment), dan elektroda las. Salah satu dari dua kabel dari sumber listrik terpasang ke bekerja, selebihnya melekat pada pemegang elektroda, seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini:


Sebagaimana dalam AWS (American Welding Society), prinsip dari SMAW adalah menggunakan panas dari busur untuk mencairkan logam dasar dan ujung sebuah consumable elektroda tertutup dengan tegangan listrik yang dipakai 23-45 Volt, dan untuk pencairan digunakan arus listrik hingga 500 ampere yang umum digunakan berkisar antara 80–200 ampere. Dimana dalam proses SMAW dapat terjadi oksidasi, hal ini perlu dicegah karena oksidasi metal merupakan senyawa yang tidak mempunyai kekuatan mekanis. Adapun untuk mencegah hal tersebut maka bahan penambah las dilindungi dengan selapis zat pelindung yang disebut flux atau slag yang ikut mencair ketika pengelasan. Tetapi karena berat jenisnya lebih ringan dari bahan metal yang dicairkan, cairan flux akan mengapung diatas cairan metal, sekaligus mengisolasi metal tersebut sehingga tidak beroksidasi dengan udara luar. Sewaktu membeku, flux akan ikut membeku dan tetap melindungi metal dari reaksi oksidasi.


Pada pengelasan dengan metode SMAW, pengelasan dimulai saat sebuah busur listrik dipukul dengan membuat kontak antara ujung elektroda dan system kerja. Panas intens busur mencairkan ujung elektroda dan permukaan kerja dekat dengan busur. Gelembung-gelembung kecil logam cair dengan cepat terbentuk di ujung elektroda, kemudian ditransfer melalui sungai busur ke dalam kolam las cair. Dengan cara ini, logam pengisi disimpan sebagai elektroda yang dikonsumsi. Busur digerakan sesuai dengan panjang system kerja dan kecepatan perjalanan, titik lebur dan sekering sebagian logam dasar dan terus menambahkan logam pengisi. Saat busur menjadi sumber panas dengan suhu di atas 9000 ° F (5000 ° C), pencairan logam dasar terjadi hampir seketika. Jika pengelasan dilakukan baik dalam posisi datar atau horizontal, transfer logam disebabkan oleh gaya gravitasi, ekspansi gas, listrik dan kekuatan elektromagnetik, dan tegangan permukaan. Sedangkan pada posisi las yang lain, gravitasi bekerja terhadap kekuatan lain.

Proses pengelasan dengan metode SMAW dibedakan berdasarkan jenis arusnya meliputi arus AC dan DC, dimana arus DC dibedakan atas DCEN (straight polarity- polaritas langsung) dan DCEP (reverse polarity - polaritas terbalik). Perbedaan antara SMAW dengan arus AC dan DC adalah sebagai berikut:

Untuk arus AC (Alternating Current), pada voltage drop panjang kabel tidak banyak pengaruhnya, kurang cocok untuk arus yang lemah, tidak semua jenis elektroda dapat dipakai, arc starting lebih sulit terutama untuk diameter elektrode kecil, pole tidak dapat dipertukarkan, arc bow bukan merupakan masalah.

Sedangkan pada arus DC (Direct Current), voltage drop sensitif terhadap panjang kabel sependek mungkin, dapat dipakai untuk arus kecil dengan diameter electroda kecil, semua jenis elektrode dapat dipakai, arc starting lebih mudah terutama untuk arus kecil, pole dapat dipertukarkan, arc bow sensitif pada bagian ujung, sudut atau bagian yang banyak lekukanya.

Selanjutnya untuk DCEN (Straight Polarity), material dasar atau material yang akan dilas disambungkan dengan kutup positip (+) dan elektrodenya disambungkan dengan kutup negatif (-) pada mesin las DC. Dengan cara ini busur listrik bergerak dari elektrode ke material dasar sehingga tumbukan elektron berada di material dasar yang berakibat 2/3 panas berada di material dasar dan 1/3 panas berada di elektroda. Cara ini akan menghasilkan pencairan material dasar lebih banyak dibanding elektrodenya sehingga hasil las mempunyai penetrasi yang dalam, sehingga baik digunakan pada pengelasan yang lambat, wilayah yang sempit dan untuk pelat yang tebal.

Pada DCEP (Reversed Polarity), material dasar disambungkan dengan kutup negatip (-) dan elektrodenya disambungkan dengan kutup positif (+) dari mesin las DC, sehingga busur listrik bergerak dari material dasar ke elektrode dan tumbukan elektron berada di elektrode yang berakibat 2/3 panas berada di elektroda dan 1/3 panas berada di material dasar. Cara ini akan menghasilkan pencairan elektrode lebih banyak sehingga hasil las mempunyai penetrasi dangkal, serta baik digunakan pada pengelasan pelat tipis dengan manik las yang lebar.

Hal – hal yang mempengaruhi hasil pengelasan adalah, sudut elektroda, panjang busur, kecepatan memindahkan busur, tinggi rendah arus yang digunakan. Hal ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini dimana perbedaan hasil pada pengelasan normal (A), pada arus yang terlalu rendah (B), terlalu tinggi (C), kecepatan memindahkan busur yang terlalu cepat (D), terlalu lambat (E), dan dengan arc yang terlalu panjang (F):



Perlu diketahui juga klasifikasi AWS dari elektroda SMAW dilambangkan dengan susunan kode sebagai berikut:

Dengan keterangan bahwa:
E : menyatakan elektroda
XX : diisi kode yang menunjukkan daya rentang bahan (strength)
X : diisi kode yang menunjukkan posisi dari pengelasan
X : diisi kode yang menunjukkan selulosa - tipe dari arus dan lapisan

Adapun untuk posisi pengelasan ada 6 macam, meliputi:
1. 1G – Down hand
2. 2G – Horizontal
3. 3G – Vertical
4. 4G – Over head
5. 5G – Las pipa pada pipa yang berputar
6. 6G – Las pipa dimana pengelas yang berputar

Keuntungan dari SMAW :
1. Biaya awal invesmen rendah
2. Secara operasional handal dan sederhana
3. Biaya material pengisi rendah
4. Material pengisi dapat bermacam-macam
5. Pada semua material dapat memakai peralatan yang sama
6. Dapat dikerjakan pada ketebalan berapapun
7. Dapat dikerjakan dengan semua posisi pengelasan

Kekurangan dari SMAW:
1. Lambat, dalam penggantian elektroda
2. Terdapat slag yang harus dihilangkan
3. Pada low hydrogen electrode perlu penyimpanan khusus
4. Efisiensi endapan rendah.

Mendeteksi Penyakit Melalui Kuku

Teknik mendiagnosis penyakit kini semakin beragam. Deteksi penyakit anda dengan melihat kejanggalan kuku ini juga sebetulnya cara lama. Selain lewat pemeriksaan darah, feses, dan air seni, penyakit juga dapat dideteksi lewat mata, lidah, bahkan kuku. Penafsiran penyakit lewat kuku ini sebenarnya sudah dialakukan orang sejak zaman Hippocrates.Fungsi utama kuku adalah melindungi ujung jari yang lembut dan penuh urat saraf, serta mempertinggi daya sentuh. Secara kimia, kuku sama dengan rambut yang antara lain terbentuk dari keratin protein yang kaya akan sulfur .
Kuku tumbuh dari sel mirip gel lembut yang mati, mengeras, dan kemudian terbentuk saat mulai tumbuh keluar dari ujung jari. Kulit pada pangkal kuku berfunsi melindungi dari kotoran.
Nutrisi yang baik sangat penting bagi pertumbuhan kuku. Sebaliknya, kalau kekurangan gizi atau menderita anoreksia nervosa, pertumbuhan kuku sangat lamban dan rapuh.
Berikut beberapa kejanggalan kuku yang dapat membantu dokter mendiagnosa suatu penyakit :
1. Warna biru pada pangkal kuku menandakan kurang baiknya sirkulasi darah dan merupakan gejala penyakit jantung.
2. Bila separuh bagian dekat ujung kuku berwarna merah muda atau coklat sementara kulit ari berwarna putih itu merupakan gejala penyakit gagal ginjal kronis.
3. Bila timbul kerutan horizontal dan kuku tampak kusam, itu menandakan kurang gizi atau gejala suatu penyakit seperti campak, cacar air, gondok, jantung serta kondisi seperti syndrome Reynaud ( kejang pada urat jari tangan dan kaki akibat sangat kedinginan )
4. Lapisan merah membujur pada kuku, menandakan pendarahan pada pembuluh kapiler. Garis-garis ganda merupakan gejala penyakit darah tinggi.
5. Bila pertumbuhan kuku tampak lambat, tebal dan mengeras serta kekuning-kuningan, menandakan gangguan getah bening atau penyakit pencernaan kronis.
6. Timbulnya bintik-bintik tak beraturan pada kuku, menandakan adanya penyakit psoriasis ( penyakit kulit kronis ).
7. Dan bila lengkungan berlebihan pada pangkal kuku dan sekitar ujung kuku, itu menandakan gejala penyakit TBC, emfisema ( gangguan pada paru-paru ), penyakit kardiovaskuler atau penyakit hati.
Kalau memang diagnosis tersebut benar, hendaknya kita rajin memperhatikan perubahan apapun pada pertumbuhan kuku agar penyakit lebih cepat terdeteksi.
Deteksi penyakit anda dengan melihat kejanggalan kuku. Bila melihat kuku anda seperti daftar diatas segerlah periksakan diri anda ke dokter.

Sumber : Kaskus

FLOATING BREAKWATER

Breakwater bertujuan untuk melindungi pantai atau kegiatan sepanjang pantai (misalnya pelabuhan, kapal dermaga) dari gelombang. Salah satu jenis breakwater yang dapat kita tinjau, seperti Floating breakwater. Floating breakwater bekerja dengan menghamburkan dan merefleksikan bagian dari energi gelombang. Tidak ada kelebihan air dibawa ke daerah terlindung dalam situasi ini. Floating breakwater biasanya digunakan sebagai dermaga di marina, tetapi mereka juga digunakan sebagai struktur pelindung marina di semi-kawasan lindung. Floating breakwater terutama cocok untuk daerah di mana rentang pasang surut tinggi, karena mereka mengikuti tingkat air. Floating breakwater jarang digunakan sebagai struktur manajemen garis pantai karena floating breakwater tidak cocok untuk instalasi di laut lepas.

Floating breakwater mewakili sebuah solusi alternatif untuk melindungi suatu daerah dari serangan gelombang, dibandingkan dengan konvensional tetap pemecah gelombang. Hal ini dapat efektif di daerah pantai dengan kondisi lingkungan gelombang ringan. Oleh karena itu, mereka telah semakin digunakan yang bertujuan melindungi kecil pelabuhan kecil atau garis pantai, yang bertujuan pada pengendalian erosi. Beberapa kondisi yang mendukung mengambang pemecah gelombang adalah:

1. Hemat: Floating pemecah gelombang mungkin solusi yang tepat di mana fondasi minim kemungkinan melarang penerapan didukung dasar pemecah gelombang.

2. Dalam air: Di kedalaman air lebih dari 6 m, bawah terhubung pemecah gelombang sering kali lebih mahal daripada mengambang pemecah gelombang.

3. Kualitas air: Floating pemecah gelombang sekarang gangguan minimum dengan sirkulasi air dan ikan migrasi.

4. Masalah Pembentukan es: Floating pemecah gelombang dapat dilepas dan diderek ke kawasan lindung jika pembentukan es masalahnya. Mereka mungkin cocok untuk daerah di mana pelabuhan atau tempat berlabuh musim panas diperlukan.

5. Dampak visual: Floating breakwater memiliki profil rendah dan ada gangguan minimum di cakrawala, khususnya untuk daerah dengan rentang gelombang pasang.

6. Breakwater layout: Floating breakwater biasanya dapat diatur ulang ke layout baru dengan usaha minimal.

Floating breakwater sangat efektif jika mereka lebar lebih dari setengah panjang gelombang dan atau ketika periode osilasi jauh lebih lama dibandingkan dengan periode gelombang.

Persyaratan pertama jarang diverifikasi, dan dalam hal ini kinerjanya tidak pasti. Kinerja terapung breakwater sangat bergantung pada interaksi non-linier dari peristiwa gelombang (yang mungkin sebagian lebih tinggi dari modul dan secara umum-crested pendek dan miring) dengan dinamika struktur. Interaksi menjadi rumit oleh kekuatan-kekuatan yang disebabkan oleh sistem mooring dan hubungan antara modul. Desain akurat harus didasarkan pada kombinasi numerik dan model fisik.


Jenis mengambang pemecah gelombang :

Floating breakwater umumnya dibagi menjadi empat kategori umum:

1. Kotak

2. Ponton

3. Mat

4. Ditambatkan float.

Tiga jenis yang pertama telah banyak diselidiki secara luas melalui model fisik dan prototipe pengalaman, dari yang terakhir. Selanjutnya subbagian menggambarkan penggunaan berbagai jenis pemecah gelombang dalam praktek. Adapun penjelasan dari ketiga jenis breakwater tersebut :

- Kotak

Pemecah gelombang kotak jenis paling sering digunakan. Modul beton kosong baik di dalam maupun, lebih sering, mempunyai inti bahan cahaya (misalnya plastik). Dalam kasus yang pertama risiko tenggelamnya struktur tidak dapat diabaikan. Biasanya dibatasi dimensi lebar beberapa meter. Sambungannya fleksibel, sehingga sebaiknya hanya gulungan breakwater sepanjang sumbu, atau pra atau pasca tension, untuk membuat mereka bertindak sebagai satu unit. Dalam kasus terakhir efisiensi yang lebih tinggi, tapi kekuatan antara modul juga lebih tinggi. Sistem yang modular diterapkan dan sistem tambatan titik perhatian utama untuk jenis struktur. Pemecah gelombang besar sering dibangun dengan menggunakan kapal tongkang, ballast rancangan yang dikehendaki dengan pasir atau batu.

- Ponton

Ponton tipe efektif karena lebar keseluruhan dapat urutan dari setengah panjang gelombang. Dalam kasus ini diharapkan pelemahan dari ketinggian gelombang signifikan.

- Mat

Dalam kategori alasnya, yang paling sering digunakan dibuat dengan ban. Walaupun kurang efektif, mereka memiliki biaya rendah, mereka dapat dihilangkan dengan lebih mudah, mereka bisa dibangun dengan tenaga kerja tidak terampil dan peralatan yang minimal, mereka terkena beban jangkar yang lebih rendah, mereka kurang dan mereka mencerminkan relatif lebih boros energi gelombang.

Selanjutnya, untuk koefisien transmisi gelombang Ht / Hi, yaitu rasio antara tinggi gelombang yang ditransmisikan dan ketinggian gelombang yang masuk, sangat tergantung pada rasio L / w antara pagyunjang gelombang L dan lebar dari struktur yang mengambang. Sebagai aturan dari transmisi bervariasi antara Ht / Hi = 0,3 untuk L / w = 3 dan Ht / Hi = 0,9-1,0 untuk L / w = 8, dan persyaratan transmisi gelombang minimal. Ht / Hi = 0.5. Dalam kasus ini harus panjang gelombang lebih kecil dari L <4.2w yang sesuai dengan perkiraan periode gelombang T detik.

Floating pemecah gelombang hanya dapat digunakan di perairan yang sangat terbatas. Floating breakwater sehingga tidak dapat digunakan sebagai struktur manajemen garis pantai yang cukup terbuka lokasinya.

The Octopus

The Octopus (OCean TOP sqUadS) , angkatan 2007 Teknik Kelautan - FTK ITS, Surabaya

Teori Gelombang

TEORI GELOMBANG AMPLITUDO KECIL

Teoti yang paling sederhana yang digunakan untuk menerangkan perambatan gelombang gravitasi dikenal sebagai small amplitude wave theory atau linier wave theory. Teori ini dapat digunakan untuk menganalisa gerakan gelombang, gelombang-gelombang menjalar tanpa terjadi deformasi dan baik profile permukaan maupun kecepatan partikel air membentuk sinusoidal. Oleh karena amplitudo gelombang yang terjadi disini jauh lebih kecil jika dibandingkan dengan panjang gelombangnya maka daerah aliran dapat dijelaskan dengan potensial kecepatan, φ, dimana potensial kecepatan ini memenuhi persamaan Laplace berikut ini :

(δ²φ/δx²) + (δ²φ/δz²) = 0         …(1.1)

Jika arah perambatan gelombang ke arah sumbu x, maka besarnya potensial kecepatan dan profil gelombang diberikan oleh persamaan berikut :

Φ = (aσcosh k(h+z)/ksinh kh) sin k(x-ct)          …(1.2)

ξ = acos k(x-ct)            …(1.3)

Dimana,

a          = amplitude gelombang (a=H/2)

H         = tinggi gelombang (meter)

σ          = frequensi angular, σ = 2п/T

ξ          = profil gelombang

k          = angka gelombang (k=2п/L)

L          = panjang gelombang (meter)

c          = celerity gelombang (c=L/T)

T          = periode gelombang (detik)

Komponen kecepatan partikel ke arah horizontal dan vertical, u dan w serta tekanan gelombang, p dihitung dengan persamaan berikut :

u = aσ (cosh k(h+z) / sinh kh) cos k(x-ct)         …(1.4)

w = aσ (sinh k(h+z) / sinh kh) sin k(x-ct)           …(1.5)

p = ρga (cosh k(h+z) / cosh kh) cos k(x-ct) - ρgz          …(1.6)

Jika periode T dan kedalaman h diberikan maka hubungan disperse bisa digunjakan untuk menentukan panjang gelombang L,

σ ² = gk tanh kh            …(1.7)

Sehingga besarnya celerity gelombang dapat diekspresikan sebagai berikut :

C = ((g/k) tanh kh)^0.5    …(1.8)

Untuk perairan dalam, karena kh ≥ 1, sehingga tanh ≈ 1 dan persamaan 1.7 berubah menjadi,

k₀ =  σ ² /g       …(1.9)

dan

L₀ = gT²/2п      …(1.10)

dimana subskip o menunjukkan harga-harga properties gelombang di perairan dalam, dan L₀ disebut sebagai panjang gelombang di perairan dalam. Pada perairan dangkal, karena kh ≤ 1, maka tan kh ≈ kh, sehingga persamaan 1.8 menjadi,

c = (gh)^0.5         …(1.11)

Energi gelombang, E, untuk gelombang amplitude kecil diberikan sebagai berikut :

E = ρgH²L/8     …(1.12)

Dimana ρ merupakan densitas air laut.

TEORI GELOMBANG AMPLITUDO HINGGA

Gelombang amplitude hingga mempunyai bentuk tetap dan gelombang ini secara periodik menjalar dalam air pada kedalaman uniform dengan tanpa terdeformasi. Ada tiga parameter bebas yang digunakan untuk menjelaskan gelombang bentuk tetap ini, yaitu kedalaman air d, panjang gelombag L, dan tinggi gelombang H. Dari ketiga parameter tersebut dibuat variasi parameter-parameter nondimensional seperti kedalaman relative d/L, kecuraman gelombang H/L, ratio tinggi gelombang terhadap kedalaman air H/d, dan parameter Ursell Ur = HL²/d³.

Teori gelombang Stokes dan teori gelombang Cnoidal memiliki solusi perturbasi, yang masing-masing solusi diekspresikan sebagai power series dalam syarat-syarat parameter nondimensional tertentu. Dalam teori gelombang Stokes, d/L dan H/L dipilih sebagai parameter-parameter bebas; H/L diasumsikan berkuantitas kecil sementara d/L tidak terlalu kecil. Di sini penyelesaiannya diekspresikan sebagai power series dalam batas H/L. Teori gelombang Cnoidal mengsumsikan bahwa H/d kecil dan Ur tidak diurutkan dalam satuan, oleh karena itu, (d/L)²=(H/d)/Ur menjadi kecil. Dengan asumsi-asumsi yang digunakan tersebut dinyatakan bahwa teori gelombang Stokes valid untuk perairan dalam dan teori gelombang Cnoidal valid untuk perairan dangkal.

Pengujian Konsistensi Tanah

Abstrak

Pada awal tahun 1900, seorang ilmuan asal Swedia yang bernama Atterberg mengembangkan suatu metode untuk menjelaskan sifat konsistensi tanah berbutir halus pada kadar air yang bervariasai. Bila kadar airnya sangat tinggi, campuran tanah dan air akan menjadi lembek seperti cairan. Oleh karena itu, berdasarkan kadar air yang terkandung di dalam tanah, Atterberg membagi tanah menjadi empat keadaan dasar yaitu : padat, semi padat, plastis dan cair. Batas perubahan wujud dari satu kondisi ke kendisi yang lain sering disebut dengan batas Atterberg. Batas Atterberg ini banyak digunakan dalam rekayasa mekanika tanah.

Latar Belakang

Tanah kohesif adalah tanah yang memiliki ikatan antar butiran yang kuat. Hal ini terjadi karena ikatan antar muatan yang terdapat disisi butiran sangat kuat. Gaya yang bekerja antar butiran disebut juga gaya Van Der Waals, yaitu gaya tarik menarik atau tolak menolak karena perbedaan muatan yang dikandungnya. Salah satu jenis tanah yang termasuk tanah kohesi adalah tanah lempung. Secara visual tanah lempung memang memiliki ikatan antar butiran (sifat kohesi) yang besar. Hal ini dapat dibuktikan secara sederhana, yaitu apabila kita injak tanah lempung, pada umumya sebagian tanah yang kita injak akan menempel dialas kaki kita.

            Apabila tanah    yang berbutir halus mengandung mineral lempung, maka tanah tersebut dapat diremas-remas (remolded) tanpa menimbulkan retakan. Sifat kohesif ini disebabkan adanya air yang terserap (adsorbed water) di sekeliling partikel lempung.

          

Tinjauan Pustaka dan Metode

Dalam hal ini hanya dikhususkan untuk penentuan batas cair, maka untuk penentuannya menggunakan alat mangkok kuningan. Alat tersebut bertumpu pada dasar karet yang keras. Mangkok kuningan dapat diangkat dan dijatuhkan di atas dasar karet keras tersebut dengan sebuah pengungkit eksentris (”cam”) dijalankan oleh suatu alat pemutar. Untuk mengatur kadar air dari tanah yang bersangkutan agar dipenuhi persyaratannya , mungkin akan sangat sulit. Oleh karena itu akan lebih baik dalam melakukan uji batas cair paling sedikit empat kali pada tanah yang sama tetapi pada kadar air yang berbeda-beda sehingga jumlah pukulan N , yang dibutuhkan untuk menutup goresan bervariasi antara 15 dan 35. Kadar air dari tanah, dalam persen, dan jumlah pukulan untuk masing-masing uji digambarkan di atas kertas garfik semi-log. Hubungan antara kadar air dan log N dapat dianggap sebagai suatu garis lurus. Garis lurus tersebut dinamakan sebagai kurva aliran (flow curve). Kadar air yang bersesuaian dengan N = 25, yang ditentukan dari kurva aliran, adalah batas cair dari tanah yang bersangkutan. Kemiringan dari garis aliran (flow line) didefinisikan sebagai indeks aliran (flow index). (Braja M. Das, 1988).

          w₁ (%) – w₂ (%)

F =   ------------------------

­­         Log N₂  -  Log N₁ 

  Dimana :

F = indeks aliran

w₁ =  kadar air , dari tanah yang bersesuaian dengan jumlah pukulan N_1­     

w₂ = kadar air, dari tanah yang bersesuaian dengan jumlah pukulan   N_2­

Jadi , persamaan garis aliran dapat dituliskan dalam bentuk yang umum sebagai berikut :

w =  - F log N + C

Atas dasar hasil analisis dari beberapa uji batas cair , secara teorotis US Army Waterways Experiment Station (1949), memberikan suatupersamaan untuk mencari harga LL (Liquid Limit), sebagai berikut :

                                                      LL=Wn(N/25)^0,121 

Dimana :  w n  = kadar air

                N    =  jumlah pukulan pada kadar air tersebut.

Maka harga LL adalah merupakan harga rata-rata LL setiap kadar air tersebut. Dibawah ini diberikan harga antara LL pada tanah lempung.

Persamaan diatas pada umumnya akan memberikan hasil yang cukup baik apabila jumlah pukulan adalah antara 20 dan 30. Untuk uji laboratorium yang dilakukan secara rutin, persamaan tersebut mungkin dapat digunakan untuk menentukan harga batas cair bilamana hanya dilakukan satu pengujian untuk tiap-tiap tanah. Cara ini dikenal sebagai metode satu titik (one point method). Metode ini telah dimasukkan dalam ASTM standar keterangan no. D-423. Sebagai alasan mengapa metode satu titik ini dapat memberikan hasil yang cukup baik adalah bahwa rentang (range) harga kadar air yang terlibat hanya kecil, yaitu N = 20 sampai dengan N = 30. Tabel dibawah menunjukkan harga-harga dari (N/25)^0,121 yang diperlukan oleh persamaan di atas, untuk N = 20 sampai dengan N = 30. (Braja M. Das, 1988).

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).

Tabel 1.1  Harga-harga (N/25)^{0,121 *}

N	(N/25)0,121	N	(N/25)0,121
20	0,973	26	1,005
21	0,979	27	1,009
22	0,985	28	1,014
23	0,990	29	1,018
24	0,995	30	1,022
25	1,000

* Braja M Das

Tabel 1.2  Harga-harga batas Atterberg untuk Mineral Lempung*

Mineral	Batas cair	Batas Plastis
Montmorillonite	100 - 900	50 – 100
Illite	60 - 120	35 - 60
Nontronite	37 - 72	19 - 27
Kolinite	30 - 110	25 - 40

   *Menurut Mitchel (1976)

Batas plastis didefinisikan sebagai kadar air yang dinyatakan dalam persen, dimana tanah apabila di gulung sampai dengan diameter 1/8 in (3,2 mm) akan menjadi retak-retak. Batas plastis merupakan batas terendah dari tingkat keplastisan suatu tanah. Cara pengujiannya adalah sangat sederhana, yaitu dengan cara menggulung massa tanah berukuran elipssoida dengan telapak tangan di atas kaca datar. Dengan mengetahui data batas plastis dan batas cair dapat diketahui indeks plastisitasnya, yaitu :

                        PI (%) = LL (%) – PL (%)

Indeks plastisitas (PI) merupakan selisih antara batas cair dan batas plastis. Batas plastis dan batas cair dipengaruhi oleh kadar air yang terkandung didalamnya. Pada tahun 1953 Skempton berhasil menyimpulkan suatu kemiringan garis yang menyatakan hubungan antara indeks plastisitas dengan persen butiran yang lolos ayakan 2m.  Kemiringan ini dinamakan aktivitas (activity) yang dapat dinyatakan dengan :

                                                         

                        A =      PI   /          % berat fraksi berukuran lempung 

         

 di mana :

A =  Aktivitas / activity

Aktivitas biasa digunakan untuk mengidentifikasi kemampuan mengembang dari suatu tanah lempung.

Hasil Percobaan

Dengan menyiapkan sampel tanah agak kering kira-kira 250 gram untuk tes batas cair dan menyiaapkan contoh tanah agak kering secukupnya (sekitar 50 gram) yang lolos ayakan No. 40 untuk tes batas plastis. Dari hasil percobaan yang telah dilakukan sesuai dengan petunjuk, maka didapat yaitu berat can (W1), berat tanah basah dan can (W2),berat sampel tanah setelah di oven ,can (W3) dan jumlah pukulan (N) pada tiap-tiap kondisi. Data tersebut disajikan dalam bentuk tabel sebagai berikut :  

Tabel 2.1 Data hasil tes batas cair

No. Can	Berat Can (gram)	Berat tanah Basah + can (gram)	Berat tanah kering + can  (gram)	Jumlah Pukulan
12	5	18.2	14.5	27
15	5.3	17.3	13.8	23
17	5	20.2	15.9	33

Tabel 2.2 Data hasil tes batas plastis

No. Can	Berat Can (gram)	Berat tanah basah + can  (gram)	Berat tanah kering + can  (gram)
2	4.6	5.3	5.2
7	4.6	5.2	5.1
10	5	6.3	6.1

             

Untuk memperoleh batas cair dan batas plastis dari data yang ada maka, perlu dicari lebih dahulu kadar airnya. Kadar air dicari dengan menggunakan persamaan :             

                                                                                 

                        w_n = Berat air  /  Berat tanah kering  =( W2 – W3 /  W3 – W1)   x 100%

                  

Dimana :   W1 = Berat can  

                  W2 = Berat tanah basah dan can

                  W3 = Berat tanah kering dan can

                   w_n  =  Kadar air sample tanah tertentu

 Berikut adalah contoh penerapan rumus untuk tanah dari nomor can 2 kadar airnya ialah :

                       

     w2 =  (5.3 – 5.2 / 5.2 – 4.6) x 100%  =     16.6 %

                       

Dengan cara yang sama akan diperoleh kadar air tiap-tiap cantoh tanah sesuai nomor cannya,  yaitu :        

1.     w7           =  20 %            

2.     w10          =  18.1 %

3.     w12          =  38.9 %                   

4.     w15          =  41.1 %

5.     w17          =  39.4 %

Sample tanah yang digunakan selama praktikum untuk mencari batas cair ialah No.12,15, dan 17 sedangkan sample tanah No.2,7, dan 10 digunakan untuk mencari batas plastis. Untuk mendapatkan harga Batas Cair/Liquid Limit (LL) tiap-tiap sample tanah kita gunakan persamaan yang dikeluarkan oleh US Army Waterways Experiment Station (1949)yaitu : (Joseph E.Bowles, 1978)

            LL = wn (%) (N/25)^0.121

Dimana : wn = kadar air

                N  = Jumlah pukulan pada kadar air tersebut

Untuk tanah nomor 12 diperoleh batas cair :

LL₁₂       = 38.9 % x (15/25)^0.121   

= 36.56 %

Harga batas cair untuk sample tanah yang lainnya adalah :

1.     LL 15          = 35.80 %

2.     LL 17          = 37.32 %

Dari variasi batas cair yang telah didapatkan diperoleh batas cair rata-rata (LLr), yaitu : 36.56 %. Secara lengkap data yang telah diolah dapat dilihat pada tabel 2.3.

            Tabel 2.3 Data lengkap hasil pengolahan tas batas cair

No. Can	Berat Can (gram)	Berat tanah Basah + can (gram)	Berat tanah Kering + can (gram)	Kadar Air (%)	Jumlah Pukulan	Harga LL (%)
12	5	18.2	14.5	38.9	27	36.56
15	5.3	17.3	13.8	41.1	23	35.80
17	5	20.2	15.9	39.4	33	37.32
Batas cair rata-rata						36.56

Untuk mendapatkan  batas cair (liquid limit), dimana kondisi kadar air (%) pada jumlah ketukan sebanyak 25 kali/pukulan, dengan data yang ada maka kita gunakan  grafik skala log antara kadar air (%) dengan banyaknya jumlah pukulan (N). Dari grafik tersebut kita dapatkan harga batas cair yang sebenarnya. Selain dengan rumus kita juga dapat mencari harga LL dari grafik data, dengan cara menarik garis horizontal dari kurva aliran yang telah diregresi pada pukulan 25 maka akan didapatkan harga batas cair. Dengan perbandingan jarak maka akan diperoleh harga batas cairnya.

Berdasarkan definisi batas plastis (PL), maka kadar air dari sample tanah yang digunakan selama praktikum batas plastis adalah batas plastis itu sendiri. Dari data kadar air diperoleh batas plastis :

1.     w2           =          PL                    = 16.6 %

2.     w7           =          PL                    = 20 %  

3.     w10          =          PL                    = 18.1 %

Batas plastis rata-rata (PLr) sample tanah yang digunakan selama praktikum ialah 18.23 %.

Dengan mengetahui harga batas cair dan batas plastis maka dapat dicari harga indeks plastisnya (PI). Indeks plastis pada umumnya dinyatakan dalam persen. Pada praktikum ini batas cair dan palstis yang digunkan untuk mencari harga indeks plastis sample tanah yang digunakan selama praktikum , ialah :         ( Joseph E.Bowles, 1978)

                        PI (%) = LL(%) – PL (%)            dimana : LL(%) = 36.56 %

                                                                                            PL(%) = 18.23 %

          maka :      PI (%)         = 36.56 % - 18.23 %

                                              = 18.33 %

Untuk menentukan korelasi dari beberapa parameter tanah fisis dan juga untuk mengidentifikasi tanah maka dapat dibuat bagan palstisitas, yaitu dengan menghubungkan indeks plastisitas (PI) dengan liquid limit (LL). Dimana dalam bagan tersebut terdapat dua garis, garis  A dengan persamaan PI = 0.73 (LL – 20) dan garis B dengan persamaan PI = 0.9(LL – 8). (Braja M.Dass, 1988)

Pembahasan

Dari Dari data grafik antara jumlah pukulan (N) dengan kadar air (%) pada sampel tanah dapat diketahui bahwa bentuk kurva aliran (flow curve) adalah membentuk garis lurus dimana kurva semakin cenderung menurun seiring dengan bertambahnya jumlah pukulan (N) pada mangkok Casagrande. Hal ini menunjukkan bahwa semakin bertambah jumlah pukulan, maka kandungan kadar air (w) pada sampel tanah semakin menurun. Hal ini sesuai dengan literatur (I.S Dunn, L.R. Anderson, and F.W. Kiefer, 1980).Hasil pengamatan pada praktikum batas cair ini memang terdapat beberapa kendala dalam pelaksanaanya. Mulai sulitnya untuk memberi kadar air agar pukulan yang akan terjadi tidak lebih kurang dari 15 pukulan dan tidak lebih dari 35 pukulan sampai pada membuat gulungan tanah dengan diameter yang tepat, yang memerlukan ketelitian yang baik.

Namun demikian  dari hasil yang didapatkan telah diperoleh harga batas cair (liquit limit) dan juga nilai indeks aliran masing-masing bernilai 36.56 % dan 18.33 %. Berbagai macam kekurangan  terjadi saat praktikum sehingga tidak mendapat hasil yang sesuai. Diantaranya ialah penggunaan sample tanah yang tidak tepat. Dalam modul praktikum sample tanah yang digunakan ialah tanah yang lolos ayakan No.40 tetapi saat praktikum sample tanah yang digunakan ialah sisa sample tanah dari uji batas cair. Pada kondasi seperti ini ada keuntungannya yaitu praktikan dapat mengetahui hubungan batas plastis dan batas cair dari sample tanah yang sama.

Saat pelaksanaan tes batas plastis sangat sulit untuk mendapatkan diameter yang tepat sesuai dengan definisi, sehingga diameter yang digunakn ialah diameter pendekatan.Dalam melakukan percobaan batas plastis yang perlu diperhatikan adalah bagaimana menggulung sampel tanah sebasar 3,18 mm dapat dilakukan dengan baik. Hal ini penting karena berhubungan dengan hasil batas plastis yang akan kita dapatkan. Melihat hubungan antara batas plastis dan berat tanah kering (setelah di oven), terjadi hubungan yang berbanding terbalik, yaitu semakin basar batas plastis yang dihasilkan maka nilai berat kering tanah akan semakin kecil.

Dari hasil perhitungan didapatkan hasil bahwa batas platis dari sampel tanah yang digunakan dalam percobaan bernilai 18.23 %, dan  indeks plastisnya sebesar 18.33 %. Dari data ini maka sample tanah percobaan tergolong miniral lempung kaolinite. Mineral lempung kaolinite terdiri dari tumpukan lapisan-lapisan dasar lembaran-lembaran kombinasi silika-gibbsite yang diikat oleh ikatan hidrogen. Mineral kaolinite berujud seperti lempengan-lempengan tipis, masing-masing dengan diameter kira-kira 1000Å sampai 20.000Å dan ketebalan kira-kira 15 m²/gram.        

Kesimpulan

Indeks plastisitas suatu tanah (IP) menggambarkan sifat plastis tanah ketika diberi beban dan batas cair menjelaskan kondisi batas kadar air yang terkandung di tanah. Makin tinggi indeks plastisitas maka makin baik tanah dalam menahan beban.Dengan mengetahui batas cair maka perekayasa dapat memutuskan keputusan yang tepat, misalnya pondasi apa yang sesuai dengan kondisi tanah tersebut. Batas cair dan indeks plstisitas digunakan dalam sistem klasifikasi tanah menurut AASHTO. Penggunaan parameter batas cair dan indeks plastisitas dalam sistem AASHTO didasarkan atas aplikasinya yang berkaitan dengan pembangunan jalan raya dimana diperhitungkan dengan tepat kekuatan/sifat plastis tanah dan kondisi kadar air dari tanah yang akan digunakan sebagai jalan raya atau untuk pembangunan suatu jalan tol selain itu untuk memulai pembangunan kita juga harus tahu mengenai hal ini karena akan sangat berpengaruh pada kekuatan pondasi dari bangunan tersebut.

 

Daftar Pustaka

Bowles, Joseph E.1978. Rekayasa Mekanika Tanah. Jakarta. Erlangga

Das, Braja M .1988. Mekaniaka Tanah. Surabaya . Erlangga.

Dunn, I. S. Dkk. 1980. Aplikasi Mekanika Tanah. Jakarta. Pustaka Ilmu.

M.J. Smith (1984). Soil Mechanic.