## Micro-analysis Tanah Ekspansif yang Diperbaiki Secara Kimiawi
Anita Setyowati Srie Gunarti *1 , Fajar Prihesnanto 2
1 Program Studi Doktor Ilmu Teknik Sipil, Universitas Brawijaya, Indonesia
1,2 Program Studi Teknik Sipil, Universitas Islam 45, Bekasi, Indonesia e-mail: * anitassgunarti@gmail.com
Received 16 November 2022; Reviewed 08 February 2023; Accepted 23 April 2023 Journal Homepage: http://jurnal.borneo.ac.id/index.php/borneoengineering Doi: https://doi.org/10.35334/be.v1i1.3078

## Abstract
Road construction on expansive soil faces many problems such as deflection, longitudinal cracks, circular cracks and spreading cracks in road construction due to the large nature of swelling and shrinkage.  This  study  aims  to  identify  changes  in  the  mineralogy  microstructure  and  chemical properties  of  the  soil  in  chemically  corrected  expansive  soils  so  that  solutions  for  expansive  soil improvement are obtained by utilizing local materials based on industrial waste, namely Fly ash and Waste  Foundry  Sand.  The  research  method  is  in  the  form  of  laboratory  experiments,  namely Structure  Electron Microscope  and  XRD tests  on  native  soil  and  soil  stabilized with  Fly  ash  and Waste Foundry Sand to analyze mineral structure and chemical changes. The results of the analysis found that the effect of the two types of additives on expansive soils was descriptively significant. The addition of fly ash and WFS to the soil makes the pores and cracks filled with fly ash particles and some  form  of  hydration.  After  the  addition  of  Fly  ash  and  WFS,  ion  exchange  and  pozzolanic reactions  from  fly  ash  occur  to  make  the  flake  and  flocculant  structure  of  the  soil  cement  into  a crystal or block structure, thereby increasing the compactness and integrity of the soil sample.

## Keywords: Waste, Foundry sand, Fly ash, Microstructure, Expansive soil

## Abstrak
Konstruksi jalan di atas tanah ekspansif banyak menghadapi permasalahan seperti lendutan, retak memanjang, retak melingkar dan retak menyebar pada konstruksi jalan akibat sifat kembang susut yang besar. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi perubahan struktur mikro mineralogi dan  sifat  kimia tanah  pada  tanah  ekspansif yang  diperbaiki  secara  kimiawi  sehingga  didapatkan solusi  perbaikan  tanah  ekspansif  dengan  memanfaatkan  material  lokal  berbasis  limbah  industri yaitu Fly ash dan Waste Foundry Sand. Metode penelitian berupa eksperimen laboratorium yaitu uji Structure Electron Microscope dan XRD pada tanah asli dan tanah yang distabilisasi dengan Fly ash dan Waste Foundry Sand untuk menganalisis struktur mineral dan perubahan kimianya. Hasil analisis  menemukan  bahwa  pengaruh  kedua  jenis  aditif  pada  tanah  ekspansif  cukup  signifikan secara deskriptif. Penambahan fly ash dan WFS pada tanah membuat pori-pori dan retakan terisi dengan partikel fly ash dan beberapa bentuk hidrasi. Setelah penambahan Fly ash dan WFS, terjadi pertukaran ion dan reaksi pozzolan dari fly ash membuat serpihan dan struktur flokulan semen tanah menjadi struktur kristal atau blok, sehingga meningkatkan kekompakan dan integritas sampel tanah.
Kata Kunci: Waste, Foundry sand,  Fly ash, Microstructure, Tanah ekspansif

## 1. Pendahuluan
Kondisi  infrastruktur  transportasi  berupa  jalan  di  beberapa  wilayah  Jawa  Barat  kerap  terjadi kerusakan  dikarenakan  tanah  asli  berupa  tanah  ekspansif.  Selain  masalah  kembang–susut  tanah, konstruksi  teknik  sipil  di  tanah  ekspansif  banyak  menghadapi  permasalahan  seperti  longsor, kegagalan dinding penahan tanah, deformasi, penurunan/settlement dan sebagainya. Saat ini sedang dibangun  proyek  pengembangan/perluasan  kawasan  industri  wilayah  Karawang  Timur  (lokasi penelitian  ini  dilakukan)  yang  mana  tanah  pada  wilayah  ini  sebagian  besar  merupakan  tanah ekspansif  yang  tidak  memenuhi  subgrade  yang  dipersyaratkan  sehingga  membutuhkan  treatment sebelum dilakukan pelapisan selanjutnya.
Kawasan industri banyak menghasilkan limbah hasil sampingan industri/pabrik yang memerlukan pengelolaan sehingga dapat bermanfaat kembali terutama untuk perbaikan tanah. Limbah industri seperti Waste Foundry Sand dan fly ash yang memiliki kandungan khusus yang dapat mengubah perilaku tanah ekspansif.
Waste  Foundry  Sand adalah  pasir/debu  hasil  buangan  produksi  pembuatan  cetakan  pengecoran logam  padat. Waste  Foundry  Sand (WFS)  umumnya  dibuang  ke  tempat  pembuangan  sampah. Namun, sifat keteknikan WFS membuatnya cocok untuk digunakan dalam sistem struktur jalan raya, yang dapat menyediakan jalan untuk high-volume reuse. Selain itu, WFS dari pengecoran besi hanya terkontaminasi secara minimal dan umumnya memenuhi kriteria peraturan untuk digunakan kembali dalam  aplikasi  geoteknik.  Kleven,  J.  R.,  Edil,  T.  B.,  &  Benson,  C.  H.  (2000)  mengevaluasi  jenis limbah yang sama dengan WFS. Mereka menamakannya sebagai ESS. Hasil pengujian menunjukkan bahwa ESS diklasifikasikan sebagai SP, SM, atau SP-SM (A-2-4 atau A-3 dalam AASHTO) dan harus dipadatkan hingga kering atau pada kadar air yang optimal dan, jika memungkinkan, dengan upaya  pemadatan  yang  lebih  tinggi.  CBR  ESS  berkisar  dari  4  hingga  40  dan  rata-rata  20  saat dipadatkan dengan standar upaya pada kadar air yang optimal. Porsi perendaman selama tes CBR ternyata kecil untuk semua ESS. ESS yang dipadatkan pada kadar air optimal dengan upaya standar memiliki kuat tekan bebas yang berkisar antara 71 hingga 190 kPa.
Fox,  P.  J.,  &  Mast,  D.  G.  (1998)  melakukan  penelitian  mengenai Geotechnical  Performance  of Highway Embankment Constructed Using Waste Foundry Sand . Hasil pengujian laboratorium dan lapangan  WFS  ( Waste  Foundry  Sand )  Auburn  Foundry  memberikan  pedoman  umum  untuk pemilihan  parameter  geoteknik  untuk  desain  awal WFS  embankments .  Dari  perspektif  geoteknik, hasil  menunjukkan  bahwa  WFS  dapat  digunakan  dengan  sukses  sebagai  material  pengisi  tanggul untuk proyek jalan raya skala penuh.
Fly ash adalah material yang sangat halus dengan gradasi yang sangat uniform yang berasal dari sisa pembakaran batu bara. Fly ash termasuk material yang disebut dengan pozzolanic material karena mengandung bahan bahan pozzolan seperti Silika (SiO2), besi oksida (Fe2O3), Aluminium oksida (Al2O3), Kalsium oksida (CaO), Magnesium oksida (MgO), dan Sulfat (SO4). Penambahan fly ash pada tanah expansif dimaksudkan agar terbentuk reaksi pozzolanic , yaitu reaksi antara kalsium yang terdapat pada fly ash dengan alumina dan silikat yang terdapat pada tanah, sehingga menghasilkan masa yang keras dan kaku. Penambahan fly ash (FA) selain memperkaya kandungan alumina dan silika pada tanah, juga memperbaiki gradasi tanah. Zhou, S. Q., dkk (2019) melakukan penelitian tanah  ekspansif  yang  distabilisasi  menggunakan Fly  ash dan lime yang  ditinjau  dari mikrostrukturnya. Hasil uji SEM mengungkapkan bahwa struktur mikro tanah ekspansif yang stabil bervariasi dari struktur seperti serpihan dan flokulan yang tidak beraturan hingga struktur blok, dan kekompakan  sampel  tanah  ditingkatkan.  Hasil  XRD  menunjukkan  bahwa  kuarsa  merupakan komponen utama tanah yang stabil.
Beberapa penelitian tanah ekspansif yang distabilisasi menggunakan limbah yang dianalisis dari sisi mikrostrukturnya  juga  telah  dilakukan  oleh  Jain,  A.  K.,  &  Jha,  A.  K.  (2020).  Hasil  pemeriksaan fisiko-kimia dan mikro-analisis mengungkapkan bahwa perubahan gradasi, kohesi dan interlocking antar partikel, komposisi mineralogi, dan komposisi mikrostruktur, kimia dan unsur adalah faktor kunci  dalam  mengendalikan  perilaku  interaktif  tanah  yang  diperbaiki  dengan  debu  marmer. Abdelkader, H. A., dkk (2022) menyimpulkan yaitu analisis mikro menegaskan bahwa pembentukan beberapa puncak baru, perubahan morfologi tanah, dan perubahan elemen induk merupakan faktor utama  dalam  mengendalikan  perilaku  interaktif  campuran  tanah  dengan  debu  granit.  Penelitian mengenai  stabilisasi  tanah  metode  kimiawi  menggunakan  WFS  maupun  FA  juga  telah  dilakukan oleh  Gunarti,  A.  S.S  (2020),  Indiramma,  P.,  dkk  (2020),  Kumar,  A,  dkk  (2014),  Manish,  V.K.S (2021), Mohanty, S (2018), Mishra, B (2014), Venkatesh. J, dkk (2020), Cockca E (2021), Zha. F, dkk (2008), Bose. B, (2012).
Perbaikan tanah yang dikembangkan pada paper ini yaitu perbaikan tanah ekspansif secara kimiawi menggunakan Fly Ash dan Waste Foundry Sand . Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis sisi  mikrostruktur  tanah  ekspansif  yang  distabilisasi  menggunakan  limbah  industri  untuk meningkatkan  kinerja  daya  dukung subgrade konstruksi  jalan  dengan  cara  melakukan  perbaikan tanah menggunakan bahan lokal hasil buangan industri sehingga akan mengurangi timbunan limbah, menekan biaya konstruksi karena mengurangi penggunaan material aditif standar seperti semen dan kapur.  Penelitian  ini  difokuskan  pada  metode  stabilisasi  tanah  ekspansif  dengan  menggunakan kombinasi dua jenis limbah industri yang ditinjau dari segi analisis mikrostruktur .

## 2. Metode Penelitian
Penelitian  berupa  eksperimen  laboratorium  dimulai  dengan  melakukan  studi  literatur  dari  limbah hingga pengembangan metode stabilisasi tanah ekspansif.
Tanah  ekspansif  yang  diteliti  berupa  tanah  ekspansif  di  lokasi  proyek  pengembangan  kawasan industri Surya Cipta Karawang Timur, Jawa Barat. Dilakukan pengujian laboratorium di beberapa tempat.  Pengujian  XRD  Kuantitatif  di  Laboratorium  Teknologi  Mineral  Batubara  (TEKMIRA) Bandung, sedangkan pengujian mikro-analis dengan metode Scan Electron Microscopy (SEM) dan XRF oksidasi dilakukan di Laboratorium mineral dan material maju Universitas Negeri Malang.
Data  minerologi  dan  unsur  kimia  yang  diperoleh  dari  hasil  uji  laboratorium  meliputi  kandungan mineral lempung, unsur kimia teroksidasi, deskripsi perbesaran microscopis lembaran  mineral yang akan disajikan dalam bentuk tabel atau presentasi grafik sebagai dasar untuk mengambil keputusan. Data-data  tersebut  akan  diolah  lebih  lanjut  hingga  diketahui  karakteristik  mikro  pada  tanah  yang distabilisasi.
Kegiatan penelitian difokuskan pada uji SEM dan XRD pada tanah yang distabilisasi metode kimiawi menggunakan 2 jenis limbah pada porsi 10% WFS dan 9% FA terhadap berat kering tanah. Uji  micro-analis  meliputi:    mineralogi  XRD  Kuantitatif  (hanya  pada  sampel  tanah  asli), Scan Electron Microscope EDX, dan XRF oksidasi pada tanah asli dan tanah stabilisasi.

## 3. Hasil dan Pembahasan
3.1 Tanah Asli Dan Material Aditif

## 3.1.1 Structure Electrone Microscopic (SEM)
Foto Structure Electrone Microscopic pada Tanah Asli, Waste Foundry Sand , dan Fly Ash disajikan pada Gambar 1.
Dalam  penelitian  ini,  uji  dilakukan  sebagai  analisis  kualitatif  atas  perbedaan  bentuk  dan  ukuran partikel  penyusun  masing-masing  sample  yang  akan  dikaitkan  terhadap  karakteristik pengembangan/swelling potensial dan kompresibilitas serta kuat tekannya. Pengujian tanah dengan metode Scan Electron Microscopy (SEM) dilaksanakan di Laboratorium Mineral dan Material Maju, Universitas Negeri Malang. Gambar 1 menunjukan hasil pengujian fotomikrograf dengan perbesaran 10000 X.
(a) (b)                                           (c)
Gambar 1. (a) Tanah asli,  (b) WFS, (c) FA
Konsep  dasar  analisis  SEM  ini  adalah  menembak/meradiasi  spesimen  dengan  berkas  cahaya  dari elektron yang dipercepat pada kondisi volume tinggi untuk menghasilkan citra partikel. Kontras pada citra  SEM  merupakan  produk  hamburan  difraksi  cahaya  yang  dihasilkan  oleh  berbagai  variasi elemen struktur mikro. Secara visual foto gambar 1 (a) menunjukan bahwa materi spesimen tersusun dari struktur lembaran-lembaran mineral yang dapat diklasifikasikan sebagai mineral lempung. Pada bagian  bawah  permukaan,  sample  menunjukan  tekstur  lembaran  mineral  tampak  menggumpal ( flocculate ),  seperti  lembaran  kertas  yang  tertumpuk.  Pada  bagian  permukaan,  tekstur  lembaran mineral tampak menyebar ( dispersion ) dengan ikatan antar lembaran yang lemah. Detail foto juga menunjukan  adanya  perbedaan  mineralogi  dan  tekstur  masing-masing  sample  yang  tentunya  juga dipengaruhi  oleh  mineral  penyusunnya.  Gambar  1  (b)  menunjukkan  mikrograf  SEM  dari  sampel WFS.  Terlihat  bahwa  ia  memiliki  distribusi  ukuran  yang  cukup  homogen,  bulat  kompak  partikel tanpa adanya tepi atau sudut yang ditandai. Kehadiran kecil proporsi butir yang berbeda dapat dicatat, dengan  penampilan  cair  fase,  yang  dianalisis  oleh  XRF  dan  ditemukan  terdiri  dari  Si,  Ca  dan  O dengan asumsi mereka sebagai kalsium silikat (Quaranta NE, dkk, 2010).
Gambar  1(c) Fly  ash sebagian  besar  terdiri  dari  partikel  kaca,  berongga,  bulat,  yang  merupakan cenospheres (berdinding tipis, bola berongga); penampakan struktur mikronya. Meskipun partikel abu  terbang  pada  dasarnya  sama,  variasi  bentuk  memang  terjadi  (dibulatkan  ke  sudut)  dengan beberapa  kristal mullite  dan  besi.  Selanjutnya, tekstur  permukaan  tampak  halus dan  padat  hingga sangat berpori, dan permukaannya terkadang memiliki lapisan seperti magnetit (Mustafa Al Bakri AM , dkk, 2013).

## 3.1.2 XRF Oksida
Unsur kimia pada tanah dan WFS serta FA disajikan pada Tabel 1. Dalam penelitian ini, uji dilakukan sebagai  analisis  kualitatif  atas  perbedaan  bentuk  dan  ukuran  partikel  penyusun  masing-masing sample yang  akan  dikaitkan  terhadap  karakteristik  pengembangan/ swelling  potential dan kompresibilitas  serta  kuat  tekannya.  Pengujian  tanah  dengan  metode Scan  Electron  Microscopy (SEM)  dilaksanakan  di  Laboratorium  Mineral  dan  Material  Maju,  Universitas  Negeri  Malang. Gambar 1 menunjukan hasil pengujian fotomikrograf dengan perbesaran 10000 X.
Borneo Engineering: Jurnal Teknik Sipil                                                                  Vol. 7 No. 1 April 2023
Hasil yang diperoleh dari analisis XRD pada Waste Foundry Sand menunjukkan fase kristal yang ada pada pasir pengecoran limbah besi cor dan aluminium setelah pengecoran. Terlihat bahwa silika tetap  menjadi  komponen  utama  dari  pasir  pengecoran  limbah.  Namun,  sifat  pasir  pengecoran komposit limbah aluminium mengungkapkan adanya fase baru sebagai hasil dari jejak logam yang didorong oleh operasi pengecoran. Pasir limbah besi cor terpapar dan mengungkapkan adanya fase kristal silika saja. Ini menyiratkan bahwa tidak ada fase kristal baru yang terbentuk di dalam limbah pasir  setelah  proses  pengecoran.  Dalam  kasus  pasir  limbah  cor  aluminium,  aluminium  silikat (Al2Si2O5(HO)4) diidentifikasi sebagai fase termineralisasi baru. Kehadiran fase ini dapat dikaitkan dengan  aluminium  cair  yang  mencemari  pasir  selama  proses  pengecoran.  Perbedaan  intensitas puncak XRD yang diamati dari berbagai sistem pasir limbah dapat dikaitkan dengan perpindahan atom di dalam kristal yang disebabkan oleh suhu pengecoran yang tinggi (Raji, A., & Dzikunu, P , 2019).
Tabel 1. Kompunen unsur kimia tanah asli, WFS, dan Fly ash.
Komponen Unsur Tanah Asli (%) WFS (%) FA (%) SiO2 52,6 93,7 35,9 Al2O3 11 - 11 SO3 2,6 - 0,61 K20 2,23 0,52 1,67 CaO 1,87 1,65 13,6 TiO2 1,66 0,31 1,48 V2O5 0,05 - 0,05 Cr2O3 0,068 1,10 0,087 MnO 0,14 0,24 0,37 Fe2O3 23,7 3,15 33,72 CuO 0,069 0,0051 0,068 ZnO 0,095 0,15 0,03
Analisis sampel Fly Ash dilakukan menggunakan XRD untuk mengetahui fasa yang terbentuk pada sampel,  derajat  kristanilitas  sampel,  parameter  kisi  kristal  dan  ukuran  kristal  sampel.  Hasil difraktogram  untuk Fly  ash muncul  beberapa  puncak  dengan  intensitas  yang  lemah,  hal  ini menunjukkan bahwa dalam Fly ash masih terkandung oksida-oksida logam (Aisah S , dkk, 2018).

## 3.1.3 XRD Kuantitatif
Hasil XRD Kuantitatif disajikan pada Gambar 2. Pengujian X-Ray Difraction (XRD) dilakukan untuk analisis komposisi fasa atau senyawa material dan juga karakterisasi kristal penyusun masing-masing sample .  Dari  hasil  analisis  uji  ini  diharapkan  dapat  dilakukan  identifikasi  secara  semi  kuantitatif kehadiran mineral-mineral yang menyebabkan tanah bersifat ekspansif terutama kelompok smectite dan illite yang sering diasosiasikan sebagai penyebab pengembangan.
Gambar  2  menunjukkan  bahwa sample didominasi  oleh  4(empat)  mineral  utama  yakni:  kuarsa (quartz), kaolinite, illite dan illite – smectite, dengan kadar yang bervariasi. Dimana kaolinite, Illite dan  smectite  merupakan  kelompok  mineral  lempung  utama.  Uji  XRD  ini  mengidentifikasi
keberadaan beberapa mineral lempung sensitif seperti montmorillonite, illite-smectite yang dikenal sebagai penyebab perilaku kembang susut tanah.
Gambar 2. XRD Kuantitatif

## 3.2 Tanah Stabilisasi
3.2.1 SEM Tanah Stabilisasi
Foto Structure Electrone Microscopic (SEM) disajikan pada gambar 3.
Gambar 3. Foto SEM tanah stabilisasi dengan 10% WFS dan 9% FA
Morfologi mikroskopis tanah ekspansif yang dimodifikasi oleh 10% WFS dan 9% FA ditunjukkan pada Gambar 3. Struktur tanah yang dimodifikasi lebih kompak daripada tanah polos, dan pori-pori atau retakan halus sampai batas tertentu diisi oleh partikel  FA dan WFS serta mengalami hidrasi. Namun, karena hanya sejumlah kecil produk hidrasi, beberapa partikel FA memiliki sementasi yang
cukup dengan pori-pori. Pembesaran lebih lanjut dari gambar menunjukkan bahwa produk hidrasi fly  ash (C-S-H)  bereaksi  dengan  partikel  tanah.  Dengan  demikian,  partikel  tanah  serpihan  asli disemen  (proses  sementasi)  menjadi  struktur  blok  yang  kokoh/kaku,  dan  integritas  partikel  tanah meningkat (Zhou, S. Q., dkk, 2019).

## 3.2.2 XRF Oksida Tanah Stabilisasi
Perbandingan kandungan unsur kimia tanah stabilisasi dengan tanah asli disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Perbandingan komponen unsur kimia tanah
Komponen Unsur Tanah Asli (%) Tanah+10%WFS+9%FA (%) SiO2 52,6 41,1 Al2O3 11 11 SO3 2,6 - K20 2,23 2,15 CaO 1,87 4,82 TiO2 1,66 1,45 V2O5 0,05 0,065 Cr2O3 0,068 0,079 MnO 0,14 0,15 Fe2O3 23,7 29,3 CuO 0,069 0,076 ZnO 0,095 0,06
Tanah asli terdiri atas susunan kuarsa, dengan sejumlah kecil illite dan montmorillonit. Komponen utama tanah yang distabilisasi dengan 9% Fly ash dan 10% WFS yaitu sejumlah kecil berlinit selain kuarsa.  Perbandingan  komponen  mineral  sebelumnya  dan  setelah  reaksi  tercantum  pada  Tabel  2. Kandungan SiO2 menurun secara signifikan dari 52,6% (tanah asli) ke 41,1% (Tanah asli + 10% WFS + 9% FA10% ). Kandungan CaO meningkat secara signifikan dari 1,87% (tanah asli) ke 4,82% (Tanah+10% WFS + 9% FA).
Perubahan komposisi mineral dapat disimpulkan sebagai berikut: untuk montmorillonit terdiri dari dua: lapisan Si-O tetrahedron dan satu lapisan Al-OH oktahedron untuk merupakan struktur kristal tipe 2: 1, yang terutama bergantung pada gaya van der Waals untuk hubungan  antar kristal. Al3+ diOktahedron Al-OH sering digantikan oleh kation rendah lainnya seperti sebagai Mg2+, dan Si4+ dalam  Si-O  tetrahedron  sering  digantikan  oleh  Ca2+,  oleh  karena  itu,  muatan  negatif  tambahan muncul di antara kristal yang dapat menarik kation lain (Na+, K+, dll.) dan ion hidrasi mereka untuk mengisi antara kristal untuk membentuk water film , sehingga memperbesar jarak untuk mencapai tujuan ekspansi.
Ketika  FA  dan  WFS  ditambahkan  ke  tanah  ekspansif,  struktur  mikro  tanah  lempung  (terutama montmorillonit)  sangat  berubah.  Alasannya  adalah fly  ash bereaksi  dengan  air  untuk  membentuk Ca2+  yang  cukup  besar.  Relatif  tinggi  Ca2+  menggantikan  K+  dan  Na+  dalam  partikel  lempung melalui  pertukaran  ion  untuk  mengurangi  ketebalan  lapisan  air  tanah  partikel.  Secara  bersamaan, lingkungan  basa  dibentuk  oleh  hidrasi/sementasi fly  ash mendorong  pertukaran  ion.  Hal  tersebut
adalah alasan utama untuk mengurangi potensi pengembangan tanah (Zhou, S. Q., dkk, 2019). Reaksi kimia yang relevan dapat diringkas sebagai berikut (Zhou, S. Q., dkk, 2019): Perkukaran ion,
Na + - Al 2 [Si 4 O 10 ](OH) 2 .nH 2 O+Ca 2+ → Ca 2+ - Al 2 [Si 4 O 10 ](OH) 2 .nH 2 O+Na +
Alasan  peningkatan  kekuatan  tanah  dapat  diringkas  bahwa  kapur  bereaksi  dengan  CO2  di  udara untuk membentuk bahan karbon untuk mengkarbonisasi tanah. SiO2 aktif dalam partikel lempung bereaksi lambat dengan Ca(OH)2 membentuk kalsium silikat hidrat (C-S-H), yang keduanya bisa ada di lingkungan air. Gel diproduksi dan secara bertahap berubah menjadi kristal berserat pada tahap selanjutnya. Sebagai jumlah meningkat, kristal saling bersilangan untuk membentuk struktur rantai, sehingga mengisi pori-pori partikel untuk meningkatkan kekuatan (Zhou, S. Q., dkk, 2019). Rumus reaksi ditulis sebagai berikut (Zhou, S. Q., dkk, 2019):
Karbonasi:
Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O Mg(OH) 2 +CO 2 → MgCO 3 + H 2 O
Reaksi Pozzolan:
Ca(OH) 2 + SiO 2 → CaO . SiO 2 . H 2 O

## 4. Kesimpulan
Analisis  struktur  mikro  dan  komposisi  mineral  menunjukkan  bahwa  tanah  asli  sebagian  besar bersisik dan struktur flokulan dengan pori-pori dan retakan yang jelas. Penambahan FA dan WFS membuat  pori-pori  dan  retakan  terisi  dengan  partikel  FA  dan  beberapa  bentuk  hidrasi.  Setelah penambahan FA dan WFS, terjadi pertukaran ion dan reaksi pozzolan dari FA membuat serpihan dan struktur  flokulan  semen  tanah  menjadi  struktur  kristal  atau  blok,  sehingga  meningkatkan kekompakan dan integritas sampel tanah. Dalam penelitian ini, efek stabilisasi FA dan WFS pada tanah ekspansif diselidiki pada campuran acak. Namun, hanya varian 10%WFS dan 9%FA saja yang diambil untuk dilakukan pemeriksaan mikrostruktur. Perlu dipertimbangkan dan penyelidikan lebih lanjut  dengan  varian  yang  lebih  beragam  agar  dapat  diperbandingkan  untuk  analisis  yang  lebih dalam.

## Ucapan Terima Kasih
Terimakasih penulis haturkan kepada Universitas Islam 45 Bekasi Indonesia, atas Pendanaan Hibah penelitian  Internal  Universitas  Islam  45,  terutama  kepada  Jajaran  LPPM,  sehingga  penelitian  ini dapat terselesaikan.

## Daftar Pustaka
Abdelkader, H. A., Ahmed, A. S., Hussein, M. M., Ye, H., & Zhang, J. (2022). An Experimental Study  on  Geotechnical  Properties  and  Micro-Structure  of  Expansive  Soil  Stabilized  with Waste Granite Dust. Sustainability, 14(10), 6218.
Aisah S, Zulfikar Z, Sulistiyo YA. (2018). Sintesis Silika Gel Berbasis Fly Ash Batu Bara PLTU Paiton  Sebagai  Adsorben  Zat  Warna  Rhodamin  B.  BERKALA  SAINSTEK.  2018  May 31;6(1):31-5.
Bose  B.  (2012)  Geo-engineering  properties  of  expansive  soil  stabilized  with  fly  ash.  Electron  J Geotech Eng. 2012;17 J.
Cokca  E.  (2001).  Use  of  class  c  fly  ashes  for  the  stabilizationof  an  expansive  soil.  Journal  of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 2001 Jul;127(7):568-73.
Fox, P. J., & Mast, D. G. (1998). Geotechnical performance of highway embankment constructed using waste foundry sand.
Gunarti, A. S.S., Nuryati, S., Muttaqin, P. A., & Raharja, I. (2020). Unconfined compression strength of soil using silica sand waste and dust sand foundry as a stabilizer. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 1517). https://doi.org/10.1088/1742-6596/1517/1/012028
Indiramma, P., Sudharani, C., & Needhidasan, S. (2020). Utilization of fly ash and lime to stabilize the  expansive  soil  and  to  sustain  pollution  free  environment–An  experimental  study. Materials Today: Proceedings, 22, 694-700.
Jain,  A.  K.,  &  Jha,  A.  K.  (2020).  Geotechnical  behaviour  and  micro-analyses  of  expansive  soil amended with marble dust. Soils and Foundations, 60(4), 737-751.
Kleven, J. R., Edil, T. B., & Benson, C. H. (2000). Evaluation of excess foundry system sands for use as subbase material. Transportation research record, 1714(1), 40-48.
Kumar, A., Sharma, R. K., & Singh, B. (2014). Compaction and sub-grade characteristics of clayey soil mixed with foundry sand and fly ash and tile waste. IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering, (spl).
Manish, V. K. S. (2021). Use of Waste Foundry Sand (WFS) and Crushed Waste Glass (CWG) on Stabilization of Black Cotton Soil-Review.
Mishra,  B.  (2014).  A  Study  on  characteristics  of  subgrade  soil  by  use  of  foundry  sand  and  Iron turnings. International Journal of Science and Research (IJSR), ISSN (Online), 2319-7064.
Mohanty,  S.  (2018).  Stabilization  of  Expansive  Soil  Using  Industrial  Waste:  Fly  Ash.  Civil Engineering Research Journal, 3(2). https://doi.org/10.19080/cerj.2018.03.555606
Mustafa Al Bakri AM, Abdulkareem OA, Kamarudin H, Khairul Nizar I, Abd Razak R, Zarina Y, Alida A. (2013). Microstructure studies on the effect of the alkaline activators of fly ash-based geopolymer at elevated heat treatment temperature. InApplied Mechanics and Materials 2013 (Vol. 421, pp. 342-348). Trans Tech Publications Ltd.
Quaranta  NE,  Lalla  NS,  Caligaris  MG,  Boccaccini  AR,  Vieira  CM.  (2010).  Ceramic  tiles  adding waste foundry sand to different clays. Waste Management and Environment V. Transaction on Ecology and Environment. 2010 Jun 16;140:99-108.
Raji, A., & Dzikunu, P. (2019) Characterisation Of Waste Foundry Sand From Some Selected Small Scale Foundries In Ghana. 2019
Venkatesh  J,  Chinnusamy  K,  Murugesh  S.  (2020).  A  Review  Paper  on  Comparative  study  of Expansive Sub-Grade Stabilization using Industrial Wastes like Foundry Sand, Quarry Dust, Demolition  Wastes  and  Rubber  Scrap.  InIOP  Conference  Series:  Materials  Science  and Engineering 2020 Nov 1 (Vol. 955, No. 1, p. 012062). IOP Publishing.
Zha  F,  Liu  S,  Du  Y,  Cui  K.  (2008).  Behavior  of  expansive  soils  stabilized  with  fly  ash.  Natural hazards. 2008 Dec 1;47(3):509-23.
Zhou,  S.  Q.,  Zhou,  D.  W.,  Zhang,  Y.  F.,  &  Wang,  W.  J.  (2019).  Study  on  physical-mechanical properties and microstructure of expansive soil stabilized with fly ash and lime. Advances in Civil Engineering, 2019.