Electronic Theses and Dissertation

Usaha mencari alternatif sumber asli adalah penting untuk pembangunan infrastruktur yang mampan. antara alternatif ini ialah menggunakan hasil sampingan industri kopi sebagai agen penstabil tanah. pada masa ini, kopi adalah salah satu komoditi makanan yang paling bernilai tinggi. pengeluarannya telah meningkat dalam beberapa tahun kebelakangan ini, tetapi juga sisanya. abu sekam kopi ialah hasil sampingan pepejal dari pemprosesan biji kopi di ladang atau di kilang. penyimpanan abu sekam kopi memerlukan kawasan tanah yang luas, dan ia biasanya dibuang manakala yang lain dibakar, menambahkan pencemaran udara dan meningkatkan masalah alam sekitar. penyelidikan dalam bidang ini masih terhad dan tertumpu terutamanya pada parameter geoteknik tanah yang dirawat tanpa mengambil kira jenis tanah, kekuatan ricih dan tindak balas mikrostruktur tanah dengan abu sekam kopi. matlamat utama kajian adalah untuk menilai parameter geoteknik tanah lempung berkeplastikan tinggi yang dirawat dengan abu sekam kopi untuk menghasilkan komposisi ganti bagi bahan pembinaan yang kos efektif dan mesra alam. objektif kajian ini adalah untuk mencirikan tanah lempung berkeplastikan tinggi dan abu sekam kopi aceh; menganalisis kesan abu sekam kopi terhadap kekuatan fizikal, pemadatan dan ricih tanah lempung berkeplastikan tinggi; dan menganalisis pengaruh abu sekam kopi terhadap kekuatan subgred (cbr) dan struktur mikro tanah lempung tersebut. ujian makmal telah dilakukan untuk menyiasat pengaruh abu sekam kopi terhadap sifat fizikal dan sifat mekanikal tanah lempung. peratusan abu sekam kopi diubah daripada 5% hingga 25% mengikut berat kering tanah lempung dalam kenaikan 5%. ujian pencirian fizikal dan mekanikal yang terdiri daripada ujian had atterberg, pemadatan, ricih terus, kekuatan mampatan tak terkurung (ucs), dan nisbah galas california (cbr) telah dijalankan pada kedua-dua spesimen yang dirawat dan tidak dirawat. ujian analisis seperti pembelauan sinar-x (xrd), spektroskopi inframerah transformasi fourier (ftir), analisis haba pembezaan-analisis termogravimetrik (dta-tga), dan pengimbasan mikroskop elektron (sem) telah dijalankan untuk mengenal pasti dan mencirikan tanah lempung dan abu sekam kopi. hasil kajian menunjukkan penambahan abu sekam kopi ke dalam tanah lempung ini menjadikan komposisi keseluruhan tanah menjadi lebih kasar dan mula beralih dari tanah lempung ke tanah kelodak. selanjutnya, hasil juga menunjukkan bahawa penambahan abu sekam kopi ke tanah lempung berkeplastikan tinggi boleh meningkatkan kekuatan tanah. pada 25% abu sekam kopi, puncak ucs sebanyak 130.83 kn/m2 direkodkan, berbanding 89.17 kn/m2 untuk tanah lempung yang tidak dirawat. di samping itu, kejelekitan tanah dan sudut geseran dalaman bertambah baik masing-masing dari 80.1 kn/m2 kepada 148.7 kn/m2 dan 16.1o kepada 25.8o, untuk 0% dan 25% abu sekam kopi. nilai cbr tertinggi didapati dalam tanah yang mengandungi 25% abu sekam kopi yang tidak direndam dan direndam, dengan nilai masing-masing 26.4% dan 11%. tambahan lagi, analisis mikro menunjukkan bahawa struktur campuran tanah lempung dan abu sekam kopi berubah dalam morfologi tanah, peningkatan ikatan antara zarah, dan pengubahsuaian dalam tanah yang tidak dirawat. di samping itu, telah ditunjukkan bahawa abu sekam kopi boleh meningkatkan kekuatan tanah lempung dengan menghasilkan mekanisme pozzolanik dan penghidratan yang mengisi celah tanah dan mengikat zarah tanah. keseluruhannya, abu sekam kopi berpotensi untuk dijadikan bahan pembinaan alternatif mesra alam dengan kos rendah dan memenuhi piawaian yang diperlukan.

Attemps to find replacements for natural resources is crucial for sustainable infrastructure development. Among these alternatives is by using coffee industry by-products as a soil stabilising agent. Currently, coffee is one of the most highly valued food commodities. Its production has increased dramatically in recent years, but so has its waste. Coffee husk ash is a solid byproduct of coffee bean processing on a farm or in a factory. The storage of coffee husk ash needs vast areas of land, and it is typically discarded while others are burned, adding to air pollution, and generating a substantial environmental problem. The research in this area is still limited and focuses primarily on the geotechnical parameters of the treated soil without considering the soil type, shear strength and microstructural response of the soil with coffee husk ash. The primary aim of the study is to assess the geotechnical parameters of high plastic clayey soil treated with coffee husk ash to produce an alternative composition for construction material that is cost-effective and ecologically friendly. The objectives of this study are to characterize high plastic clayey soil and Acehnese coffee husk ash; analyze the effect of coffee husk ash on the physical strength, compaction, and shear strength of high plastic clayey soil; and analyze the influence of coffee husk ash on the subgrade strenght (CBR) and microstructure of high plastic clayey soil. Laboratory tests were conducted to investigate the influence of coffee husk ash on the physical properties and mechanical properties of clay. The percentage of coffee husk ash was varied from 5% to 25% by the dry weight of clay in 5% increments. Physical and mechanical characterisation tests consisting of Atterberg limit, compaction, direct shear, unconfined compressive strength (UCS), and California bearing ratio (CBR) tests were conducted on both treated and untreated specimens. Analytical tests such as x-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), differential thermal analysis-thermogravimetric analysis (DTA-TGA), and scanning electron microscopy (SEM) were conducted to identify and characterise the clay and coffee husk ash. The results of the study show that the addition of coffee husk ash into the clayey soil makes the overall composition of the soil coarser and begins to shift from clayey soil to silty soil. Furthermore, the results also show that the addition of coffee husk ash to high plastic clayey soil can increase the strength of the soil. At 25% coffee husk ash, a peak UCS of 130.83 kN/m2 was recorded, compared to 89.17 kN/m2 for untreated clay. In addition, the soil cohesion and internal friction angle improved from 80.1 kN/m2 to 148.7 kN/m2 and from 16.1o to 25.8o, respectively, for 0% and 25% coffee husk ash. The highest CBR values were found in the stabilised soil containing 25% unsoaked and soaked coffee husk ash, with values of 26.4% and 11%, respectively. Furthermore, microanalysis demonstrated that the structure of coffee husk ash-clay mixtures changes in soil morphology, the improvement of interparticle bonding, and modifications in the untreated soil. Additionally, it was shown that coffee husk ash can enhance the strength of clay by producing a pozzolanic and hydration mechanism that fills soil gaps and bonds soil particles. Overall, coffee husk ash has the potential to be used as an environmentally friendly alternative construction material with low cost and meeting the required standards.