Tipe-tipe semen Portland ada lima, diantaranya :
a. Tipe I Ordinary Portland Cement
Semen Portland tipe ini digunakan untuk segala macam konstruksi apabila tidak diperlukan sifat-sifat khusus, misalnya tahan terhadap sulfat, panas hiderasi
dan sebagainya. Semen ini mengandung 5 MgO dan 2,5-3 SO
3
.
b. Tipe II Moderate Heat Portland Cement
Semen Portland tipe ini digunakan untuk bahan konstruksi yang memerlukan sifat khusus tahan terhadap sulfat dan panas hiderasi yang sedang. Biasanya
digunakan untuk daerah pelabuhan dan bangunan sekitar pantai. Semen ini mengandung 20 SiO
2
, 6 Al
2
O
3
, 6 Fe
2
O
3
, 6MgO , dan 8 C
3
A.
c. Tipe III High Early Strength Portland Cement
Semen ini merupakan semen yang digunakan biasanya dalam keadaan- keadaan darurat dan musim dingin. Digunakan juga pada pembuatan beton tekan.
Semen ini memiliki kadungan C
3
S yang lebih tinggi dibandingkan Semen Portland
tipe I dan II sehingga proses pengerasan terjadi lebih cepat dan cepat mengeluarkan kalor. Semen ini tersusun dari 3,5-45 Al
2
O
3
, 6 Fe
2
O
3
, 35 C
3
S, 6 MgO, 40 C
2
S dan 15 C
3
A.
d. Tipe IV Low Heat Portland Cement
Semen tipe ini digunakan pada bangunan dengan tingkat panas hiderasi yang rendah misalnya pada bangunan beton yang besar dan tebal. Baik sekali untuk
mencegah keretakan. Low Heat Portland Cement ini memiliki kandungan C
3
S dan
Universitas Sumatera Utara
C
3
A lebih rendah sehingga kalor yang dilepas lebih rendah. Semen ini tersusun dari 6,5 MgO, 2,3 SO
3
, dan 7 C
3
A.
e. Tipe V Super Sulphated Cement
Semen yang sangat tahan terhadap pengaruh sulphat misalnya pada tempat pengeboran lepas pantai, pelabuhan dan terowongan. Komposisi komponen
utamanya adalah slag tanur tinggi dan kandungan aluminanya yang tinggi. Semen ini tersusun dari 5 terak Portland Cement, 6 MgO, 2,3 SO
2
dan 5 C
3
A.
2. Semen Putih
Portland cement yang memiliki warna keabu-abuan. Warna ini disebabkan
oleh kandungan oksida silika pada Portland Cement tersebut. Jika kandungan oksida silica
tersebut dikurangi 0,4 maka warna semen Portland berubah menjadi warna putih.
3. Semen Masonry
Semen Masonry dibuat dengan menggiling campuran terak semen Portland dengan batu kapur, batu pasir atau slag dengan perbandingan 1:1 .
4. Semen Sumur Minyak Oil Well Cement
Semen ini digunakan pada temperatur dan tekanan tinggi, sering dijumpai pada penggunaan pengeboran minyak atau digunakan untuk pengeboran air tanah
artesis. Semen ini merupakan semen Portland yang dicampur dengan retarder
Universitas Sumatera Utara
untuk memperlambat pengerasan semen seperti lignin, asam borat, casein dan gula.
5. Semen Alami Natural Cement
Semen ini dihasilkan dari kerang batu kapur yang mengandung tanah liat seperti komposisi semen di alam. Material ini dibakar sampai suhu pelelehannya
hingga menghasilkan terak. Kemudian terak tersebut digiling menjadi semen halus. Dalam pemakaiannya dicampur dengan semen Portland.
6. Semen Alumina Tinggi High Alumina Cement
Semen yang memiliki kandungan alumina tinggi, dimana perbandingan antara kapur dan alumina adalah sama. Semen ini dibuat dengan mencampur kapur,
silika dan oksida silika yang dibakar hingga meleleh dan kemudian hasilnya didinginkan lalu digiling hingga halus. Ciri dari semen ini memiliki ketahanan
terhadap air yang mengandung sulfat dan air laut cukup tinggi.
7. Semen Pozzolona
Semen ini mengandung senyawa silika dan alumina dimana bahan pozzolona sendiri tidak memiliki sifat seperti semen, akan tetapi bentuk halusnya dan dengan
adanya air, senyawa-senyawa tersebut membentuk kalsium aluminat hidrat yang bersifat hidraulis.
Universitas Sumatera Utara
8. Semen Trass
Semen yang dihasilkan dengan menggiling campuran antara 60 - 80 trass atau tanah yang berasal dari debu gunung berapi yang serupa dengan pozzolona
dengan menambah CaSO
4
.
9. Semen Slag Slag Cement
Semen slag ini dikenal 2 macam tipe, yaitu :
• Eisen Portland Cement
Semen yang dihasilkan dari penggilingan campuran 60 terak Portland dan 40 butir-butir slag tanur tinggi.
• High Often Cement
Semen yang dihasilkan dari penggilingan campuran yang mengandung 15 - 19 terak Portland Cement dan 41 - 85 butir-butir slag dengan
penambahan CaSO
4
.
2.2.5 Abu Sekam Padi
Padi merupakan produk utama pertanian di negara agraris termasuk Indonesia, hal ini disebabkan oleh kenyataan bahwa beras merupakan hasil olahan
dari padi yang merupakan bahan makanan pokok. Tumbuhan padi adalah tumbuhan yang tergolong tanaman air, namun sebagai tanaman air bukan berarti
tanaman padi itu hanya bisa tumbuh di tanah yang terus - menerus digenangi air, baik penggenangan itu terjadi secara alamiah, ditanah rawa-rawa, maupun
penggenangan itu disengaja pada tanah-tanah .
Universitas Sumatera Utara
Sekam padi adalah bagian terluar dari butir padi yang merupakan hasil samping saat proses penggilingan padi dilakukan. Sekitar 20 dari bobot padi
adalah sekam padi dan kurang lebih 15 dari komposisi sekam padi adalah abu sekam yang selalu dihasilkan setiap kali sekam dibakar Hara, 1986.
Sekam padi merupakan lapisan keras yang meliputi kariopsis yang terdiri dari dua bentuk daun yaitu sekam kelopak dan sekam mahkota, dimana pada
proses penggilingan padi, sekam akan terpisah dari butir beras dan menjadi bahan sisa atau limbah penggilingan. Dari penggilingan padi akan menghasilkan sekitar
25 sekam, 8 dedak, 2 bekatul dan 65 beras. Sekam tersusun dari jaringan serat-serat selulosa yang mengandung banyak silika dalam bentuk serabut-serabut
yang sangat keras. Sekam padi menduduki 7 dari produksi total padi yang biasanya hanya
ditimbun dekat penggilingan padi sebagai limbah sehingga mencemari lingkungan, kadang-kadang juga dibakar. Sekam padi juga dapat digunakan
sebagai pupuk, bahan tambahan untuk media tumbuh tanaman sayuran secara hidroponik. Hasil analisis sekam padi dapat dilihat pada Tabel 2.6.
Tabel 2.6 Hasil Analisis Sekam Padi Houston, 1972
Kandungan Air 9,02
Protein Kasar 3,27
Lemak 1,18
Karbohidrat 33,71
Serat Kasar 35,68
Abu 17,71
Universitas Sumatera Utara
Sekam padi tidak dapat digunakan sebagai material pengganti tanpa mengalami proses pembakaran. Dua faktor yang perlu diperhatikan pada proses
pembakaran yaitu kadar abu dan unsur kimia dalam abu. Kadar abu menjadi penting sebab hal ini menunjukkan atau menentukan berapa jumlah sekam yang
harus dibakar agar menghasilkan abu sesuai kebutuhan.
2.2.6 Komposisi Kimia Abu Sekam padi
Selama proses pembakaran sekam padi menjadi abu mengakibatkan hilangnya zat-zat organik yang lain dan menyisakan zat-zat yang mengandung
silika. Pada proses pembakaran akibat panas yang terjadi akan menghasilkan perubahan struktur silika yang berpengaruh pada dua hal yaitu tingkat aktivitas
pozolan dan kehalusan butiran abu. Secara umum faktor suhu, waktu dan lingkungan pembakaran harus
dipertimbangkan dalam proses pembakaran sekam padi untuk menghasilkan abu yang mempunyai tingkat reaktivitas maksimal. Secara tipikal komposisi kimia
abu sekam padi meliputi SiO
2
, K
2
O, Fe
2
O
3
, CaO, MgO, Cl, P
2
O
5
, Na
2
O
3
, SO
3
dan sedikit unsur lainnya.Komposisi kimia dari abu sekam padi dapat dilihat pada
Tabel 2.7.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.7 Komposisi Kimiawi Abu Sekam Padi Houston, 1972
2.3 Stabilisasi Tanah
Stabilisasi tanah adalah usaha untuk memperbaiki daya dukung mutu tanah yang tidak baik dan meningkatkan daya dukung mutu tanah yang sudah
tergolong baik. Tujuan dari stabilisasi tanah adalah untuk meningkatkan kemampuan daya dukung tanah dalam menahan beban serta untuk meningkatkan
kestabilan tanah. Usaha stabilisasi tanah dapat dilakukan dengan pemadatan, mencampur
dengan tanah lain, serta menambahkan bahan pencampur kimiawi. Stabilisator yang sering digunakan yakni semen, kapur, abu sekam padi, abu cangkak sawit,
abu ampas tebu, fly ash, bitumen dan bahan-bahan lainnya.
Komponen Berat
SiO
2
K
2
O Na
2
O CaO
MgO Fe
2
O
3
P
2
O
5
SO
3
Cl 86,90 – 97,30
0,58 – 2,50 0,00 – 1,75
0,20 – 1,50 0,12 – 1,96
0,00 – 0,54 0,20 – 2,84
0,10 – 1,13 0,00 – 0,42
Universitas Sumatera Utara
Kelebihan stabilisasi dengan menggunakan bahan tambahan admixtures adalah sebagai berikut :
a. Meningkatkan kekuatan tanah
b. Mengurangi deformasi
c. Menjaga stabilitas volume
d. Mengurangi permeabilitas
e. Meningkatkan durabilitas
Penelitian ini menggunakan bahan stabilisator berupa Semen Portland dan abu sekam padi.
2.3.1 Stabilisasi Tanah dengan Semen
Stabilisasi tanah dengan semen diartikan sebagai pencampuran antara tanah yang telah dihancurkan, semen dan air, yang kemudian dipadatkan sehingga
menghasilkan suatu material baru disebut Tanah – Semen dimana kekuatan, diharapkan dapat sesuai dengan keb utuhan, baik untuk perkerasan jalan, pondasi
bangunan dan jalan, aliran sungai dan lain-lain Semen banyak digunakan untuk stabilisasi tanah di berbagai Negara.
Adanya air, kalsium silikat, aluminat pada semen akan membentuk senyawa hidrat yang akan menghasilkan susunan ikatan yang kuat dan keras yang
menyelimuti dan mengikat material yang dicampur. Alasan lain pemakaian semen adalah semen merupakan bahan yang
terbilang relatif murah dan mudah didapatkan. Berbagai penelitian dan pekerjaan di lapangan menunjukkan bahwa hampir terhadap semua jenis tanah dapat
Universitas Sumatera Utara
distabilisasi dengan semen , kecuali pada tanah dengan kadar organik tinggi dan berplastisitas sangat tinggi.
Penggunaan kadar semen 2 dari berat kering tanah sudah dapat menghasilkan perubahan sifat tanahnya, sedangkan penggunaan semen lebih dari
2 dapat menghasilkan perubahan sifat tanah yang sangat signifikan. Disisi lain semen juga mempunyai kekurangan seperti rentan terhadap keretakan pada suhu
yang tinggi, getas dan korosif. Selain itu, produksi semen menghasilkan emisi karbon yang sangat tinggi sehingga produksi semen tidak ramah
lingkungan.Untuk mengatasi kelemahan dan memanfaatkan kelebihan semen, diperlukan bahan campuran alternatif sebagai pengganti semen.
2.3.2 Proses Kimia pada Stabilisasi Tanah dengan Semen
Tahapan proses kimia pada stabilisasi tanah menggunakan semen adalah sebagai berikut:
Absorbsi air dan reaksi pertukaran ion;
Partikel semen yang kering tersusun secara heterogen dan berisi kristal-kristal 3CaO.SiO2, 4CaO.SiO
4
, 3CaO.Al2O
3
dan bahan-bahan yang pada berupa 4CaO.Al
2
O
3
Fe
2
O
3
. Bila semen ditambahkan pada tanah, ion kalsium Ca+++ dilepaskan melalui hidrolisa dan pertukaran ion berlanjut pada
permukaan partikel-partikel lempung. Dengan reaksi ini partikel-partikel lempung menggumpal sehingga mengakibatkan konsistensinya tanah menjadi
lebih baik.
Reaksi pembentukan kalsium silikat Dari reaksi-reaksi kimia yang berlangsung diatas, maka reaksi utama
Universitas Sumatera Utara
yang berkaitan dengan kekuatan adalah hidrasi dari A-lite 3CaO.SiO
2
dan B- lite 2CaO.SiO
2
terdiri dari kalsium silikat dan melalui hidrasi tadi hidrat-hidrat seperti kalsium silikat dan aluminat terbentuk. Senyawa-senyawa ini berperan
dalam pembentukan atau pengerasan.
Reaksi pozzolan Kalsium hidroksida yang dihasilkan pada waktu hidrasi akan membentuk
reaksi dengan tanah reaksi pozzolan yang bersifat memperkuat ikatan antara partikel, karena ia berfungsi sebagai binder pengikat.
2.4 Stabilisasi dengan Semen dan Abu Sekam Padi
Semen banyak digunakan untuk stabilisasi tanah di berbagai Negara. Adanya air, kalsium silikat, aluminat pada semen akan membentuk senyawa
hidrat yang akan menghasilkan susunan ikatan yang kuat dan keras yang menyelimuti dan mengikat material yang dicampur.
Alasan lain pemakaian semen adalah semen merupakan bahan yang terbilang relatif murah dan mudah didapatkan. Berbagai penelitian dan pekerjaan
di lapangan menunjukkan bahwa hampir terhadap semua jenis tanah dapat distabilisasi dengan semen , kecuali pada tanah dengan kadar organik tinggi dan
berplastisitas sangat tinggi. Penggunaan kadar semen 2 dari berat kering tanah sudah dapat
menghasilkan perubahan sifat tanahnya, sedangkan penggunaan semen lebih dari 2 dapat menghasilkan perubahan sifat tanah yang sangat signifikan.Selain itu,
stabilisasi tanah dengan menggunakan semen sudah sangat biasa dipakai dalam proses stabilisasi Bowles, 1993.
Universitas Sumatera Utara
Abu sekam padi merupakan bahan hasil sampingan produk pertanian, sekam yang dibakar mempunyai sifat pozzolan yang mengandung unsur silikat
yang tinggi. Secara visual abu sekam padi yang digunakan dalam penelitian ini adalah berwarna abu-abu grey colour-ash.
Abu sekam padi merupakan bahan hasil sampingan produk pertanian yang cukup melimpah keberadaannya dan kurang termanfaatkan dengan baikAbu
sekam padi mempunyai sifat pozzolan yang mengandung unsur silikat yang tinggi dan sangat reaktif. Dengan sendirinya abu sekam padi akan bereaksi secara kimia
dengan tanah yang lembab membentuk tanah yang tersementasi dan akan meningkatkan daya dukung tanah. . Sehingga abu sekam padi dapat dimanfaatkan
sebagai bahan alternatif pengganti semen. Penggunaan abu sekam padi sebagai bahan stabilisasi pada tanah lempung
dimungkinkan karena material ini banyak mengandung unsur silikat SiO
2
dan aluminat Al
2
O
3
, sehingga dikategorikan sebagai pozzolan.
2.5 Penelitian yang pernah dilakukan
