II.2.2.2. Jenis-jenis Semen
Umumnya jenis semen yang dikenal saat ini antara lain sebagai berikut :
1. Semen Portland Portland Cement
Semen Portland merupakan semen hidrolis yang dihasilkan dengan jalan menghaluskan terak yang mengandung senyawa-senyawa kalsium silikat dan
biasanya juga mengandung satu atau lebih senyawa-senyawa kalsium sulfat yang ditambahkan pada pengggilingan akhir. Semen Portland adalah semen yang
diperoleh dengan menghaluskan terak yang terutama terdiri dari silikat-silikat, kalsium yang bersifat hidrolis bersama bahan tambahan biasanya gypsum
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.
Universitas Sumatera Utara
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 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.
Universitas Sumatera Utara
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 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.
Universitas Sumatera Utara
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.
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
.
Universitas Sumatera Utara
II.2.3. Fly Ash
Fly Ash adalah material yang sangat halus serta mempunyai gradasi yang
seragam yang berasal dari sisa pembakaran besi baja atau batu bara. Sekitar 80 abu yang terbentuk dari pembakaran batu bara keluar dari tungku pembakaran,
ada yang melalui cerobong asap yang disebut fly ash dan ada sisa kasar pembakaran batu bara pada dasar tungku disebut bottom ash. Fly ash termasuk
material yang disebut dengan pozzolanic material karena fly ash mengandung bahan pozzolan yaitu Silica SiO
2
, Besi Oksida Fe
2
O
3
, Aluminium Oksida Al
2
O
3
, Calsium Oksida CaO , Magnesium Oksida MgO dan Sulfat SO
4
. Mutu dari fly ash beragam, hal ini bergantung pada :
• Mutu dan jenis batu bara • Efisiensi pembakaran dan kehalusan serbuk batu bara
• Dimensi tungku pembakaran • Cara penangkapan fly ash dari pembakaran
II.2.3.1. Analisa Unsur Kimia Fly Ash
Menurut Davidson 1961 hasil analisa kimia dari fly ash memiliki ukuran yang berbeda-beda dan unsur-unsur yang tidak terbakar seperti : SiO
2
, Al
2
O
3
dan Fe
2
O
3
cenderung berada pada partikel yang berukuran halus, sedangkan unsur- unsur karbon yang ada pada umumnya ditentukan oleh “Loss of ignition” lebih
dominan pada partikel kasar, sehingga persentase berat yang lolos ayakan No. 325 ASTM pada umumnya dapat dipakai sebagai indikator kadar karbon.
Universitas Sumatera Utara
II.2.3.2. Sifat Fisik dan Karakterikstik Kimia Fly Ash
Ukuran dan bentuk karakteristik partikel fly ash tergantung dari tempat asal dan kesamaan dari batu bara, derajat penghacuran sebelum dibakar,
pembakaran yang merata dan tipe sistem padat yang berlubang disebut cenosphere
dan yang berbentuk bulat yang mengandung lebih sedikit fly ash disebut plerosphere. Proses pembakaran batu bara memegang peranan yang
sangat penting sebab fly ash yang dihasilkan akan semakin baik apabila proses pembakarannya semakin sempurna. Fly ash akan berwana kehitam-hitaman jika
dilakukan dalam pembakaran dengan suhu pembakaran kurang dari 1000
�
C pembakaran tidak sempuran dan akan berwana keabu-abuan jika dilakukan
pembakaran dengan suhu pembakaran pada suhu 1000
�
C pembakaran sempuran. Pembakaran yang tidak sempurna akan menghasilkan fly ash yang
kehitam-hitaman, hal ini disebabkan kandungan karbon yang terdapat dalam fly ash
masih banyak yang belum terbakar.
II.2.3.3. Klasifikasi Fly Ash
Menurut ASTM C618- 96 ada tiga klasifikasi abu layang batubara fly ash
yaitu : • Fly ash kelas F : merupakan fly ash yang diproduksi dari pembakaran
batubara antrasit atau bituminus dan mempunyai sifat pozzolanic. Fly ash kelas F ini kadar kapurnya rendah CaO 10 sedangkan kadar SiO
2
+ Al
2
O
3
+ Fe
2
O
3
70.
Universitas Sumatera Utara
• Fly ash kelas C : diproduksi dari pembakaran batubara lignit atau sub- bituminus. Mempunyai sifat pozolanic dan sifat self-cementing, sifat ini
timbul tanpa penambahan kapur. Fly ash kelas C mengandung kapur CaO 20 dan kadar SiO
2
+ Al
2
O
3
+ Fe
2
O
3
50. • Fly ash kelas N : merupakan buangan atau pozzolan alam terkalsinasi seperti
beberapa tanah diatomaceous , opalinse chert dan debu-debu vulkanik serta bahan- bahan lainnya yang mungkin masih dalam proses kalsinasi Wardani,
2008.
Tiap elemen dalam fly ash memiliki sifat yang berbeda-beda. Elemen- elemen utama dari abu layang dibedakan dalam tiga kelompok sebagai berikut:
1. Oksida logam asam, antara lain: SiO
2
, Al
2
O
3
, dan TiO
2
2. Oksida logam basa, antara lain: Fe
2
O
3
, CaO, MgO, K
2
O dan Na
2
O. 3. Unsur-unsur lain, seperti P
2
O
5
, SO
3
, sisa karbon dan beberapa unsur lain
II.2.3.4. Pengaruh Fly Ash Terhadap Tanah Lempung
Pada campuran antara fly ash dengan tanah lempung terjadi reaksi yang dikenal dengan reaksi Pozzolanic. Reaksi pozzolanic merupakan reaksi yang
terjadi antara unsur kalsium dengan silika dan aluminium sehingga membentung cementing agent
. Cementing agent merupakan suatu massa yang keras dan kaku. Kecepatan reaksi pozzolanic tidak hanya bergantung pada waktu tetapi juga
dipengaruhi oleh konsentrasi bahan-bahan yang bereaksi dan juga temperaturnya.
Universitas Sumatera Utara
Reaksi pozzalonic terjadi akibat adanya ion hidroksil OH pada permukaan tanah lempung. Hidroksil ini sangat besar kemampuannya untuk
melepaskan diri dari partikel lempung seperti yang terlihat pada reaksi di bawah ini :
H
2
O
SiOH ���
−
+ �
+
Penambahan fly ash akan memperkaya kandungan Alumina dan Silica pada tanah karena gradasi fly ash lebih besar dari tanah liat, maka penambahan fly
ash juga akan membuat tanah lempung mempunyai gradasi yang lebih baik
sehingga mudah diolah Workability meningkat. Panas yang dihasilkan fly ash dapat mengurangi kadar air pada tanah basah. Tanah lempung dengan kandungan
pozzolan yang sangat baik bereaksi dengan fly ash untuk membentuk suatu massa
yang keras dan kaku.
II.3. Stabilisasi Tanah
Stabilisasi tanah adalah suatu upaya untuk memperbaiki atau memperkuat suatu tanah agar tanah tersebut sesuai dengan persyaratan yang diinginkan dengan
mutu yang baik. Hal ini juga dapat dimaksudkan agar tanah dapat meningkat daya dukungnya sehingga mampu memikul beban konstruksi yang berada diatasnya.
Tanah menurut klasifikasinya dapat dibagi menjadi beberapa jenis diantaranya adalah tanah lempung, yakni tanah dengan ukuran partikel kurang
Universitas Sumatera Utara
dari 0,002 mm. Tanah lempung adalah salah satu jenis tanah yang sering dilakukan proses stabilisasi. Hal ini dikarenakan lempung memiliki sifat yakni
jika basah akan bersifat lunak plastis dan kohesif, mengembang dan menyusut dalam jangka waktu yang relatif cepat sehingga mempunyai pengaruh perubahan
volume yang besar karena pengaruh air. Sifat inilah yang membuat tanah lempung sering dilakukan proses stabilisasi agar sifat tersebut diperbaiki sehingga dapat
meningkatkan daya dukung tanah tersebut. Secara umum stabilisasi dapat dibagi menjadi dua metode yakni metode
stabilisasi secara mekanis dan stabilisasi secara kimiawi. Stabilisasi secara mekanis dapat diartikan sebagai metode stabilisasi dengan cara mencampurkan
tanah dasar dengan tanah lain yang berada disekitar lokasi agar lebih ekonomis. Hal ini dimaksudkan agar dari tanah tersebut didapat tanah bergradasi baik well
graded sehingga tanah dasar yang dipakai telah memenuhi persyaratan yang
diinginkan. Sedangkan metode stabilisasi secara kimiawi adalah stabilisasi dengan cara melakukan pencampuran bahan tambah atau bahan kimia pada tanah.
Stabilisator yang sering digunakan yakni semen, kapur, abu sekam padi, abu cangkak sawit, fly ash, bitumen dan bahan-bahan lainnya. Namun stabilisasi
tanah juga dapat dilakukan diluar dari metode di atas yakni diantaranya dengan cara menggunakan lapisan tambah pada tanah misalnya geogrid atau geotekstil,
melakukan pemadatan dan pemampatan di lapangan serta dapat juga dengan melakukan memompaan air tanah sehingga air tanah mengalami penurunan.
Universitas Sumatera Utara
II.4. Stabilitas Lereng II.4.1. Teori Stabilitas Lereng
Kategori