Semen Alternatif Kekuatan Pasta Semen dan Faktor air Semen Sifat Kimia Semen

b. Semen Portland dapur letus memenuhi persyaratan BS 146 : 1973 diproduksi dengan menggiling suatu campuran klinker semen Portland dengan sisa batuan tambang dari dapur letus pada perbandingan 35 : 36.

2.5 Semen Alternatif

Semen alternatif adalah jenis semen selain semen Portland PC sesuai dengan peruntukkannya yaitu didapatnya faktor efisiensi yang optimal, terutama bagi jenis konstruksi non-struktural seperti : Pasangan bata, plesteran, acian dan komponen bangunan lainnya seperti : paving block, kansteen, conblock, genteng beton dan lain- lain.

2.6 Semen Pozolan Kapur SPK

Semen Pozolan Kapur SPK adalah suatu bahan pengikat hidrolis yang dibuat dengan menggiling bersama suatu bahan pozolan dengan kapur padam atau yang dibuat dengan mengaduk secara cermat dan merata suatu bahan pozolan halus dengan kapur padam. SPK dibuat dengan cara menggiling bersama antara bahan pozolan dan kapur padam atau dengan cara mengaduk bahan pozolan halus dengan kapur padam hingga didapatkan adukan yang homogen. Sebelum pencampuran kedua bahan tersebut harus dalam kondisi kering, sehingga tidak terjadi gumpalan-gumpalan yang dapat mengurangi homogenitas dan menurunkan kualitasnya. Tiga kadar komponen kimia yaitu : SiO 2 , Al 2 O 3 dan Fe 2 O 3 SPK dapat dibuat dengan beberapa variasi perbandingan masing-masing bahan. Mengingat banyaknya faktor yang menerntukan mutu dari SPK, sehingga perbandingan antara kapur dan pozolan yang dapat menghasilkan SPK dengan yang baik secara umum. Dari beberapa percobaan yang telah dilakukan oleh DPMB Bandung dapat dilakukan bahwa perbandingan antara pozolan dan kapur yang terlalu menurut ASTM – C 618-78 sekitarnya harus lebih besar dari 70 , selanjutnya unsur MgO dibatasi maksimum 5 dan hilang pijar lebih kecil 10 . Universitas Sumatera Utara besar ataupun yang terlalu kecil, maka akan menghasilkan SPK dengan kekuatan tekan dan kekuatan tarik yang kecil. Dari uraian diatas dapat diterangkan reaksi kimia yang terjadi sebagai berikut : CaOH 2 + SiO 2 + H 2 O → CaO. SiO 2 . nH 2 O Dalam hal perbandingan campuran kapur dan pozolan kecil, maka senyawa komplek CaO.SiO 2 .nH 2 O yang terbentuk sedikit, berarti kekuatannya rendah. Dengan makin besarnya perbandingan campuran kapur dan pozolan maka senyawa komplek yang terbentuk makin banyak, mengakibatkan bertambahnya kekuatan. Jika perbandingan campuran kapur padam bertambah, maka pada suatu saat akan terjadi kelebihan senyawa CaOH 2 . Adanya CaOH 2 yang rapuhpercobaan untuk mengetahui kekuatan tekan dengan bermacam-macam variasi perbandingan, menurut prosedur biasanya diperlukan 14 hari untuk jangka waktu pengerasan sebelum dilakukan percobaan tekan. Karena itu sebelum bahan-bahan tersebut dimanfaatkan untuk bahan-bahan campuran SPK perlu dilakukan percobaan, sehingga nantinya akan dicapai harga perbandingan tertentu yang menghasilkan SPK dengan mutu yang baik. Berikut tabel komposisi SPK. Tabel 2.5 Komposisi SPK Trass Persentase Batu gamping Persentase Magnesium Oksida MgO 1,31 Magnesium Oksida MgO 14,05 Universitas Sumatera Utara Kalsium Oksida CaO 3,09 Kalsium Oksida CaO 52,00 Ferri Oksida Fe 2 O 3 2,00 Ferri Oksida Fe 2 O 3 0,42 Aluminium Oksida Al 2 O 3 16,23 Aluminium Oksida Al 2 O 3 0,32 Silica SiO 2 63,74 Silica SiO 2 1,85 LOI 13,08 LOI 30,48 Sumber : Dinas Pertambangan dan Energi Sumatera Utara. SPK merupakan bubuk yang sangat halus, material yang berwarna abu-abu yang terutama terdiri dari kalsium dan aluminium silikat. Bahan mentah utama untuk membuat semen pozolan kapur adalah batu kapur yang mengandung CaO, dan tanah liat atau endapan batuan yang terdiri dari SiO 2 dan H 2 O . Material ini digiling, diaduk, dilebur hingga menjadi butiran dalam sebuah tanur, didinginkan dan kemudian digiling hingga mencapai kehalusan sesuai dengan yang dibutuhkan. Berikut tabel semen pozolan kapur SPK. Tabel 2.6 Semen Pozolan Kapur SPK Sifat-sifat Syarat-syarat 1. Kehalusan Sisa di atas ayakan 1,2 mm Sisa di atas ayakan 0,09 mm 10 2. Kekekalan bentuk Tidak memperlihatkan peristiwa retak, pecah atau perubahan bentuk lainnya 3. Pengikatan awal Harus mengeras dalam waktu maksimum dalam jam 3 x 24 jam 4. Kuat tekan 50 Kgcm 2 Sumber SII Standar Industri Indonesia dan Dinas Pertambangan dan Energi. Universitas Sumatera Utara Kegunaan : a. Bahan komponen bangunan struktur ringan, seperti dinding, lantai dan saluran air b. Material untuk bangunan Rumah Sehat Sederhana terutama di perkotaan dan pedesaan c. Material untuk jalan lingkungan pedesaan d. Mempertinggi kualitas beton Keistimewaannya : a. Pengolahannya sederhana b. Harga semen pozolan kapur relatif lebih murah dibanding semen Portland c. Beton dengan campuran semen pozolan bersifat : - Bangunan lebih tahan lama - Kekuatan bangunan bertambah - Bangunan lebih tahan terhadap radiasi panas Sifat-sifat fisik semen yaitu : a. Kehalusan butir Kehalusan butir semen mempengaruhi kecepatan hidrasi. Makin halus butiran- butiran semen, makin cepat berjalannya proses hidrasi dan makin cepat pula perkembangan kekuatan selama 7 hari pertama. Reaksi antara semen dan air dimulai dari permukaan butir-butir semen, sehingga makin luas permukaan butir- butir semen makin cepat proses hidrasinya. Butir-butir semen yang halus akan menjadi kuat dan menghasilkan panas hidrasi yang lebih cepat dari pada semen dengan butir-butir yang lebih kasar. Secara umum, semen berbutir halus meningkatkan kohesi pada beton segar dan dapat mengurangi bleeding. Bleeding adalah Pemisahan air dari campuran beton yang menembus ke permukaan beton waktu diangkut., dipadatkan atau setelah dipadatkan. Universitas Sumatera Utara Bleeding terjadi karena : 1. Pemakaian air yang berlebihan 2. Semennya kurang b. Kemulusan Kemulusan pasta semen merupakan suatu ukuran dari kemampuan pengembangan dari bahan-bahan campurannya dan kemampuan untuk mempertahankan volumenya setelah mengikat. Ketidakmulusan pasta semen disebabkan oleh terlalu banyaknya jumlah kapur bebas yang pembakarannya tidak sempurna serta magnesia yang terdapat dalam campuran tersebut. Kapur bebas itu mengikat air dan kemudian menimbulkan gaya-gaya ekspansi. c. Waktu Pengikatan Semen jika dicampur dengan air membentuk bubur yang secara bertahap menjadi kurang plastis, dan akhirnya menjadi keras. Pada proses ini, tahap pertama dicapai ketika pasta semen cukup kaku untuk menahan suatu tekanan. Waktu ikatan dihitung sejak air dicampur dengan semen. Waktu dari pencampuran semen dan air sampai saat kehilangan sifat keplastisannya disebut waktu ikatan awal dan waktu sampai mencapai pastanya menjadi massa yang keras disebut waktu ikatan akhir. Sifat pengikatan pada adonan semen dengan air adalah dimaksudkan sebagai gejala terjadinya kekakuan pada adonan tersebut. Waktu pengikatan yaitu waktu mulai dari adonan terjadi sampai mulai terjadi kekakuan. d. Kuat Tekan Kuat tekan semen ditentukan dengan menekan benda uji semen sampai hancur. Benda uji semen dibuat dengan menggunakan contoh semen yang akan diuji kemudian memasukkan campuran yang bersangkutan kedalam kubus-kubus cetakan berukuran 5 x 5 x 5 cm 3 . Setelah dirawat dalam jangka waktu yang disyaratkan, kubus itu ditekan sampai hancur untuk memperoleh gambaran dari perkembangan kekuatan semen yang sedang diuji. Kekuatan tekan diuji setelah benda uji berumur 1 hari, 3 hari, 7 hari dan 28 hari. Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan tekan : Universitas Sumatera Utara 1. Kualitas semen 2. Kualitas selain semen i. Kualitas air ii. Kualitas agregat Pengaruh kualitas air terhadap kekuatan tekan Fungsi Air 1. Air merupakan media pencampur pada pembuatan pasta 2. Kekuatan dari pasta pengerasan semen ditentukan oleh perbandingan berat antara air dan faktor semen 3. Kandungan air yang tinggi menghalangi proses pengikatan, dan kandungan air yang rendah reaksi tidak selesai. Kandungan air yang tinggi dapat mengakibatkan : - Mudah mengerjakannya - Kekuatan rendah - Mortar dan beton menjadi porous Air digunakan untuk membuat adukan menjadi bubur kental dan juga sebagai bahan untuk menimbulkan reaksi pada bahan lain untuk dapat mengeras. Oleh karena itu, air sangat dibutuhkan di dalam pelaksanaan pekerjaan pasangan, tanpa air konstruksi pasangan tidak akan terlaksana dengan baik dan sempurna. 3. Faktor air semen Water Ratio Cement = W C Faktor air semen adalah perbandingan berat air terhadap berat semen dan dapat dirumuskan sebagai berikut : Faktor Air Semen FAS = WC = semen Berat air Berat …………….2.1 Faktor air semen harus dihitung, sehingga campuran air dan semen menjadi pasta yang baik, artinya tidak kelebihan air dan tidak kelebihan semen. Apabila faktor air semen tinggi, berarti berat air tinggi, sehingga kelebihan air, akibatnya air akan Universitas Sumatera Utara merembes keluar membawa sebagian pasta semen, pasta tidak cukup mengikat agregat dan mengisi rongga, yang menyebabkan beton kurang kuat. Kandungan air dari adonan semen dengan air yang telah mengeras dapat diklasifikasikan menjadi 3 macam : 1. Air H 2 2. Adsorber water yaitu H O yang telah terikat dalam senyawa-senyawa hidrat yang telah mengeras tersebut. Air ini terikat secara ikatan kimiawi . 2 3. Air bebas adalah air yang terdapat diantara fase padat dan pasta, air ini disebut Capilary water. O yang terikat secara ikatan fisika dalam molekul- molekul gel semen Faktor-faktor yang mempengaruhi massa jenis semen adalah susunan butiran, suhu dan senyawa. Kehalusan permukaan dipengaruhi oleh salah satu diantaranya keberadaan oksida penyusunnya yaitu Fe 2 O 3 , kandungan senyawa yang terdapat didalam senyawanya adalah C 4 AF. Semakin besar massa jenis semen maka kekuatan bahan yang dihasilkan akan semakin besar sehingga nilai kekuatan semen berbanding lurus dengan massa jenisnya. Apabila massa jenis dari semen yang diuji tidak memenuhi syarat yang ditentukan, maka semen tersebut tidak dapat dipakai untuk campuran beton tapi dapat digunakan untuk keperluan plesteran, pembuatan lantai teras, dan keperluan lain yang bukan keperluan utama untuk konstruksi. Massa jenis semen dapat ditentukan dengan menggunakan rumus berikut ini : V m = ρ ………………..2.2 Dengan : ρ = Massa jenis grcm 3 m = massa semen gr V = Volume semen cm 3 Universitas Sumatera Utara

2.6.1 Pozolan

Pozolan adalah bahan alam atau buatan yang sebagian besar terdiri dari unsur-unsur silikat dan aluminat yang reaktif. Bahan ini tidak mempunyai sifat-sifat semen, tetapi dalam keadaan halus jika dicampur dengan kapur padam dan air setelah beberapa waktu dapat mengeras pada suhu kamar sehingga membentuk suatu massa yang padat dan tidak larut dalam air. Pozolan adalah bahan yang dalam keadaan sendiri tidak terlalu bersifat semen, tetapi akan muncul sifat semen apabila dicampur dengan gamping. Kekuatan awal semen ini lebih rendah daripada semen Portland, tetapi dalam waktu setahun kekuatannya sudah sama. Keunggulannya adalah semen ini tahan terhadap aksi korosi dari garam dan air laut lebih baik daripada semen Portland. Ada 2 dua jenis pozolan, yaitu pozolan alam dan pozolan buatan. Yang termasuk pozolan alam adalah trass yaitu hasil lapukan batuan gunung berapi yang banyak mengandung silika yang dalam keadaan halus bila dicampur dengan kapur dan air setelah beberapa waktu akan padat, keras dan tidak larut dalam air. Sedangkan pozolan buatan yaitu suatu bahan yang didapatkan melalui proses pembuatan seperti : 1.Semen merah bata merahgenteng keramik yang digiling 2. Gilingan terak dapur tinggi 3. Fly ashabu terbang Berikut tabel persyaratan pozolan . Tabel 2.7 Persyaratan Pozolan Persyaratan Tingkat I Tingkat II Tingkat III Kadar air bebas pada 100 o 6 C 6-8 8-10 Kehalusan lewat ayakan 2,5 mm 10 10-30 30-50 Universitas Sumatera Utara Waktu pengikatan 1 jam 2 jam 3 jam Kuat tekan 100 Kgcm 100-75 Kgcm 2 75-50 Kgcm 2 2 Sumber : Dinas Pertambangan dan Energi Standar Normalisasi Indonesia SNI Pozolan dapat dipakai sebagai bahan tambahan atau sebagai pengganti semen Portland. Bila dipakai sebagai pengganti sebagian semen Portland umumnya berkisar antara 10 sampai 35 berat semen. Bila pozolan dipakai sebagai bahan tambah akan menjadikan beton lebih mudah diaduk, lebih rapat air, dan lebih tahan terhadap serangan kimia. Pozolan dapat mengurangi pemuaian beton yang terjadi akibat proses reaksi alkali agregat dengan demikian mengurangi retak-retak beton akibat reaksi tersebut. Pada pembuatan beton massa mass concrete misalnya dam, pemakaian pozolan sangat menguntungkan karena menghemat semen, dan mengurangi panas hidrasi yang mengakibatkan retakan serius.

2.6.2 Kapur

Kapur merupakan bahan baku campuran adukan kapur, yang banyak digunakan, dalam pelaksanaan pembangunan. Kapur yang dikenal di Indonesia umumnya kapur udara kapur yang mengeras dengan CO 2 dari udara. Kapur diperoleh dari pembakaran batu kapur, kulit kerang, atau karang laut. Reaksi kimia yang terjadi pada pembakaran kapur sebagai berikut : CaCO 3 → CaO + CO Dengan : 2 CaCO 3 CaO = kapur tohor = batu kapur CO 2 = asam arang Kapur adalah berbagai macam batu kapur terbentuk dari organisma-organisma laut atau yang mengambang berbentuk butir-butir yang sangat halus, tembus air dan Universitas Sumatera Utara dapat dihancurkan dengan remasan tangan. Warnanya putih atau sangat muda dan hampir seluruhnya terdiri dari kalsiat. Berikut ini tabel persyaratan kapur. Tabel 2.8 Persyaratan Kapur Persyaratan Kelas I Kelas II Kehalusan Sisa diatas ayakan : i. 4,75 mm ii. 1,18 mm iii. 0,85 mm - 5 - 10 Ketetapan bentuk Tidak retak Tidak retak CaO + MgO aktif CO 2 90 maksimum 6 85 6 Sumber : SII Standar Industri Indonesia Kapur dibuat dari batu gamping yang dibakar dalam suhu tertentu yang menghasilkan kapur tohor. Kapur yang digunakan untuk pembuatan SPK adalah kapur padam, yaitu kapur hasil pemadaman dari kapur tohor yang membentuk hidrat yang dapat digunakan untuk pembuatan adukan. Kapur tohor adalah hasil pembakaran dari batu kapur yang belum dipadamkan Kapur dihasilkan dengan membakar batu kapur atau kalsium karbonat bersama dengan bahan-bahan kotorannya seperti magnesia, silika, besi, alkali, alumina dan belerang. Selain digunakan untuk stabilisasi perkerasan, kapur padam dapat dicampur dengan pozolan kering, sehingga berbentuk tepung semen. Bahan campuran ini disebut semen pozolan kapur dan berfungsi menggantikan substitusi penggunaan semen Portland untuk pembuatan bata, batako dan konstruksi-konstruksi bangunan non struktural. Kapur hidrolik merupakan batu kapur yang terdiri dari kira-kira 65 hingga 75 batu gamping yaitu kalsium karbonat dengan kotoran-kotoran berupa silika, alumina, magnesia dan oksida besi. Universitas Sumatera Utara Kapur hidrolik memperlihatkan sifat-sifat hidroliknya, namun tidak cocok untuk bangunan-bangunan didalam air karena untuk mencapai kekerasannya kapur hidrolik membutuhkan udara segar. Udara diperlukan agar proses karbonisasi antara kalsium hidroksida dan karbondioksida dari udara berlangsung dengan baik. Proses ini menghasilkan kalsiumkarbonat yang akan mengeras sehingga kapur mencapai kekuatannya yang penuh. Sifat-sifat umum dari kapur adalah sebagai berikut : i. Kekuatan kecil rendah ii. Berat jenis rata-rata 1 kgdm iii. Bersifat hidrolik 3 iv. Tidak menunjukkan pelapukan v. Dapat terbawa arus. Penggunaannya antara lain : i. Adukan untuk tembok ii. Untuk lapisan bawah plesteran iii. Untuk plesteran akhir iv. Sebagai adukan jika dicampur dengan semen Berikut tabel susunan batu kapur Tjokrodimuljo,1992 Tabel 2.9 Susunan Batu Kapur Batu Kapur Persen Jumlah karbonat CO 3 97 Kapur tohor CaO 29,77-55,5 Magnesium MgO 21-31 Silika SiO 2 0,14-2,41 Alumina Al 2 O 3 0,5 Oxida Besi Fe 2 O 3 0,5 Universitas Sumatera Utara Proses kimia pembentukan kapur dapat ditulis sebagai berikut : Ca + CO 3 → CaO + CO 2 CaO + H ………………………………………………1 2 O → CaOH 2 CaOH + panas…………………………………………2 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 Sumber : Tjokrodimuljo, 1992 dalam Fathani, 1998. O……………………………………………3

2.6.2.1 Kapur Tohor

Kapur tohor adalah hasil pembakaran dari batu kapur yang belum dipadamkan, jadi masih berbentuk bongkah-bongkah atau butir-butir.

2.6.2.2 Kapur Padam

Kapur padam merupakan hasil pemadaman atau penyeduan dari kapur tohor yang dapat digunakan untuk pembuatan adukan. Kapur tohor yang masih berupa bongkah, setelah disiram dengan air akan hancur hingga berupa tepung kapur atau bubur kapur. Berikut ini tabel persyaratan kapur padam. Tabel 2.10 Persyaratan Kapur Padam Persyaratan Kelas I Kelas II Kehalusan Sisa di atas ayakan : i. 6,70 mm ii. 4,75 mm iii. 0,85 mm iv. 0,106 mm - - 15 8 - - CaO + MgO aktif CO 2 65 maksimum 6 65 6 Sisa tidak larut 1 1 Ketetapan bentuk Tidak retak Tidak retak Kadar air 15 15 s Universitas Sumatera Utara Sumber : SII Standar Industri Indonesia Apabila hasil pembakaran dan pemadaman sempurna, maka kapur tohor akan hancur menjadi tepung kapur atau bubur kapur. Tetapi bila pembakaran dan atau pemadaman kurang sempurna maka akan terdapat butir-butir kapur tohor yang belum hancur. Sisa-sisa butir ini akan merugikan dalam adukan. Untuk menghasilkan kapur padam, terdapat dua cara pemadaman kapur tohor yaitu : 1. Pemadaman secara kering a. Kebutuhan air untuk menyiram lebih kurang 13 dari jumlah kapur tohor b. Kapur tohor diletakkan diatas lantai setebal lebih kurang 5 cm secara merata c. Kemudian air disiramkan perlahan-lahan dan merata atau diaduk-aduk sampai semua kapur tohor hancur menjadi tepung kapur. Hasil pemadaman tersebut berupa tepung kapur kering. Untuk pembuatan adukan kapur padam ini diayak dengan ayakan, karena masih terdapat sisa-sisa butir kapur yang mentah atau kapur tohor yang belum hancur. 2. Pemadaman secara basah a. Dengan cara basah diperlukan bak besar dan bak kecil yang berdampingan, serta sejumlah air lebih kurang 3x dari jumlah kapur tohor yang akan dipadamkan b. Di dalam bak besar dimasukkan air dan kapur tohor, yang perlu diaduk hingga berupa bubur kapur c. Dari bak besar bubur kapur dialirkan kebak kecil. Karena sisa-sisa butir yang belum hancur telah mengendap di dalam bak besar, maka bubur kapur yang telah dialirkan ke dalam bak kecil umumnya telah halus seluruhnya, sehingga untuk keperluan pembuatan adukan tidak perlu diadakan penyaringan lagi. Reaksi kimia yang terjadi pada pemadaman kapur adalah sebagai berikut : CaO + H 2 O → Ca OH 2 Universitas Sumatera Utara Dengan : CaO = Kapur tohor H 2 CaOH O = air 2 = Kapur padam

2.6.3 Tanah lempung

Tanah lempung merupakan tanah yang berukuran mikroskopis sampai dengan sub mikroskopis yang berasal dari pelapukan unsur-unsur kimiawi penyusun batuan, tanah lempung sangat keras dalam keadaan kering dan bersifat plastis pada kadar air sedang. Pada kadar air lebih tinggi lempung bersifat lengket kohesif dan sangat lunak. Tanah liat lempung adalah bahan alam yang sangat penting bagi manusia. Pada tanah ini terdapat akar-akar dan sisa-sisa tumbuh-tumbuhan dan bahan-bahan organik lainnya yang membusuk, sehingga memberi warna abu-abu sampai hitam. Dalam tanah lempung murni masih mengandung butiran-butiran bebas dari bahan- bahan yang dapat dinamakan pasir atau debu. Umumnya unsur-unsur tambahan ini terdiri dari kwarsa dalam bermacam-macam ukuran, feldspar dan besi. Banyaknya unsur tambahan ini bersama unsur organik lainnya menentukan sifat-sifat dari tanah lempung dan penggunaannya. Sifat-sifat seperti : Kemungkinan mencair, warna setelah dibakar dan taraf padat dari macam tanah lempung sangat dipengaruhi oleh unsur mineral. Sedangkan unsur organik biasanya membuat tanah itu plastis jika belum dibakar. Jadi semua tanah lempung mempunyai sifat-sifat yaitu bila dalam keadaan basah akan mempunyai sifat plastis, bila dalam keadaan kering akan menjadi keras, sedang bila dibakar akan menjadi padat dan kuat. Tanah lempung harus dapat dibentuk dengan mudah. Besar kecilnya partikel- partikel butir-butir tanah dan juga zat-zat organis seperti akar tumbuh-tumbuhan, sisa-sisa binatang kecil, zat-zat yang telah membusuk serta bakteri lainnya yang ada dalam tanah lempung tersebut sangat mempengaruhi sifat plastisnya. Tanah lempung mengandung partikel-partikel pembentuk tanah, yang terdiri dari partikel halus dan partikel kasar. Perbandingan dan besar butir dalam tanah sangat Universitas Sumatera Utara mempengaruhi sifat tanah tersebut. Sifat tanah lempung yang sangat menguntungkan adalah mudah dibentuk bila tanah lempung ini telah dicampur dengan air dalam perbandingan tertentu. Sifat-sifat yang dimiliki tanah lempung adalah sebagai berikut Hardiyatmo, 1999 : 1 Ukuran butir halus 2 Permeabilitas rendah 3 Kenaikan air tinggi 4 Bersifat sangat kohesif 5 Kadar susut tinggi Lempung biasanya mengandung beberapa ketakmurnian yang jenis dan jumlahnya cukup untuk memberikan daya fluks dan daya rekat. Lempung adalah Aluminium silikat hidrat yang tidak terlalu murni yang terbentuk sebagai hasil pelapukan dari batuan beku yang mengandung feldspar sebagai salah satu mineral asli yang penting. Reaksinya : K 2 O.Al 2 O 3 .6SiO 2 + CO 2 + 2H 2 O → K 2 CO 3 +Al 2 O 3 .2SiO 2 .2H 2 O + 4SiO Lempung digunakan sebagai pengisi berbagai produk seperti kertas, karet dan plastik. 2 Mineral lempung : a. Kaolinit Al 2 O 3 .2SiO 2 .2H 2 b. Montmorilonit [Mg,CaO.Al O 2 O 3 .5SiO 2 .nH 2 c. Illit K O] 2 O, MgO, Al 2 O 3 , SiO 2 , H 2 O Komposisi kimia : CaO, Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 Sifat Fisik : Elastis, mempunyai daya ikat dan daya alir yang baik. Universitas Sumatera Utara Kegunaan : a. Bahan industri keramik dan refraktori dalam industri metallurgi b. Pelet makanan ternak dan pengisi c. Bahan baku pembuatan Portland d. Bahan baku genteng e. Untuk batu bata f. Pipa-pipa saluran air g. Perabot rumah tangga h. Tungku Berikut ini tabel specific gravity mineral-mineral lempung Das, 1985 Tabel 2.11 Specific gravity mineral-mineral lempung Mineral Specific gravity Quart kuarsa 2,65 Kaolinite 2,6 Illite 2,8 Montmorillonite 2,65-2,68 Halloysite 2,0-2,55 Pottasium feldspar 2,57 Sodium dan calcium feldspar 2,62-2,76 Chlorite 2,6-2,9 Biotite 2,8-3,2 Muscovite 2,76-3,1 Hornblende 3,0-3,47 Limonite 3,6-4 Olivine 3,27-3,32 Universitas Sumatera Utara Syarat lempung : i. Tidak boleh membongkah ii. Tidak mengandung garam terlarut iii. Harus cukup keras dibakar pada suhu sedang iv. Warna setelah dibakar tetap seragam. Lempung terbentuk dari keping-keping pelapukan batu karang. Bergantung pada cara pengangkutannya. Lempung dapat dibagi dalam tiga kelompok yaitu : 1. Residu yaitu lempung yang terbentuk akibat pelapukan batu karang Sifat-sifatnya : a. berbutir kasar bercampur batuan asal yang belum lapuk b. tidak plastis rapuh 2. Endapan yaitu lempung yang terbentuk akibat gerakan arus Sifat-sifatnya : a. kurang murni karena tercampur oleh unsur-unsur lain pada waktu perpindahan dari tempat asal b. berbutir lebih halus c. lebih plastis 3. Glasial yaitu lempung glasial terbentuk sebagai endapan akibat gerakan gletscher. Kadar silika dalam setiap jenis lempung tidak boleh kurang dari 55 - 65 , dan jumlah gabungan dari alumina dan oksidabesi tidak boleh kurang dari 13 – 12 jumlah silika. Apabila kapur dengan mineral lempung bereaksi maka akan membentuk suatu gel yang kuat dan keras yaitu kalsium silikat yang mengikat butir-butir. Gel silika bereaksi dengan segera melapisi dan mengikat partikel lempung dan menutup pori- pori tanah. Universitas Sumatera Utara Macam-macam tanah lempung : 1. Kaolin Kaolin adalah tanah lempung yang mengandung mineral kaolinit sebagai bagian yang terbesar, dan termasuk jenis tanah lempung primer. Sifat dan keadaan bahan : a. berbutir kasar b. rapuh dan tidak plastis jika dibandingkan dengan lempung sedimenter c. warnanya putih karena kandungan besinya paling rendah 2. Ball Clay Ball Clay adalah tanah lempung yang sangat plastis. Sifat dan keadaan bahan : a. berbutir sangat halus b. sangat plastis c. kuat kering tinggi d. susut kering dan susut bakar sangat tinggi e. unsur besinya sangat tinggi dari kaolin f. warna mentahnya abu-abukehitaman karena banyak mengandung karbon 2. Stoneware clay Tanah benda batu Stoneware clay adalah tergolong lempung sedimen yang mengandung feldspat yang tergabung dengan plastis. Sifat dan keadaan bahan : a. Plastis b. Pengeringannya baik c. Kadar besi oksida dan titan oksida agak tinggi karenanya warna bakarnya adalah abu-abu d. Warna mentahnya abu-abu, kuning kotor. Tanah lempung mengandung senyawa-senyawa besi yang memberikan warna merah setelah dibakar. Susunan mineral tanah lempung mengandung : a. Mineral-mineral yang memberi sifat plastis b. Senyawa-senyawa besi yang memberi warna c. Kadang-kadang tergantung dari batuan asal lempung tersebut dan keadaan sekitarnya, dapat juga tercampur kapur, dolomit, magnesit d. Kadang-kadang juga mengandung batuan-batuan kecil Universitas Sumatera Utara

2.6.4 Batu gamping

Batu gamping adalah batuan gunung berapi yang telah mengalami pelapukan baik pelapukan fisik maupun kimia. Gamping biasanya dijual sebagai kapur tohor quicklime yang mengandung kalsium tinggi dengan kandungan CaO. Batu gamping yang terdapat di alam menurut genesanya terjadi akibat dua proses yaitu : a. Proses Sedimentasi Batu gamping yang terjadi akibat proses sedimentasi melalui sedimentasi organik dan sedimentasi kimia serta sedimentasi mekanik. Proses sedimentasi terjadi karena adanya tumbuhan laut koloni binatang foraminifera, algae dan renik lainnya yang telah mati dan diendapkan didasar laut dengan kondisi yang tenang. Batu gamping yang terjadi akibat sedimentasi kimia terjadi akibat proses kimia yang berlangsung secara terus-menerus di lautan luas dengan larutan yang terkandung didalamnya, sedangkan sedimentasi mekanik yang terjadi pada batu gamping diakibatkan oleh adanya proses akumulasi dari lumpur-lumpur yang mengandung karbonat. Proses pembentukan batu gamping melalui proses sedimentasi secara terus-menerus dan berlangsung cukup lama sehingga terbentuk endapan batu gamping. b. Proses Pelapukan Pada proses pelapukan ini, sumber unsur karbonatnya adalah karbon dioksida CO 2 dari udara dan mineral-mineral yang mengandung unsur-unsur karbonat yang terdapat pada batuan asal yang tersebar dipermukaan bumi. Dalam bentuk yang umum adalah melalui proses pelapukan pada masa batu gamping sehingga membentuk larutan kalsium karbonat CaCO 3 yang pada larutannya oleh media air diangkut dan diendapkan dilingkungan laut. Gamping dapat digunakan sebagai pereaksi dalam proses sulfit dalam pembuatan kertas. Kecocokan gamping untuk suatu pemakaian tertentu bergantung pada komposisi dan sifat-sifat fisiknya, yang semuanya itu dapat dikendalikan dengan Universitas Sumatera Utara memilih batu gampingnya dan mengatur proses pembuatannya. Biasanya gamping harus digiling sebelum dipakai. Ditinjau dari komposisinya, ada beberapa jenis gamping. Gamping hidraulik didapatkan dari pembakaran batu gamping yang mengandung lempung, dan sifat produk yang didapatkan setelah diberi air adalah beragam sekali, mulai dari dempul sampai seperti semen. Gamping berkadar kalsium tinggi hanya dapat mengeras dengan menyerap karbon dioksida dari udara, yang prosesnya lambat. Gamping hidraulik juga mengeras dengan perlahan, tetapi dapat digunakan didalam air. Gamping hidrasi makin banyak dipakai dalam industri bangunan sebagai pengganti gamping tohor, walaupun beratnya lebih tinggi. Gamping tohor hampir selalu dimatikan atau dihidrasi sebelum dipakai. Gamping selalu merupakan komoditi yang murah karena endapan batu gamping terdapat dimana-mana. Gamping dihasilkan dari batuan gunung berapi yang letaknya berdekatan dengan pusat konsumsi, karbonat kalsium dan magnesium didapat dari endapan batu gamping marmer, kapur, dolomit, atau kulit kerang. Batu gamping dibakar menurut ukuran masing-masing, di dalam tanur vertikal untuk membuat gamping bongkahan, atau didalam tanur putar horizontal untuk gamping halus. Batu gamping merupakan batuan sedimen karbonat yang terdapat di alam. Tampak luar bahan tambang batu gamping berwarna putih, putih kekuningan, abu-abu hingga hitam. Batu gamping merupakan salah satu bahan galian industri yang potensinya sangat besar. Sifat fisik batu gamping : i. Warna putih kotor, putih keabu-abuan sampai kuning keabu-abuan ii. Berbuih bila dideteksi iii. Berat jenis 2,60 – 2,70 Kegunaan batu gamping : i. Industri semen ii. Bahan pemutih iii. Penetral keasaman tanah Universitas Sumatera Utara iv. Bahan bangunan v. Pengembang dan pengisi dalam industri cat, karet, kertas dan kosmetik Komposisi kimia : i. CaO, MgO, Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , SiO 2 , Na 2 ii. CaO 35 O

2.7 Kekuatan Pasta Semen dan Faktor air Semen

Kekuatan semen yang telah mengeras tergantung pada jumlah air yang dipakai waktu proses hidrasi berlangsung. Pada dasarnya jumlah air yang diperlukan untuk proses hidrasi hanya kira-kira 25 persen dari berat semennya, penambahan jumlah air akan mengurangi kekuatan setelah mengeras. Pasta semen yang mengeras merupakan bagian yang porous. Konsentrasi hasil-hasil hidrasi yang padat pada seluruh ruang atau volume yang tersedia volume yang semula ditempati oleh air dan semen merupakan suatu nilai indek porositas. Kuat tekan pasta semen dipengaruhi oleh besar pori-pori di antara gel-gel atau pori-pori hasil hidrasi. Kelebihan air mengakibatkan pasta semen berpori lebih banyak, sehingga hasilnya kurang kuat dan juga lebih porous berpori. Porositas semen dapat ditentukan dengan menggunakan rumus berikut ini : Porositas = 100 1 x x Vb mk mb air ρ − …………..2.3 Dengan : mb = massa basah gram mk = massa kering gram ρ air = 1 grcm 3

2.8 Sifat Kimia Semen

Universitas Sumatera Utara Pengujian kehilangan berat akibat pembakaran loss of ignition dilakukan pada semen untuk menentukan kehilangan berat jika semen dibakar sampai sekitar 900-1000 o C. Kehilangan berat ini terjadi karena adanya kelembaban dan adanya karbondioksida dalam bentuk kapur bebas atau magnesium yang menguap. Adanya kelembaban udara menyebabkan proses prehidrasi semen. Kelembaban tersebut mungkin disebabkan atmosfir yang mengandung air selama atau sesudah pembuatan. Karbon dioksida juga terambil dari atmosfir. Kehilangan berat dari pembakaran ini merupakan ukuran kesegaran semen. Karena hidroksida dan karbon dari kapur dan magnesium bukan merupakan unsur perekat maka disebut unsur pengisi. Semakin sedikit kehilangan berat berarti semakin sedikit unsur pengisinya, dan ini berarti semen semakin baik. Universitas Sumatera Utara

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Diagram alir penelitian

Pembakaran Pengeringan Kapur tohor Tanah lempung Batu gamping Penyiraman Tungku Penggilingan Ball mill Penggilingan Ball mill Pengayakan Pengayakan Mixing Pencetakan Pengujian Kuat tekan Umur 1, 3, 7 dan 28 hari Porositas Massa jenis Universitas Sumatera Utara