30 Gambar 2.7. Diagram skematik struktur illite Lambe, 1953
2.2.1.2 Sifat UmumTanahLempung
Bowles1984 mengatakan sifat-sifat tanah lempung adalah: 1. Hidrasi.
Partikelmineralselalu mengalami hidrasi, hal ini dikarenakan lempung biasanyabermuatannegatif, yaitu partikel dikelilingi oleh lapisan- lapisan
molekul airyangdisebut
sebagai airteradsorbsi.
Lapisan iniumumnyamemilikitebalduamolekul.
Oleh karenaitu
disebutsebagailapisan difusigandaataulapisanganda. 2. Aktivitas.
Aktivitastanah lempungadalahperbandinganantaraIndeks
PlastisitasIPdenganprosentase butiranlempung,dan
dapat
Universitas Sumatera Utara
31 disederhanakandalampersamaan:
Dimana untuknilaiA1,25 tanah digolongkanaktifdan bersifatekspansif. Pada nilai1,25A0,75 tanah digolongkannormalsedangkan tanah
dengan nilaiA0,75digolongkantidakaktif.Nilai-
nilaikhasdariaktivitasdapatdilihatpadaTabel2.5. Tabel2.5AktivitastanahlempungBowles,1984
MinerologiTanahLempung NilaiAktivitas
Kaolinite 0,4
–0,5 Illite
0,5 –1,0
Montmorillonite 1,0
–7,
3 . Flokulasi dan disperse Flokulasi adalah peristiwa penggumpalan partikel lempung di dalam larutan
air akibat mineral lempung umumnya mempunyai pH7. Flokulasi larutan dapat dinetralisir dengan menambahkan bahan-bahan yang mengandung
asam ion H
+
, sedangkan penambahan bahan-bahan alkali akan mempercepat flokulasi. Untuk menghindari flokulasi larutan air dapat
ditambahkan zat asam.
2.2.1.3 Pengaruh Air Pada Tanah Lempung
Air biasanya tidak banyak mempengaruhi kelakuan tanah nonkohesif. Sebagai contoh, kuat geser tanah pasir mendekati sama pada kondisi kering
maupun jenuh air. Tetapi, jika air berada pada lapisan pasir yang tidak padat,
Universitas Sumatera Utara
32 beban dinamis seperti gempa bumi dan getaran lainnya sangat mempengaruhl kuat
gesernya. Sebaliknya, tanah butiran halus khususnya tanah lempung akan banyak dipengaruhi oleh air. Karena pada tanah berbutir halus, luas permukaan spesifik
menjadi lebih besar, variasi kadar air akan mempengaruhi plastisitas tanahnya. Distribusi ukuran butiran jarang-jarang sebagai faktor yang mempengaruhi
kelakuan tanah butiran halus. Batas-batas Atterberg digunakan untuk keperluan identifikasi tanah ini.
Partikel-partikel lempung, mempunyai muatan listrik negatif. Dalam suatu kristal yang ideal, muatan-muatan negatif dan positif seimbang. Akan tetapi,
akibat substitusi isomorf dan kontinuitas perpecahan susunannya, terjadi muatan negatif pada permukaan partikel lempungnya.
Untuk mengimbangi muatan negatif tersebut, partikel lempung menarik ion muatan positif kation dari garam yang ada di dalam air porinya. Hal ini
disebut dengan pertukaran ion-ion. Selanjutnya, kation-kation dapat disusun dalam urutan menurut kekuatan daya tarik menariknya, sebagai berikut:
Al
3+
Ca
2+
Mg
2+
NH
4+
K
+
H
+
Na
+
Li
+
Urutan tersebut memberikan arti bahwa ion Al
3+
dapat mengganti ion Ca
2+
, ion Ca
2+
dapat mengganti Na
+
, dan seterusnya. Proses ini disebut dengan pertukaran kation. Sebagai contoh : Na
lempung
+ CaCl
2
Ca
lempung
+ NaCl Kapasitas pertukaran kation tanah lempung didefinisikan sebagai jumlah
pertukaran ion-ion yang dinyatakan dalam miliekivalen per 100 gram lempung kering. Beberapa garam juga terdapat pada permukaan partikel lempung kering.
Universitas Sumatera Utara
33 Pada waktu air ditambahkan pada lempung, kation-kation dan anion-anion
mengapung di sekitar partikelnya Gambar 2.8.
Gambar 2.8. Kation dan anion pada partikel
Molekul air merupakan molekul yang dipolar, yaitu atom hidrogen tidak tersusun simetri di sekitar atom-atom oksigen Gambar 2.9a. Hal ini berarti
bahwa satu .molekul air merupakan batang yang mempunyai muatan positif dan negatif pada ujung yang berlawanan atau dipolar dobel kutub Gambar 2.9b.
Gambar 2.9. Sifat dipolar air
Universitas Sumatera Utara
34 Terdapat 3 mekanisme yang menyebabkan molekul air dipolar dapat
tertarik oleh permukaan partikel lempung secara elektrik Gambar 2.10 : 1 Tarikan antara permukaan bermuatan negatif dari partikel lempung dengan ujung
positif darl dipolar.
Gambar 2.10. Molekul air dipolar dalam lapisan ganda
2 Tarikan antara kation-kation dalam lapisan ganda dengan muatan negatif dari ujung dipolar. Kation-kation ini tertarik oleh permukaan partikel lempung yang
bermuatan negatif. 3 Andil atom-atom hidrogen dalam molekul air, yaitu dengan ikatan hidrogen
antara atom oksigen dalam partikel lempung dan atom oksigen dalam molekulmolekul air.
Air yang tertarik secara elektrik, yang berada di sekitar partikel lempung, disebut air lapisan ganda double-layer water. Sifat plastis tanah lempung adalah
Universitas Sumatera Utara
35 akibat eksistensi dari air lapisan ganda. Ketebalan air lapisan ganda untuk kristal
kaolinite dan montmorillonitediperlihatkan dalam Gambar 2.11.
Gambar 2.11. Air partikel lempung a kaolinite b montmorillonite Lambe, 1960.
Air lapisan ganda pada bagian paling dalam, yang sangat kuat melekat pada partikel disebut air serapan adsorbed water. Pertalian hubungan mineral-
mineral dengan air serapannya, memberikan bentuk dasar dari susunan tanahnya. Tiap-tiap partikel saling terikat satu sama lain, lewat lapisan air serapannya.
Maka, adanya ion-ion yang berbeda, material organik, beda konsentrasi, dan lain- lainnya akan berpengaruh besar pada sifat tanahnya. Partikel lempung dapat tolak-
menolak antara satu dengan yang lain secara elektrik, tapi prosesnya bergantung pada konsentrasi ion, jarak antara partikel, dan faktor-faktor lainnya. Secara sama,
dapat juga terjadi hubungan tarik-menarik antara partikelnya akibat pengaruh ikatan hidrogen, gaya van der Waals, macam ikatan kimia dan organiknya. Gaya
antara partikel berkurang dengan bertambahnya jarak dari permukaan mineral seperti terlihat pada Gambar 2.14. Bentuk kurva potensial sebenarnya akan
Universitas Sumatera Utara
36 tergantung pada valensi dan konsentrasi ion, larutan ion dan pada sifat dari gaya-
gaya ikatannya. Jadi, jelaslah bahwa ikatan antara partikel tanah yang disusun oleh mineral
lempung akan sangat besar dipengaruhi oleh besarnya jaringan muatan negatif pada mineral, tipe, konsentrasi, dan distribusi kation-kation yang berfungsi untuk
mengimbangkan muatannya. Schofield dan Samson 1954 dalam penyelidikan pada kaolinite, Olphen 1951 dalam penyelidikan pada montmorillonite,
menemukan bahwa jumlah dan distribusi muatan residu jaringan mineral, bergantung pada pH airnya. Dalam lingkungan dengan pH yang rendah, ujung
partikel kaolinite dapat menjadi bermuatan positif dan selanjutnya dapat menghasilkan gaya tarik ujung ke permukaan antara partikel yang berdekatan.
Gaya tarik ini menimbulkan sifat kohesifnya.
2.2.2. Semen
2.2.2.1 Umum
Semen berasal dari kata Caementum yang berarti bahan perekat yang mampu mempesatukan atau mengikat bahan-bahan padat menjadi satu kesatuan
yang kokoh atau suatu produk yang mempunyai fungsi sebagai bahan perekat antara dua atau lebih bahan sehingga menjadi suatu bagian yang kompak atau
dalam pengertian yang luas adalah material plastis yang memberikan sifat rekat antara batuan-batuan konstruksi bangunan.
Usaha untuk membuat semen pertama kali dilakukan dengan cara membakar batu kapur dan tanah liat. Joseph Aspadain yang merupakan orang
Universitas Sumatera Utara
37 inggris, pada tahun 1824 mencoba membuat semen dari kalsinasi campuran batu
kapur dengan tanah liat yang telah dihaluskan, digiling, dan dibakar menjadi lelehan dalam tungku, sehingga terjadi penguraian batu kapur CaCO3 menjadi
batu tohor CaO dan karbon dioksidaCO2. Batu kapur tohor CaO bereaksi dengan senyawa-senyawa lain membemtuk klinker kemudian digiling sampai
menjadi tepung yang kemudian dikenal dengan Portland
2.2.2.2. Jenis-Jenis Semen Portland
Kategori