· Tahanan friksi tanah kohesif tanah non kohesif · Kohesi Lempung tanah granular
· Permeability lempung tanah berpasir · Pengaliran air pada lempung lebih lambat dibandingkan
pada tanah berpasir · Perubahan volume pada lempung lebih lambat
dibandingkan pada tanah granular.
2.2.2 Mineral Lempung
Mineral lempung merupakan pelapukan akibat reaksi kimia yang menghasilkan susunan kelompok partikel berukuran koloid dengan diameter butiran lebih kecil dari
0,002 mm. Partikel lempung dapat berbentuk seperti lembaran yang mempunyai permukaan khusus. Karena itu, tanah lempung mempunyai sifat sangat dipengaruhi oleh
gaya-gaya permukaan. Secara umum kira-kira 15 macam mineral diklasifikasikan sebagai mineral lempung. Di antaranya terdiri dari kelompok-kelompok :
montmorillonite, illite, kaolinite, dan polygorskite. Kelompok yang lain, yang perlu
diketahui adalah : chlorite, vermiculite, dan hallosite. Susunan pada kebanyakan tanah lempung terdiri dari silika tetrahedra dan
alumunium okthedra Gambar 2.4. Silika dan aluminium secara parsial dapat digantikan oleh elemen yang lain dalam kesatuannya, keadaan ini dikenal sebagai substansi
isomorf. Kombinasi dari susunan kesatuan dalam bentuk susunan lempeng terbentuk oleh kombinasi tumpukan dari susunan lempeng dasarnya dengan bentuk yang berbeda-
beda.
Universitas Sumatera Utara
oksigen silikon
alumninium hidroksil
silika tetrahedra aluminium oktahedra
lembaran alumnium
lembaran silika a
b
Gambar 2.4 Mineral-mineral lempung Mitchell, 1976
Kaolinite merupakan mineral dari kelompok kaolin, terdiri dari susunan satu
lembaran silika tetrahedra dengan lembaran aluminium oktahedra, dengan satuan susunan setebal 7,2 Å 1 angstrom = 10
-10
m Gambar 2.5a. Kedua lembaran terikat bersama-sama, sedemikian rupa sehingga ujung dari lembaran silika dan satu dari
lepisan lembaran oktahedra membentuk sebuah lapisan tunggal. Dalam kombinasi lembaran silika dan aluminium, keduanya terikat oleh ikatan hidrogen Gambar 2.5b.
Pada keadaan tertentu, partikel kaolinite mungkin lebih dari seratus tumpukan yang sukar dipisahkan. Karena itu, mineral ini stabil dan air tidak dapat masuk di antara
lempengannya untuk menghasilkan pengembangan atau penyusutan pada sel satuannya.
7,2 A
OH OH
OH OH
OH
OH OH
OH OH
OH OH
OH
oksigen hidroksil
aluminium
aluminium aluminium
aluminium aluminium
silika silika
silika silika
a b
silikon
Gambar 2.5 a Diagram skematik struktur kaolinite b Struktur atom kaolinite
Mitchell,1976
Universitas Sumatera Utara
Halloysite hampir sama dengan kaolinite, tetapi kesatuan yang berturutan lebih
acak ikatannya dan dapat dipisahkan oleh lapisan tunggal molekul air. Jika lapisan tunggal air menghilang oleh karena proses penguapan, mineral ini akan berkelakuan
lain. Maka, sifat tanah berbutir halus yang mengandung halloysite akan berubah secara tajam jika tanah dipanasi sampai menghilangkan lapisan tunggal molekul airnya. Sifat
khusus lainnya adalah bahwa bentuk partikelnya menyerupai silinder-silinder memanjang, tidak seperti kaolinite yang berbentuk pelat-pelat.
Montmorillonite , disebut juga dengan smectit, adalah mineral yang dibentuk
oleh dua buah lembaran silika dan satu lembaran aluminium gibbsite Gambar 2.6a. lembaran oktahedra terletak di antara dua lembaran silika dengan ujung tetrahedra
tercampur dengan hidroksil dari lembaran oktahedra untuk membentuk satu lapisan tunggal Gambar 2.6b. Dalam lembaran oktahedra terdapat substitusi parsial aluminium
oleh magnesium. Karena adanya gaya ikatan van der Waals yang lemah di antara ujung lembaran silika dan terdapat kekurangan muatan negatif dalam lembaran oktahedra, air
dan ion-ion yang berpindah-pindah dapat masuk dan memisahkan lapisannya. Jadi, kristal montmorillonite sangat kecil, tapi pada waktu tertentu mempunyai gaya tarik
yang kuat terhadap air. Tanah-tanah yang mengandung montmorillonite sangat mudah mengembang oleh tambahan kadar air, yang selanjutnya tekanan pengembangannya
dapat merusak struktur ringan dan perkerasan jalan raya. Di samping itu tanah yang mengandung montmorillonite juga mempunya daya susut yang tinggi pada waktu musim
kemarau. Faktor kembang susut ini yang mengakibatkan struktur perkerasan jalan maupun struktur ringan lainnya mengalami kerusakan.
Universitas Sumatera Utara
aluminium
aluminium
aluminium silika
silika silika
silika silika
silika silika
OH OH
OH
OH
oksigen hidroksil
aluminium, besi
silika. kadang-kadang magnesium
aluminium
Lapisan-lapisan nH2O dan kation-kation yang dapat bertukar
b a
Gambar 2.6 a Diagram skematik struktur monmorillonite
b Struktur atom montmorillonite Mitchell, 1976 Illite
adalah bentuk mineral lempung yang terdiri dari mineral-mineral kelompok illite.
Bentuk susunan dasarnya terdiri dari sebuah lembaran aluminium oktahedra yang terikat di antara dua lembaran silika tetrahedra. Dalam lembaran oktahedra, terdapat
substitusi parsial aluminium oleh magnesium dan besi, dan dalam lembaran tetrahedra terdapat pula substitusi silikon oleh aluminium Gambar 2.7. Lembaran-lembaran
terikat besama-sama oleh ikatan lemah ion-ion kalium yang terdapat di antara lembaran- lembarannya. Ikatan-ikatan dengan ion kalium K+ lebih lemah daripada ikatan
hidrogen yang mengikat satuan kristal kaolinite, tapi sangat lebih kuat daripada ikatan ionik yang membentuk kristal montmorillonite. Susunan Illite tidak mengembang oleh
gerakan air di antara lembaran-lembarannya.
Universitas Sumatera Utara
K
K
K
K 10 A
ion kalium aluminium
aluminium
aluminium silika
silika silika
silika
silika silika
silika
o
Gambar 2.7 Diagram skematik struktur Illite Mitchell, 1976
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, beban dinamis seperti gempa bumi dan getaran lainnya sangat mempengaruhi 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.
2.3 Pembuatan Tanah Remolded dengan Metode Pemadatan
