46
Terdapat ± 20 pergantian silikon Si oleh aluminiumAl pada lempeng
tetrahedral.
Struktur mineral illite tidak mengembang sebagaimana montmorillonite. Gambar struktur kaolinite dapat dilihat pada Gambar 2.18.
Gambar 2.18 Diagram Skematik Struktur Illite Lambe, 1953
2.2.1.3 Sifat-Sifat Tanah Lempung
Sifat-sifat yang dimiliki tanah lempung clay adalah sebagai berikut Hardiyatmo, 1992 :
a. Ukuran butir halus, kurang dari 0,002
b. Permeabilitas rendah
c. Kenaikan air kapiler tinggi
d. Bersifat sangat kohesif
e. Kadar kembang susut yang tinggi
f. Proses konsolidasi lambat
Universitas Sumatera Utara
47
Mineral lempung memiliki karakteristik yang sama. Bowles 1984 menyatakan beberapa sifat umum mineral lempung antara lain :
1. Hidrasi Partikel mineral selalu mengalami hidrasi, hal ini dikarenakan lempung
biasanya bermuatan negatif, yaitu partikel dikelilingi oleh lapisan-lapisan molekul air yang disebut sebagai air terabsorbsi. Lapisan ini umumnya
memiliki tebal dua molekul. Oleh karena itu disebut sebagai lapisan difusi ganda atau lapisan ganda.
2. Aktivitas Aktivitas tanah lempung adalah perbandingan antara Indeks Plastisitas
IP dengan persentase butiran lempung, dan dapat disederhanakan dalam persamaan:
� =
�� ����� ������ ���� ℎ �������
2.19 Dimana :
persentase lempung diambil sebagai fraksi tanah yang 2 µm untuk nilai A Aktivitas,
A 1,25 : Tanah digolongkan aktif dan bersifat ekspansif
1,25A0,75 : Tanah digolongkan normal A0,75
: tanah digolongkan tidak aktif.
Universitas Sumatera Utara
48
Nilai- nilai khas dari aktivitas dapat dilihat pada Tabel 2.6. Tabel 2.6 Aktivitas Tanah Lempung
Minerologi Tanah Lempung Nilai Aktivitas
Kaolinite
0,4–0,5
Illite
0,5–1,0
Montmorillonite
1,0–7,0
Sumber: Sifat-sifat Fisis dan Geoteknis Tanah Mekanika Tanah, Bowles, 1994
3. .
Flokulasi dan Disperse Mineral lempung hampir selalu menghasilkan larutan tanah – air yang
bersifat alkalin Ph 7 sebagai akibat dari muatan negatif netto pada satuan mineral. 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. Lempung yang baru saja terflokulasi dapat dengan mudah didispersikan
kembali ke dalam larutan dengan menggoncangnya, menandakan bahwa tarikan antar partikel jauh lebih kecil dari gaya goncangan. Apabila lempung tersebut
telah didiamkan beberapa waktu dispersi tidak dapat tercapai dengan mudah, yang menunjukkan adanya gejala tiksotropik, dimana kekuatan didapatkan dari
lamanya waktu. Sebagai contoh, tiang pancang yang dipancang ke dalam lempung lunak yang jenuh akan membentuk kembali struktur tanah di dalam suatu zona di
sekitar tiang tersebut. Kapasitas beban awal biasanya sangat rendah, tetapi
Universitas Sumatera Utara
49
sesudah 30 hari atau lebih, beban desain akan dapat terbentuk akibat adanya adhesi antara lempung dan tiang R.F.Craig, Mekanika Tanah.
4. .
Pengaruh Zat Cair Air berfungsi sebagai penentu plastisitas tanah lempung. Molekulair
berperilaku seperti batang-batang kecil yang mempunyai muatan positif di satu sisi dan muatan negatif di sisi lainnya hal ini dikarenakan molekul air
merupakan molekul dipolar. Sifat dipolar air terlihat pada Gambar 2.19.
Gambar 2.19 Sifat Dipolar Molekul Air Das,2008 Molekul bersifat dipolar, yang berarti memiliki muatan positif dan
negatif pada ujung yang berlawanan, sehingga dapat tertarik oleh lempung secara elektrik dalam 3 kasus, hal ini disebut dengan hydrogen bonding,
yaitu: 1.
Tarikan antar permukaan negatif dan partikel lempung dengan ujung positif dipolar.
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 ikatan hidrogen antara
atom oksigen dalam molekul-molekul air.
Universitas Sumatera Utara
50
Gambar 2.20 Tarik Menarik Molekul Dipolar Pada Lapisan Ganda Air biasanya tidak banyak mempengaruhi kekuatan tanah kohesif. 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.
2.2.2 Abu Gunung Vulkanik AGV 2.2.2.1 Umum
