Bahan-bahan penelitian .1 Tanah lempung

σ‘ = Kuat tekan maks. tanah tidak asli kgcm2 2.2 Bahan-bahan penelitian 2.2.1 Tanah lempung

2.2.1.1 Lempung dan Mineral Penyusun

Mineral lempung merupakan senyawa aluminium silikat yang kompleks. Mineral ini terdiri dari dua lempung kristal pembentuk kristal dasar, yaitu silika tetrahedra dan aluminium oktahedra. Setiap unit tetrahedra terdiri dari empat atom oksigen yang mengelilingi satu atom silikon dan unit oktahedra terdiri dari enam gugus ion hidroksil OH yang mengelilingi atom aluminium Das, 1991. Ciri tanah lempung adalah sangat keras dalam keadaan kering dan bersifat plastis pada kadar air sedang sedangkan pada kadar air yang lebih tinggi lempung akan bersifat lengket kohesif dan sangat lunak. Kohesif menunjukan bahwa pada keadaan basah tanah memiliki kemampuan gaya tarik-menarik yang besar sehingga partikel-pertikel itu melekat satu sama lainnya sedangkan plastisitas merupakan sifat yang memungkinkan bentuk bahan itu diubah-ubah tanpa perubahan isi atau tanpa kembali ke bentuk aslinya dan tanpa terjadi retakan- retakan atau terpecah-pecah. Lempung merupakan mineral asli yang mempunyai sifat plastis saat basah, dengan ukuran butir yang sangat halus dan mempunyai komposisi berupa hydrous aluminium dan magnesium silikat dalam jumlah yang besar. Mineral lempung sebagian besar mempunyai struktur berlapis dimana ukuran mineralnya sangat kecil yakni kurang dari 2 µm 1µm = 0,000001m, meskipun ada klasifikasi yang menyatakan bahwa batas atas lempung adalah 0,005 m ASTM dan merupakan Universitas Sumatera Utara partikel yang aktif secara elektrokimiawi yang hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron. Bowles 1991 menyatakan bahwa sumber utama dari mineral lempung adalah pelapukan kimiawi dari batuan yang mengandung : • felspar ortoklas • felspar plagioklas • mika muskovit Dimana semuanya itu dapat disebut silikat aluminium kompleks complex aluminium silicates. Lempung terdiri dari berbagai mineral penyusun, antara lain mineral lempung kaolinite, montmorillonite dan illite group dan mineral-mineral lain yang mempunyai ukuran sesuai dengan batasan yang ada mika group, serpentinite group. Satuan struktur dasar dari mineral lempung terdiri dari silika tetrahedron dan aluminium oktahedron. Satuan-satuan dasar tersebut bersatu membentuk struktur lembaran. Unit-unit silika tetrahedra berkombinasi membentuk lembaran silika silica sheet dan unit-unit oktahedra berkombinasi membentuk lembaran oktahedra gibbsite sheet. Bila lembaran silika itu ditumpuk di atas lembaran oktahedra, atom-atom oksigen tersebut akan menggantikan posisi ion hidroksil pada oktahedra untuk memenuhi keseimbangan muatan mereka. a b Universitas Sumatera Utara c d e Gambar 2.13 Struktur Atom Mineral Lempung a silica tetrahedra ; b silica sheet ; c aluminium oktahedra ; d lembaran oktahedra gibbsite ; e lembaran silika – gibbsite Das, 1991. a. Kaolinite Istilah “kaolinite” dikembangkan dari kata “ Kauling” yang berasal dari nama sebuah bukit yang tinggi di Jauchau Fu, China, dimana lempung kaolinite putih mula-mula diperoleh beberapa abad yang lalu Bowles, 1991. Kaolinite merupakan hasil pelapukan sulfat atau air yang mengandung karbonat pada temperatur sedang dan umumnya berwarna putih, putih kelabu, kekuning-kuningan atau kecoklat-coklatan. Struktur unit kaolinite terdiri dari lembaran-lembaran silika tetrahedral yang digabung dengan lembaran alumina oktahedran gibbsite. Lembaran silika dan gibbsite ini sering disebut sebagai mineral lempung 1:1 dengan tebal kira-kira 7,2 Å 1 Å=10 -10 m. Mineral kaolinite berwujud seperti Universitas Sumatera Utara lempengan-lempengan tipis dengan diameter 1000 Å sampai 20000 Å dan ketebalan dari 100 Å sampai 1000 Å dengan luasan spesifik per unit massa ± 15 m 2 gr yang memiliki rumus kimia: OH 8 Al 4 Si 4 O 10 Keluarga mineral kaolinite 1:1 yang lainnya adalah halloysite. Halloysite memiliki tumpukan yang lebih acak dibandingkan dengan kaolinite sehingga molekul tunggal dari air dapat masuk. Halloysite memiliki rumus kimia sebagai berikut. OH 8 Al 4 Si 4 O 10 . 4H 2 O Gambar dari struktur kaolinite dapat dilihat dalam Gambar 2.14. Gambar 2.14 Struktur Kaolinite Das, 1991 b. Illite Illite adalah mineral lempung yang pertama kali diidentifikasi di Illinois. Mineral illite bisa disebut pula dengan hidrat-mika karena illite mempunyai hubungan dengan mika biasa Bowles, 1991. Mineral illite memiliki rumus kimia sebagai berikut: OH 4 K y Si 8-y . Al y Al 4 . Mg 6 .Fe 4 . Fe 6 O 20 Dimana y adalah antara 1 dan 1,5. Illite memiliki formasi struktur satuan kristal, tebal dan komposisi yang hampir sama dengan montmorillonite. Perbedaannya ada pada : Universitas Sumatera Utara • Kalium K berfungsi sebagai pengikat antar unit kristal sekaligus sebagai penyeimbang muatan. • Terdapat ± 20 pergantian silikon Si oleh aluminium Al pada lempeng tetrahedral. • Struktur mineral illite tidak mengembang sebagaimana montmorillonite. Pembentukan mineral lempung yang berbeda disebabkan oleh subtitusi kation-kation yang berbeda pada lembaran oktahedral. Bila sebuah anion dari lembaran oktahedral adalah hydroxil dan dua per tiga posisi kation diisi oleh aluminium maka mineral tersebut disebut gibbsite dan bila magnesium disubstitusikan kedalam lembaran aluminium dan mengisi seluruh posisi kation, maka mineral tersebut disebut brucite. Struktur mineral illite dapat dilihat dalam Gambar 2.15 Gambar 2.15 Struktur Illite Das, 1991 c. Montmorillonite Montmorillonite adalah nama yang diberikan pada mineral lempung yang ditemukan di Montmorillon, Perancis pada tahun 1847 yang memiliki rumus kimia: OH 4 Si 8 Al 4 O 20 . nH 2 O Universitas Sumatera Utara Dimana nH 2 O adalah banyaknya lembaran yang terabsorbsi air. Mineral montmorillonite juga disebut mineral dua banding satu 2:1 karena satuan susunan kristalnya terbentuk dari susunan dua lempeng silika tetrahedral mengapit satu lempeng alumina oktahedral ditengahnya. Struktur kisinya tersusun atas satu lempeng Al 2 O 3 diantara dua lempeng SiO 2 . Inilah yang menyebabkan montmorillonite dapat mengembang dan mengkerut menurut sumbu C dan mempunyai daya adsorbsi air dan kation lebih tinggi. Tebal satuan unit adalah 9,6 Å 0,96 μm, seperti y ang ditunjukkan pada Gambar 2.16. Gaya Van Der Walls mengikat satuan unit sangat lemah diantara ujung-ujung atas dari lembaran silika, oleh karena itu lapisan air nH 2 O dengan kation dapat dengan mudah menyusup dan memperlemah ikatan antar satuan susunan kristal. Sehingga menyebabkan antar lapisan terpisah. Ukuran unit massa montmorillonite sangat besar dan dapat menyerap air dengan sangat kuat sehingga mudah mengalami proses pengembangan. Gambar dari struktur kaolinite dapat dilihat di dalam Gambar 2.16. Gambar 2.16 Struktur Montmorillonite Das, 1991

2.2.1.2 Sifat Umum Tanah Lempung

Universitas Sumatera Utara Bowles 1991 menyatakan beberapa sifat umum mineral lempung adalah: 1. Hidrasi Partikel lempung hampir selalu mengalami hidrasi, hal ini disebabkan karena lempung biasanya bermuatan negatif, yaitu partikel dikelilingi oleh lapisan-lapisan molekul air yang disebut sebagai air teradsorbsi adsorbed water. Lapisan ini umumnya memiliki tebal dua molekul. Sehingga disebut sebagai lapisan difusi d i f f u s e l a y e r , 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 ������� 2.23 Dimana persentase lempung diambil sebagai fraksi tanah yang 2 µm untuknilaiA Aktivitas, A 1,25 : tanah digolongkan aktif dan bersifat ekspansif 1,25 A 0,75 : tanah digolongkan normal A 0,75 : tanah digolongkan tidak aktif. Nilai- nilai khas dari aktivitas dapat dilihat pada Tabel 2.7. Tabel 2.7 Aktivitas tanah lempung Bowles, 1991 Minerologi Tanah Lempung Nilai Aktivitas Kaolinite 0,4 – 0,5 Illite 0,5 – 1,0 Universitas Sumatera Utara Montmorillonite 1,0 – 7,0 1 . Flokulasi dan Dispersi Pengertian 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. 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 telahdidiamkan beberapa waktu dispersi tidak dapat tercapai dengan mudah, yang menunjukkan adanya gejala tiksotropik, dimana kekuatan didapatkan dari lamanya waktu. 2 . Pengaruh Zat Cair Air berfungsi sebagai penentu plastisitas tanah lempung. Molekul air merupakan molekul yang dipolar, yaitu atom hidrogen tidak tersusun simetri di sekitar atom-atom oksigen Gambar 2.17a. Hal ini berarti bahwa satu .molekul air merupakan batang yang mempunyai muatan positif dan negatif pada ujung yang berlawanan atau dipolar dobel kutub Gambar 2.17b. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.17 Sifat dipolar molekul air Hardiyatmo, 1992 Molekul bersifat dipolar, yang berarti memiliki muatan positif dan negatif pada ujung yang berlawanan, sehingga dapat tertarik oleh lempung secara elektrik. Terdapat 3 mekanismenya, yaitu: 1. Tarikan antara permukaan bermuatan negatif dari partikel lempung dengan ujung positif dari 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 dengan ikatan hidrogen antara atom oksigen dalam partikel lempung dan atom oksigen dalam molekul-molekul air hydrogen bonding. Mineral lempung yang berbeda memiliki defisiensi dan tendensi yang berbeda untuk menarik exchangeablecation. Exchangeable cation adalah keadaan dimana kation dapat dengan mudah berpindah dengan ion yang bervalensi sama dengan kation asli. Universitas Sumatera Utara Gambar 2.18 Molekul air dipolar dalam lapisan ganda Das,1991 Montmorillonite memiliki defisiensi dan daya tarik exchangeable cation yang lebih besar daripada kaolinite. Kalsium dan magnesium merupakan exchangeable cationyang paling dominan pada tanah, sedangkan potassium dan sodium merupakan yang paling tidak dominan. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi exchangeable cation, yaitu valensi kation, besarnya ion dan besarnya ion hidrasi. Kemampuan mendesak dari kation-kation dapat dilihat dari besarnya potensi mendesak sesuai urutan berikut: Al +3 Ca +2 Mg +2 NH +4 K + H + Na + Li + Kation Li+ tidak dapat mendesak kation lain yang berada dikirinya Das, 2008 Semakin luas permukaan spesifik tanah lempung, air yang tertarik secara elektrik disekitar partikel lempung yang disebut air lapisan ganda jumlahnya akan semakin besar. Air lapisan ganda inilah yang menyebabkan sifat plastis pada tanah lempung. Konsentrasi air resapan dalam mineral lempung memberi bentuk dasar dari susunan tanahnya sebagai berikut, tiap partikelnya terikat satu sama lain lewat lapisan air serapannya. Selain itu jarak antara partikel juga akan Mekanisme 1 Mekanisme 2 Mekanisme 3 Universitas Sumatera Utara mempengaruhi hubungan tarik menarik atau tolak menolak antar partikel tanah lempung yang diakibatkan oleh pengaruh ikatan hidrogen, gaya Van der Walls serta macam ikatan kimia dan organiknya. Bertambahnya jarak akan mengurangi gaya antar partikel. Sehingga ikatan antar partikel tanah yang disusun oleh mineral lempung akan sangat dipengaruhi oleh besarnya jaringan muatan negatif pada mineral, tipe, konsentrasi dan distribusi kation-kation yang berfungsi untuk mengimbangi muatannya. 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. Pada waktu air ditambahkan pada lempung, kation-kation dan anion-anion mengapung di sekitar partikelnya Gambar 2.19. Gambar 2.19 Kation dan anion pada partikel Das,1991 Pada penelitian ini akan dilakukan usaha penggantian kation-kation yang terdapat pada lempung dengan kation-kation dari bahan semen yang dicampurkan dengan arang tempurung kelapa dengan variasi yang berbeda-beda. 2.2.2 Semen 2.2.2.1 Umum Universitas Sumatera Utara Semen merupakan perekat hidrolis dimana senyawa-senyawa yang terkandung di dalam semen dapat bereaksi dengan air dan membentuk zat baru yang bersifat sebagai perekat terhadap batuan. Semen mimiliki susunan yang berbeda-beda, dan semen dapat dibedakan menjadi 2 kelompok yaitu: 1. Semen non-hidrolik Semen hidrolik adalah semen yang memiliki kemampuan untuk mengikat dan mengeras didalam air. Contoh semen hidrolik antara lain semen portland, semen pozzolan, semen alumina, semen terak, semen alam dan lain-lain. 2. Semen hidrolik. Semen non hidrolik adalah semen yang tidak memiliki kemampuan untuk mengikat dan mengeras didalam air, akan tetapi dapat mengeras di udara. Contoh utama dari semen non hidrolik adalah kapur.

2.2.2.2 Semen Portland

Semen portland adalah perekat hidrolis yang dihasilkan dari penggilingan klinker dengan kandungan utamanya adalah kalsium silikat dan satu atau dua buah bentuk kalsium sulfat sebagai bahan tambahan.

2.2.2.2.1 Jenis-jenis semen portland

Sesuai dengan kebutuhan pemakaian semen yang disebabkan oleh kondisi lokasi maupun kondisi tertentu yang dibutuhkan pada pelaksanaan konstruksi, dalam perkembangannya dikenal berbagai jenis semen portland antara lain : 1. Semen portland biasa Semen portland jenis ini digunakan dalam pelaksanaan konstruksi secara umum jika tidak diperlukan sifat-sifat khusus, seperti ketahanan terhadap sulfat, panas hidrasi rendah, kekuatan awal yang tinggi dan sebagainya. ASTM mengklasifikasikan semen portland ini sebagai tipe I. 2. Semen portland dengan ketahanan sedang terhadap sulfat Semen ini digunakan pada konstruksi jika sifat ketahanan terhadap sulfat dengan tingkat sedang, yaitu dimana kandungan sulfat SO 3 pada air tanah dan tanah masing-masing 0,8 - 0,17 dan 125 ppm, serta PH tidak kurang dari 6. ASTM mengklasifikasikan semen jenis ini sebagai tipe II. 3. Semen portland dengan kekuatan awal tinggi Universitas Sumatera Utara Semen portland yang digiling lebih halus dan mengandung tricalsium silikat C 3 S lebih banyak dibanding semen portland biasa. Semen jenis ini memiliki pengembangan kekuatan awal yang tinggi dan kekuatan tekan pada waktu yang lama juga lebih tinggi dibanding semen Portland biasa. ASTM mengklasifikasikan semen ini sebagai tipe III. 4. Semen portland dengan panas hidrasi rendah Semen jenis ini memiliki kandungan tricalsium silikat C 3 S dan tricalsium aluminat C 3 A yang lebih sedikit, tetapi memiliki kandungan C 3 S yang lebih banyak dibanding semen Portland biasa dan memiliki sifat-sifat : a Panas hidrasi rendah b Kekuatan awal rendah, tetapi kekuatan tekan pada waktu lama sama dengan semen Portland biasa c Susut akibat proses pengeringan rendah d Memiliki ketahanan terhadap bahan kimia, terutama sulfat ASTM mengklasifikasikan semen jenis ini sebagai tipe IV. 5. Semen portland dengan ketahanan tinggi terhadap sulfat Semen jenis ini memiliki ketahanan yang tinggi terhadap sulfat. Semen ini diklasifikasikan sebagai tipe V pada ASTM. Semen jenis ini digunakan pada konstruksi apabila dibutuhkan ketahanan yang tinggi terhadap sulfat, yaitu kandungan sulfat SO 3 pada air tanah dan tanah masing-masing 0,17 - 1,67 dan 125 ppm – 1250 ppm, seperti pada konstruksi pengolah limbah atau konstruksi dibawah permukaan air. 6. Semen portland blended Semen portland blended dibuat dengan mencampur material selain gypsum kedalam klinker. Umumnya bahan yang dipakai adalah terak dapur tinggi balst- furnase slag, pozzolan, abu terbang fly ash dan sebagainya. Jenis-jenis semen portland blended adalah : a Semen Portland Pozzolan Portland Pozzolanic Cement b Semen Portland Abu Terbang Portland Fly Ash Cement c Semen Portland Terak Dapur Tinggi Portland Balst-Furnase Slag Cement d Semen Super Masonry Universitas Sumatera Utara Persyaratan komposisi kimia semen portland menurut ASTM Designation C 150- 92, seperti terlhat pada Tabel. 2.7. Tabel 2.7 Persyaratan standart komposisi kimia Portland Cement ASTM,1992 2.2.3 Arang Tempurung Kelapa 2.2.3.1 Arang Arang merupakan suatu padatan berpori yang mengandung 85-95 karbon, dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon dengan pemanasan pada suhu tinggi. Ketika pemanasan berlangsung, diusahakan agar tidak terjadi kebocoran udara di dalam ruangan pemanasan sehingga bahan yang mengandung karbon tersebut hanya terkarbonisasi dan tidak teroksidasi. Arang selain digunakan sebagai bahan bakar, juga dapat digunakan sebagai adsorben penyerap. Daya serap ditentukan oleh luas permukaan partikel dan kemampuan ini dapat menjadi lebih tinggi jika terhadap arang tersebut dilakukan aktivasi dengan aktif faktor bahan-bahan kimia ataupun dengan pemanasan Universitas Sumatera Utara pada temperatur tinggi. Dengan demikian, arang akan mengalami perubahan sifat-sifat fisika dan kimia. Arang yang demikian disebut sebagai arang aktif. Selain itu arang tempurung adalah arang yang dibuat dengan cara kombinasi dari tempurung atau batok kelapa. Pada proses pembakaran tempurung kelapa yang terdiri dari karbohidrat yang sangat kompleks, akan menyebabkan suatu rentetan reaksi yaitu peruraian secara termal serta menimbulkan panas sebagai hasil peruraian dari bermacam-macam struktur molekul. Pada suhu 275° C, lingo selulosa mulai melepaskan H 2 O dan CO 2 , disamping itu juga terbentuk arang dan metana. BPPI, 1983. Luas permukaan arang aktif berkisar antara 300-3500 m 2 g dan ini berhubungan dengan struktur pori internal yang menyebabkan arang aktif mempunyai sifat sebagai adsorben. Luas permukaan arang aktif berkisar antara 300-3500 m 2 g dan ini berhubungan dengan struktur pori internal yang menyebabkan arang aktif mempunyai sifat sebagai adsorben. Arang aktif dapat mengadsorpsi gas dan senyawa-senyawa k. imia tertentu atau sifat adsorpsinya selektif, tergantung pada besar atau volume pori- pori dan luas permukaan. Daya serap arang aktif sangat besar, yaitu 25-100 terhadap berat arang aktif. Tiga metode pembuatan arang tempurung kelapa yaitu metode drum, metode lubang dan metode tungku. Metode tungku dapat digunakan untuk memproduksi arang aktif secara komersial, sedangkan metode yang paling sesuai untuk pembuatan arang dengan skala kecil adalah metode drum. Deskripsi pembuatan arang tempurung menurut Blando 1976 dan Sukardiyono 1995 sebagai berikut: Pilih drum bekas dengan volume 200 Masukkan tempurung kelapa yang udah di pejah-pejah Bakar

2.2.3.2 Sifat-sifat Arang

Sifat arang aktif yang paling penting adalah daya serap. Dalam hal ini, ada beberapa faktor yang mempengaruhi daya serap adsorpsi, yaitu: 1. Sifat Adsorben Arang aktif yang merupakan adsorben adalah suatu padatan berpori, yang sebagian besar terdiri dari unsur karbon bebas dan masing-masing Universitas Sumatera Utara berikatan secara kovalen. Dengan demikian, permukaan arang aktif bersifat non polar. Selain komposisi dan polaritas, struktur pori juga merupakan faktor yang penting diperhatikan. Struktur pori berhubungan dengan luas permukaan, semakin kecil pori-pori arang aktif, mengakibatkan luas permukaan semakin besar. Dengan demikian kecepatan adsorpsi bertambah. Untuk meningkatkan kecepatan adsorpsi, dianjurkan agar menggunakan arang aktif yang telah dihaluskan. Jumlah atau dosis arang aktif yang digunakan, juga diperhatikan. 2. Sifat Serapan Banyak senyawa yang dapat diadsorpsi oleh arang aktif, tetapi kemampuannya untuk mengadsorpsi berbeda untuk masing-masing senyawa. Adsorpsi akan bertambah besar sesuai dengan bertambahnya ukuran molekul serapan dari sturktur yang sama, seperti dalam deret homolog. Adsorsi juga dipengaruhi oleh gugus fungsi, posisi gugus fungsi, ikatan rangkap, struktur rantai dari senyawa serapan. 3. Temperatur Dalam pemakaian arang aktif dianjurkan untuk menyelidiki temperatur pada saat berlangsungnya proses. Karena tidak ada peraturan umum yang bisa diberikan mengenai temperatur yang digunakan dalam adsorpsi. Faktor yang mempengaruhi temperatur proses adsoprsi adalah viskositas dan stabilitas termal senyawa serapan. Jika pemanasan tidak mempengaruhi sifat-sifat senyawa serapan, seperti terjadi perubahan warna maupun dekomposisi, maka perlakuan dilakukan pada titik didihnya. Untuk senyawa volatil, adsorpsi dilakukan pada temperatur kamar atau bila memungkinkan pada temperatur yang lebih kecil. 4. pH Derajat Keasaman Untuk asam-asam organik adsorpsi akan meningkat bila pH diturunkan, yaitu dengan penambahan asam-asam minreal. Ini disebabkan karena kemampuan asam mineral untuk mengurangi ionisasi asam organik tersebut. Sebaliknya bila pH asam organik dinaikkan yaitu dengan menambahkan alkali, adsorpsi akan berkurang sebagai akibat terbentuknya garam. 5. Waktu Kontak Universitas Sumatera Utara Bila arang aktif ditambahkan dalam suatu cairan, dibutuhkan waktu untuk mencapai kesetimbangan. Waktu yang dibutuhkan berbanding terbalik dengan jumlah arang yang digunakan. Selain ditentukan oleh dosis arang aktif, pengadukan juga mempengaruhi waktu singgung. Pengadukan dimaksudkan untuk memberi kesempatan pada partikel arang aktif untuk bersinggungan dengan senyawa serapan. Untuk larutan yang mempunyai viskositas tinggi, dibutuhkan waktu singgung yang lebih lama Sembiring, 2003. Adanya hidrogen dan oksigen mempunyai pengaruh yang besar pada sifat- sifat karbon aktif. Unsur unsur ini berkombinasi dengan unsur-unsur atom karbon membentuk gugus fungsional misalnya: gugus karboksilat, gugus hidroksifenol, gugus kuinon tipe karbonil, gugus normalakton, lakton tipe flueresence, asam karboksilat anhidrida dan peroksida siklis. Jankowski, et al; 1991. Metode ini dilakukan dengan merendam bahan baku pada bahan kimia seperti H3PO4, ZnCl2, HCl, H2SO4, CaCl2, K2S, NaCl, dan lain-lain. Juliandini dan Trihadiningrum, 2008. Arang aktif mengandung unsur selain karbon yang terikat secara kimiawi, yaitu hidrogen dan oksigen. Kedua unsur tersebut berasal dari bahan baku yang tertinggal akibat tidak sempurnanya karbonisasi atau dapat juga terjadi ikatan pada proses aktivasi. Tabel 2.8 Kandungan yang terdapat di arang Muh,Alwi. 1998 KOMPOSISI KADAR K 2 O 45,07 Na 2 O 15,42 CaO 6,26 MgO 1,32 Fe 2 O 3 1,39 Al 2 O 3 1,39 P 2 O 3 4,64 SO 3 5,75 SLO 3 4,64

2.2.3.3 Cara pembakaran arang dari batok kelapa

Universitas Sumatera Utara 1. Drum dibagi atas empat bagian yaitu:bagian bawah drum yang terbuka,tutup drum atas,cerobong dan lubang-lubang udara pada badan drum. Bagiang tengah di tutup. Dibuat lubang diameter 10 cm untuk dihungungkan dengan cerobong asap setinggi 30 cm. 2. Cerobong tersebut terbuat dari seng atau bahan metal lain. 3. Pada bagian tutup drum di buat 3 baris lubang, terdiri 4 lubang berdiameter 13 mm dengan jarak antar baris 30 cm. 4. Arang tempurung dibuat dengan cara membakar baku di dalam drum selama beberapa jam. 5. Produksi arang yang bagus tidak boleh menyiram dengan air. Tunggu sampe dia mati selam 6 jam. 6. Arang tersebut digiling ataupun dihaluskan dengan penghalus Gambar 2.20 Arang Gambar 2.21 Arang yang udah di haluskan 2.3 Stabilisasi Tanah 2.2.3.1 Proses kimia pada stabilisasi tanah dengan semen Suardi 2005 mengatakan tahapan proses kimia pada stabilisasi tanah menggunakan semen adalah sebagai berikut: a Absorbsi air dan reaksi pertukaran ion; Jika semen portland ditambahkan pada tanah, ion kalsium Ca ++ dilepaskan melalui proses hidrolisa dan pertukaran ion berlanjut pada permukaan partikel-partikel lempung, Butiran lempung dalam kandungan tanah berbentuk halus dan bermuatan negatif. Ion positif seperti ion hidrogen H + , ion sodium Na + , ion kalsium K + , serta air yang berpolarisasi. Sehingga membentuk kalsium silikat dan kalsium aluminat yang mengakibatkan kekuatan tanah meningkat. Reaksi Universitas Sumatera Utara