55
semen. Kadar yang baik dalam pembuatan semen yaitu Fe
2
O
3
± 75 - 80. Pada penggilingan akhir digunakan gypsum sebanyak 3 - 5
total pembuatan semen. Umumnya jenis semen yang dikenal saat ini antara lain sebagai berikut :
1. Semen Portland Portland Cement
Semen Portland merupakan semen hidrolis yang dihasilkan dengan jalan menghaluskan terak yang mengandung senyawa-senyawa kalsium silikat dan
biasanya juga mengandung satu atau lebih senyawa-senyawa kalsium sulfat yang ditambahkan pada pengggilingan akhir. Semen Portland adalah semen
yang diperoleh dengan menghaluskan terak yang terutama terdiri dari silikat- silikat, kalsium yang bersifat hidrolis bersama bahan tambahan biasanya
gypsum. Tipe-tipe semen Portland ada lima, diantaranya :
a. Tipe I Ordinary Portland Cement
Semen Portland tipe ini digunakan untuk segala macam konstruksi apabila tidak diperlukan sifat-sifat khusus, misalnya tahan terhadap sulfat, panas
hiderasi dan sebagainya. Semen ini mengandung 5 MgO dan 2,5-3 SO
3
.
b. Tipe II Moderate Heat Portland Cement
Semen Portland tipe ini digunakan untuk bahan konstruksi yang memerlukan sifat khusus tahan terhadap sulfat dan panas hiderasi yang sedang. Biasanya
digunakan untuk daerah pelabuhan dan bangunan sekitar pantai. Semen ini mengandung 20 SiO
2
, 6 Al
2
O
3
, 6 Fe
2
O
3
, 6MgO , dan 8 C
3
A.
Universitas Sumatera Utara
56
c. Tipe III High Early Strength Portland Cement
Semen ini merupakan semen yang digunakan biasanya dalam keadaan- keadaan darurat dan musim dingin. Digunakan juga pada pembuatan beton
tekan. Semen ini memiliki kadungan C
3
S yang lebih tinggi dibandingkan Semen Portland tipe I dan II sehingga proses pengerasan terjadi lebih cepat
dan cepat mengeluarkan kalor. Semen ini tersusun dari 3,5-45 Al
2
O
3
, 6 Fe
2
O
3
, 35 C
3
S, 6 MgO, 40 C
2
S dan 15 C
3
A.
d. Tipe IV Low Heat Portland Cement
Semen tipe ini digunakan pada bangunan dengan tingkat panas hiderasi yang rendah misalnya pada bangunan beton yang besar dan tebal. Baik sekali untuk
mencegah keretakan. Low Heat Portland Cement ini memiliki kandungan C
3
S dan C
3
A lebih rendah sehingga kalor yang dilepas lebih rendah. Semen ini tersusun dari 6,5 MgO, 2,3 SO
3
, dan 7 C
3
A.
e. Tipe V Super Sulphated Cement
Semen yang sangat tahan terhadap pengaruh sulphat misalnya pada tempat pengeboran lepas pantai, pelabuhan dan terowongan. Komposisi komponen
utamanya adalah slag tanur tinggi dan kandungan aluminanya yang tinggi. Semen ini tersusun dari 5 terak Portland Cement, 6 MgO, 2,3 SO
2
dan 5 C
3
A.
Universitas Sumatera Utara
57
2. Semen Putih
Portland cement yang memiliki warna keabu-abuan. Warna ini disebabkan
oleh kandungan oksida silika pada Portland Cement tersebut. Jika kandungan oksida silica
tersebut dikurangi 0,4 maka warna semen Portland berubah menjadi warna putih.
3. Semen Masonry
Semen Masonry dibuat dengan menggiling campuran terak semen Portland dengan batu kapur, batu pasir atau slag dengan perbandingan 1:1 .
4. Semen Sumur Minyak Oil Well Cement
Semen ini digunakan pada temperatur dan tekanan tinggi, sering dijumpai pada penggunaan pengeboran minyak atau digunakan untuk pengeboran air
tanah artesis. Semen ini merupakan semen Portland yang dicampur dengan retarder untuk memperlambat pengerasan semen seperti lignin, asam borat,
casein dan gula.
5. Semen Alami Natural Cement
Semen ini dihasilkan dari kerang batu kapur yang mengandung tanah liat seperti komposisi semen di alam. Material ini dibakar sampai suhu
pelelehannya hingga menghasilkan terak. Kemudian terak tersebut digiling menjadi semen halus. Dalam pemakaiannya dicampur dengan semen
Portland .
Universitas Sumatera Utara
58
6. Semen Alumina Tinggi High Alumina Cement
Semen yang memiliki kandungan alumina tinggi, dimana perbandingan antara kapur dan alumina adalah sama. Semen ini dibuat dengan mencampur kapur,
silika dan oksida silika yang dibakar hingga meleleh dan kemudian hasilnya didinginkan lalu digiling hingga halus. Ciri dari semen ini memiliki
ketahanan terhadap air yang mengandung sulfat dan air laut cukup tinggi.
7. Semen Pozzolona
Semen ini mengandung senyawa silika dan alumina dimana bahan pozzolona sendiri tidak memiliki sifat seperti semen, akan tetapi bentuk halusnya dan
dengan adanya air, senyawa-senyawa tersebut membentuk kalsium aluminat hidrat yang bersifat hidraulis.
8. Semen Trass
Semen yang dihasilkan dengan menggiling campuran antara 60 - 80 trass atau tanah yang berasal dari debu gunung berapi yang serupa dengan
pozzolona dengan menambah CaSO
4
.
9. Semen Slag Slag Cement
Semen slag ini dikenal 2 macam tipe, yaitu :
• Eisen Portland Cement
Semen yang dihasilkan dari penggilingan campuran 60 terak Portland dan 40 butir-butir slag tanur tinggi.
Universitas Sumatera Utara
59
• High Often Cement
Semen yang dihasilkan dari penggilingan campuran yang mengandung 15 - 19 terak Portland Cement dan 41 - 85 butir-butir slag dengan
penambahan CaSO
4
.
2.6.3.2 Proses Kimia Pada Stabilisasi Tanah Dengan Semen
Suardi 2005 mengatakan tahapan proses kimia pada stabilisasi tanah menggunakan semen adalah sebagai berikut:
1. 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 pozolan semuanya melekat pada permukaan butiran lempung. Dengan reaksi ini partikel-
partikel lempung menggumpal sehingga mengakibatkan konsistensi tanah menjadi lebih baik.
2. Reaksi pembentukan kalsium silikat dan kalsium aluminat
Secara umum hidrasi adalah sebagai berikut: 23CaO.SiO
2
+ 6H
2
O 3CaO.2SiO
2
. 3H
2
O+3CaOH
2
22CaO.SiO
2
+ 4H
2
O 3CaO.2SiO
2
. 3H
2
O+ CaOH
2
Universitas Sumatera Utara
60
Reaksi antara silika SiO
2
dan alumina AL
2
O
3
halus yang terkandung dalam tanah lempung dengan kandungan mineral reaktif, sehingga dapat
bereaksi dengan kapur dan air. Hasil reaksi adalah terbentuknya kalsium silikat hidrat seperti: tobermorit, kalsium aluminat hidrat
4CaO.Al
2
O
3
.12H
2
O dan gehlenit hidrat 2CaO.Al
2
O
3
.SiO
2
.6H
2
O yang tidak larut dalam air. Pembentukan senyawa-senyawa ini berlangsung
lambat dan menyebabkan tanah menjadi lebih keras, lebih padat dan lebih stabil. Jadi semen yang umum digunakan untuk stabilisai tanah dengan
bahan semen adalah ordinary portland cement atau dikenal sebagai semen tipe I.
2.7 Pemadatan Tanah
2.7.1 Konsep Umum Pemadatan Tanah
Pemadatan tanah compaction adalah suatu proses dimana udara pada pori-pori tanah dikeluarkan dengan suatu cara mekanis digilasditumbuk. Hal ini
merupakan cara yang paling jelas dan sederhana untuk memperbaiki stabilitas dan kekuatan dukung tanah. Pemadatan didefenisikan sebagai proses menaikkan berat
unit tanah dengan memaksa butiran-butiran tanah menjadi lebih rapat dan mengurangi pori-pori udara. Hal ini dilakukan dengan menggunakan beban statis
atau dinamis pada tanah.Tujuan pemadatan adalah untuk memperoleh tanah yang mempunyai sifat-sifat fisis yang sesuai bagi suatu pekerjaan tertentu.
Beberapa kegunaan pemadatan tanah compaction adalah: 1.
Meningkatkan kekuatan geser.
Universitas Sumatera Utara
61
2. Mengurangi kompresibilitas.
3. Mengurangi permeabilitas.
4. Mengurangi potensi likuifaksi.
5. Kontrol swelling dan shrinking.
6. Memperpanjang durabilitas
Pengujian pemadatan standar telah dikembangkan dalam tahun 1980-an oleh Proctor 1933. Terdapat dua macam cara pengujian pemadatan, yaitu
pengujian pemadatan Proctor standar dan pengujian pemadatan Proctor modifikasi. Perbedaan antara kedua cara tersebut dapat dilihat dalam Tabel 2.5.
Tabel 2.5 Pengujian Pemadatan Proctor
Pengujian-pengujian tersebut dilakukan dengan pemadatan sampel tanah basah pada kadar air terkontrol dalam suatu cetakan dengan jumlah lapisan
tertentu. Setiap lapisan dipadatkan dengan sejumlah tumbukan yang ditentukan dengan penumbuk dengan masa dan tinggi jatuh tertentu.Standar ASTM maupun
AASHTO hendaknya digunakan sebagai acuan untuk rincian pengujian tersebut. Kadar air yang memberikan berat unit kering yang maksimum disebut
kadar air optimum OMC. Usaha pemadatan diukur dari segi energi tiap satuan
Universitas Sumatera Utara
62
volume dari tanah yang telah dipadatkan. Untuk usaha pemadatan yang lebih rendah kurva pemadatan bagi tanah yang sama akan lebih rendah dan tergeser ke
kanan, yang menunjukkan suatu kadar air optimum yang lebih tinggi. Hasil dari pengujian pemadatan berupa kurva yang menunjukkan hubungan antara kadar air
dan berat volume kering tanah yang ditunjukkan oleh Gambar 2.13
Gambar 2.13 Hubungan Antara Kadar Air Dan Berat Isi Kering Tanah Hubungan berat volume kering
�
�
dengan berat volume basah �
�
dan kadar air dinyatakan dalam persamaan :
�
�
=
�
�
1 + �
2.16
Garis ZAV Zero Air Void Line adalah hubungan antara berat isi kering dengan kadar air bila derajat kejenuhan 100, yaitu bila pori tanah sama sekali
tidak mengandung udara. Grafik ini berguna sebagai petunjuk pada waktu menggambarkan grafik pemadatan.Grafik tersebut berada di bawah ZAV dan
biasanya grafik tersebut tidak lurus tetapi agak cekung ke atas.Apabila kurva pemadatan yang dihasilkan berada lebih dekat di bawah dengan garis ZAV maka
hal tersebut menunjukan tanah yang dipadatkan memiliki derajat kejenuhan mendekati 100 dan sedikit mengandung udara. Pada penelitian ini, percobaan
pemadatan tanah di laboratorium yang digunakan untuk menentukan kadar air
Universitas Sumatera Utara
63
optimum dan berat isi kering maksimum adalah percobaan pemadatan standar standard compaction test.
2.7.2 Pemadatan Laboratorium dan Pemadatan Lapangan
Metode pemadatan di laboratorium jika diurutkan terhadap peningkatan kerja geseran adalah pemadatan statis, getar, tumbuk dan remas.Uji pemadatan
Proctor standar menggunakan metode tumbuk, yang mengsimulasikan sampai tingkat tertentu kerja mesin gilas kaki domba.Tidak ada alat lapangan yang
ekivalen dengan pemadatan statis yang berupa penekanan tanah dalam cetakan dengan tekanan merata pada seluruh permukaan Dunn et al., 1980.
Alat pemadat remas merupakan alat khusus yang secara berulang-ulang memaksa suatu kaki penekan kecil ke dalam sampel tanah dengan tekanan yang
terkendali untuk mengsimulasi kerja mesin gilas kaki domba. Mesin gilas ban karet dan mesin gilas kaki domba akan menyebabkan regangan geser yang besar
sehingga efektif terhadap pengubahan tanah kohesif basah dari keadaan menggumpal menjadi keadaan menyebar.
2.8 Kuat Geser
