chapter ii - berat jenis tanah

7/25/2019 Chapter II - Berat Jenis Tanah

1/41

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Umum

2.1.1 Tanah

Tanah merupakan komposisi dari dua atau tiga fase yang berbeda. Jika

tanah dalam keadaan kering maka terdiri dari dua fase yaitu partikel padat dan

pori-pori udara. Tanah yang jenuh seluruhnya juga terdiri dari dua fase yaitu

partikel padat dan air pori. Jika tanah dalam keadaan jenuh sebagian maka terdiri

dari tiga fase yaitu partikel padat, pori-pori udara dan air pori. Untuk memperjelas

komponen-komponen tanah tersebut maka digambarkan diagram fase seperti

terlihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Diagram Fase Tanah

Pada Gambar 2.1 (a)dapat dilihat bahawa suatu elemen tanah memiliki berat total

yang disimbolkan dengan () dan juga memilki volume yang disimbolkan

dengan (). Pada Gambar 2.1 (b) menunjukkan aadanya hubungan antara berat

Universitas Sumatera Utara


2/41

dan volumenya. Berikut persamaan yang dapat dilihat untuk memeperjelas

gambar di atas :

= ++ (2.1) = 0sehingga persamaan (2.1) menjadi

= + (2.2)

dan

= + + (2.3)

=

+

(2.4)

dimana :

= berat butiran padat

= berat air

= volume butiran padat

= volume air

= volume udara

2.1.2 Pemeriksaan Sifat-sifat Fisik Tanah

2.1.2.1 Kadar Air (Water Content)

Kadar air tanah (%)adalah perbandingan antara berat air () dengan

berat butiran () . Besar dari nilai kadar air tanah dinyatakan dalam satuanpersen. Persamaan kadar air tanah (%) dinyatakan dalam persamaan berikut :

(%) = 100 (2.5)



3/41

2.1.2.2 Derajat Kejenuhan (S)

Derajat Kejenuhan () dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara

volume air () dengan volume total rongga pori tanah (). Bila tanah dalamkeadaan jenuh nilai derajat kejenuhannya = 1 (100%), dan untuk tanah kering

nilai derajat kejenuhannya = 0.Kejenuhan suatu tanah () dapat dinyatakan dalam

persamaan berikut :

(%) = 100 (2.6)

2.1.2.3 Angka Pori (Void Ratio)

Angka Pori () adalah perbandingan antara volume rongga () dengan

volume butiran () dalam tanah tersebut yang dinyatakan dalam satuan desimal.

Angka Pori tanah () dapat dinyatakan dalam persamaan :

=

(2.7)

2.1.2.4 Porositas (Porocity)

Porositas ()adalah perbandingan antara volume pori () dengan volume

total tanah () dalam tanah tersebut yang dinyatakan dalam satuan persen maupun

dalam bentuk desimal. Porositas tanah () dapat dinyatakan dalam persamaan :

= 100 (2.8)

Hubungan antara angka pori dengan porositas dapat dilihat pada persamaan

berikut:

= 1 (2.9)

=

1+ (2.10)



4/41

2.1.2.5 Berat Volume Basah (Wet Volume Weight)

Berat Volume () adalah perbandingan antara berat butiran tanah

termasuk air dan udara () dengan volume total tanah (). Berat Volume Tanah() dinyatakan dalam persamaan berikut :

= (2.11)

2.1.2.6 Berat Volume Kering (Dry Volume Weight)

Berat Volume Kering ()adalah perbandingan antara berat butiran tanah() dengan volume total tanah (). Berat Volume Tanah () dapat dinyatakan

dalam persamaan berikut :

= (2.12)

2.1.2.7 Berat Volume Butiran Padat (Soil Volume Weight)

Berat Volume Butiran Padat ()adalah perbandingan antara berat butiran

tanah () dengan volume butiran tanah padat (). Berat Volume Butiran Padat

() dapat dinyatakan dalam persamaan berikut:

= (2.13)

2.1.2.8 Berat Jenis (Specific Gravity)

Berat Jenis Tanah () dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara

berat volume butiran tanah () dengan berat volume air () dengan isi yang

sama pada temperatur tertentu. Nilai suatu Berat jenis tanah tidak memiliki satuan

(tidak berdimensi). Berat jenis tanah () dapat dinyatakan dalam persamaan :



5/41

= (2.14)

Adapun batas-batas besaran Berat Jenis Tanah dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Berat Jenis Tanah (Hardiyatmo, 1992)

Macam Tanah Berat Jenis

Kerikil 2,65 - 2,68

Pasir 2,65 - 2,68

Lanau tak organik 2,62 - 2,68

Lempung organik 2,58 - 2,65

Lempung tak organik 2,68 - 2,75

Humus 1,37

Gambut 1,25 - 1,80

Batas-batas nilai dari Derajat Kejenuhan tanah dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2 Derajat Kejenuhan dan Kondisi Tanah (Hardiyatmo, 1992)

Keadaan Tanah Derajat Kejenuhan

Tanah kering 0

Tanah agak lembab > 0 - 0,25

Tanah lembab 0,26 - 0,50

Tanah sangat lembab 0,51 - 0,75

Tanah basah 0,76 - 0,99

Tanah jenuh 1



6/41

2.1.2.9 Batas-batas Atterberg(Atterberg Limit)

Kedudukan fisik tanah berbutir halus pada kadar air tertentu disebut

konsistensi. Batas-batas konsistensi tanah berbutir halus tersebut adalah

batas cair, batas plastis, batas susut.

Masalah pada tanah yang penting untuk diperhatikan adalah pengaruh

penambahan kadar air terhadap sifat-sifat mekanis tanahnya, seperti contoh jika

kita mencampurkan suatu sampel tanah dengan air hingga mencapai keadaan cair,

maka lama kelamaan campuran tersebut akan mengering sedikit demi sedikit

sehingga sampel tanah akan melalui beberapa keadaan tertentu dari keadaan cair

sampai keadaan padat . Batas-batas konsistensi dapat dilihat pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Batas-batas Atterberg

Penjelasan mengenai batas-batas konsistensi dapat dijabarkan sebagai

berikut :

a. Batas Cair (Liquid Limit)

Batas cair adalah kadar air tanah pada batas antara keadaan cair

dan keadaan plastis. Batas cair ditentukan melaui pengujian Casagrande

(1948). Tanah yang sudah dicampur dengan air diletakkan pada mangkuk

Casagrande yang kemudian sampel tanah dibelah dengan membuat alur di

tengah-tengah menggunakan alat yang disebut Groving tool.Kemudian



7/41

dilakukan pemukulan dengan cara engkol dinaikkan dan sampai mangkuk

menyentuh dasar sampel, sambil dilakukan perhitungan ketukan sampai tanah

yang dibelah tadi berhimpit. Pemukulan dilakukan pada kadar air yang berbeda

dan banyaknya jumlah pukulan dihitung untuk masing-masing kadar air.

Dengan demikian dapat dibuat grafik hubungan antara kadar air dengan jumlah

pukulan, sehingga diperoleh kadar air pada pukulan tertentu.Untuk lebih

jelasnya, alat uji batas cair dapat dilihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Alat Uji Batas Cair

b. Batas plastis (Plastic Limit)

Batas plastis (plastic limit) adalah kadar air pada batas bawah daerah

plastis atau kadar air minimum dimana tanah dapat digulung-gulung sampai

diameter 3,1 mm (1/8 inchi). Penentuan kadar air ini dilakukan dengan cara

melakukan pengguliran pada sampel tanah di atas plat kaca hingga diameter tanah



8/41

mencapai 3,1 mm. Apabilaa tanah mulai retak atau pecah pada saat diameternya

mencapai 3,1 mm, maka kadar air tanah itu adalah batas plastis.

Indeks plastisitas adalah selisih antara batas cair dan batas plastis. Adapun

rumusan dalam menghitung besaran nilai indeks plastisitas adalah sesuai dengan

persamaan 2.14, seperti yang ditunjukkan pada rumusan dibawah ini:

PI = LL - PL (2.15)

Klasifikasi jenis tanah berdasarkan besar indeks plastisitasnya ditunjukkan

pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3 Indeks Plastisitas Tanah (Hardiyatmo, 1992)

PI Sifat Macam tanah Kohesi

0 Non Plastis Pasir Non - Kohesif

< 7 Plastisitas Rendah Lanau Kohesif Sebagian

7 - 17 Plastisitas Sedang Lempung berlanau Kohesif

> 17 Plastisitas Tinggi Lempung Kohesif

c. Batas Susut (Shrinkage Limit)

Batas susut adalah kadar air atau batas dimana tanah yang dalam\ keadaan

jenuh dan sudah kering tidak akan mengalami penyusutan lagi meskipun

dikeringkan secara terus menerus. Batas susut juga dapat diartikan batas dimana

meskipun tanah benar-benar telah kehilangan kadar airnya, tidak akan

menyebabkan penyusutan volume tanah. Batas.susut dapat dinyatakan dalam

persamaan

= () ()

100 % (2.16)



9/41

dengan :

1= berat tanah basah dalam cawan percobaan (gr)

2= berat tanah kering oven (gr)1= volume tanah basah dalam cawan (3)

2= volume tanah kering oven (3)

= berat jenis air

2.1.2.10 Klasifikasi Tanah

Kebanyakan klasifikasi tanah menggunakan indeks tipe pengujian yang

sangat sederhana untuk menentukan karakteristik tanahnya. Karakteristik tersebut

digunakan untuk menentukan kelompok klasifikasinya. Umumnya klasifikasi

tanah didasarkan atas ukuran partikel yang diperoleh dari analisa saringan dan

plastisitasnya. Sekarang, terdapat dua sistem klasifikasi yang dapat digunakan

yaitu Unified Soil Classification Systemdan AASHTO.

2.1.2.10.1 Sistem Klasifikasi Unified

Klasifikasi berdasarkan Unified System (Das, 1994), tanah

dikelompokkan menjadi :

1. Tanah butir kasar (coarse-grained-soil) yaitu tanah kerikil dan

pasir dimana kurang dari 50% berat total contoh tanah lolos ayakan

no.200. Simbol dari kelompok ini dimulai dengan huruf awal G

atau S. G adalah untuk kerikil (gravel) atau tanah berkerikil, dan S

adalah untukpasir (sand) atau tanahberpasir.

2. Tanah berbutir halus (fine-grained-soil) yaitu tanah dimana lebih



10/41

dari50 % berat total contoh tanah lolos ayakan no.200. Simbol

dari kelompok ini dimulai dengan huruf awal M untuk lanau

(silt) anorganik, C untuk lempung (clay) anorganik, dan O untuk

lanau organik dan lempung organik. Simbol PT digunakan untuk

tanah gambut (peat), muck, dan tanah-tanah lain dengan kadar organik

yang tinggi. Tanah berbutir kasar ditandai dengan simbol kelompok

seperti : GW, GP, GM, GC, SW, SP, SM dan SC. Untuk

klasifikasi yang benar, perlu memperhatikan faktor-faktor berikut

ini :

1. Persentase butiran yang lolos ayakan no.200 (fraksi halus).

2. Persentase fraksi kasar yang lolos ayakan no.40.

3. Koefisien keseragaman (Uniformity coefficient, Cu ) dan koefisien

gradasi (gradation coefficient, Cc ) untuk tanah dimana 0-12% lolos

ayakan no.200.

4. Batas cair (LL) dan Indeks Plastisitas (PI) bagian tanah yang lolos

ayakan no.40 (untuk tanah dimana 5% atau lebih lolos ayakan no.200).



11/41

Gambar 2.4. Klasifikasi Tanah Sistem Unified (Das, 1994)



12/41

2.1.2.10.2 Sistem Klasifikasi AASHTO

Sistem AASHTO (American Association of State Highway

Transportation Official) berguna untuk menentukan kualitas tanah guna

perencanaan timbunan jalan, subbase dan subgrade. Sistem AASHTO

membagi tanah ke dalam 7 kelompok, A-1 sampai dengan A-7. Penentuan

klasifikasi ini terlebih dahulu membutuhkanmembutuhkan data-data sebagai

berikut :

1. Analisis ukuranbutiran.

2. Batas cair dan batas plastis dan Ip yang dihitung.

3. Batas susut.

Gambar 2.5. Klasifikasi Tanah Sistem AASHTO

2.1.3 Pengujian Sifat-sifat Mekanis Tanah

2.1.3.1 Pemadatan Tanah (Compaction)

Pemadatan adalah suatu proses dimana udara pada pori-pori tanah

dikeluarkan dengan salah satu cara mekanis atau suatu proses

berkurangnya volume tanah akibat adanya energi mekanis, pengaruh

kadar air dan gradasibutiran.



13/41

Untuk setiap daya pemadatan tertentu kepadatan yang tercapai

tergantung pada banyaknya air didalam tanah tersebut yang disebut kadar air.

Tingkat pemadatan tanah diukur dari berat volume kering tanah yang

dipadatkan. Air dalam pori tanah berfungsi sebagai unsur pembasah

(pelumas) tanah, sehingga butiran tanah tersebut lebih mudah bergerak atau

bergeser satu sama lain dan membentuk kedudukan yang lebih padat atau

rapat.

Peristiwa bertambahnya berat volume kering oleh beban dinamis disebut

dengan pemadatan. Pemadatan tanah dapat dimaksudkan untuk mempertinggi

kuat geser tanah, mengurangi sifat mudah mampat (kompresibilitas), mengurangi

permeabilitas serta dapat mengurangi perubahan volume sebagai akibat perubahan

kadar air dan lainnya.

Pada tanah granuler dipandang paling mudah penanganannya untuk

pekerjaan di lapangan. Material ini mampu memberikan kuat geser yang tinggi

dengan sedikit perubahan volume sesudah dipadatkan.

Pada tanah lanau yang dipadatkan umumnya akan stabil dan mampu

memberikan kuat geser yang cukup dan sedikit kecenderungan mengalami

perubahan volume. Namun tanah lanau sangat sulit dipadatkan bila dalam

keadaan basah karena permeabilitasnya rendah.Tanah lempung yang dipadatkan dengan cara yang benar akan

memberikan kuat geser yang tinggi. Stabilitas terhadap sifat kembang-susut

tergantung dari jenis kandungan mineralnya. Lempung padat mempunyai

permeabilitas yang rendah dan tanah ini tidak dapat dipadatkan dengan baik

dalam kondisi basah.



14/41

Derajat kepadatan tanah diukur dari berat volume keringnya. Hubungan

berat volume kering () dengan berat volume basah () dan kadar air (%)

dinyatakan dalam persamaan :

= 1+ (2.16)

Di lapangan biasanya dengan cara menggilas menggunakan peralatan

mekanis seperti roller, sedangkan di laboratorium dengan cara memukul. Dalam

pengujian di laboratorium alat pemadatan berupa silinder mouldyang mempunyai

volume 9,44 x 104

3. Tanah dipadatkan di dalam moulddengan menggunakan

penumbuk dengan berat 2,5 kg dengan tinggi jatuh 30,5 cm. Tanah dipadatkan

dalam 3 lapisan (standart proctor) dan 5 lapisan (modified proctor) dengan

pukulan sebanyak 25 kali pukulan.

Proses ini dilakukan sebanyak lima kali pada sampel tanah dengan kadar

air tanah yang terus dinaikkan pada setiap proses. Dengan menggambarkan

hubungan antara kepadatan kering maksimum dengan kadar air, akan dihasilkan

kurv seperti terlihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6 Hubungan Antara Kadar Air dan Berat Isi Kering Tanah



15/41

2.1.3.2 Uji Kuat Tekan Bebas ( Unconfined Compression Test )

Pada material tanah, parameter yang perlu ditinjau adalah kekuatan geser

tanahnya. Pengetahuan mengenai kekuatan geser diperlukan untuk menyelesaikan

masalah-masalahyang berkaitan dengan stabilisasi tanah.

Salah satu pengujian yang digunakan untuk mengetahui parameter kuat

geser tanah adalah uji kuat tekan bebas.Yang dimaksud dengan kekuatan tekan

bebas adalah besarnya beban aksial persatuan luas pada saat benda uji mengalami

keruntuhan atau pada saat regangan aksial mencapai 20 %. Percobaan kuat tekan

bebas di laboratorium dilakukan pada sampel tanah dalam keadaan asli maupun

buatan (remoulded).

Cara pengujian kuat tekan bebas ini memiliki perbedaan dengan uji

triaksial, dimana pada uji kuat tekan bebas tidak ada tegangan sel yaitu 3 = 0.

Gambar skematik dari prinsip pembebanan dalam percobaan ini dapat dilihat pada

Gambar 2.7.

Gambar 2.7.Skema Uji Tekan Bebas



16/41

Pembebanan pada sampel tanah berasal dari tekanan aksial satu arah

(1) yang diangsur-angsur bertambah sampai benda uji mengalami keruntuhan.

Hubungan konsistensi dengan kuat tekan bebas dapat dilihat pada Tabel 2.4.

Tabel 2.4 Klasifikasi Tanah Berdasarkan Nilai Kuat Tekan Bebas (Das, 1994)

Tekanan aksial yang bekerja pada tanah dapat dituliskan kedalam persamaan

berikut :

= (2.17)

dengan :

P = gaya beban yang bekerja

A = Luas penampang tanah

Kuat geser tanah dari tekanan aksial yang ada dapat dituliskan ke dalam

persamaan berikut :

= 2 =2 =

2 (2.18)

dengan :

= kekuatan geser undrained (undrained shear strength)

3 = 0

qu= unconfined compressive strength.



17/41

2.1.3.3 Sensitifitas Tanah Lempung

Uji tekan bebas ini dilakukan pada sampel tanah asli (undisturbed) dan

sampel tanah tidak asli (remoulded) lalu diukur kemampuan masing-masing

sampel terhadap kuat tekan bebas. Dari nilai kuat tekan maksimum yang dapat

diterima pada masing-masing sampel dapat diperoleh nilai sensitifitas tanah. Nilai

sensitifitas berguna untuk mengukur bagaimana perilaku tanah jika mengalami

gangguan yang diberikan dari luar.

Pada tanah-tanah lempung yang terdeposisi (terendapkan) secara alamiah

dapat diamati bahwa kekuatan tekanan tak tersekap berkurang banyak, bila tanah

tersebut diujiulang lagi setelah tanah tersebut menderita kerusakan struktural

(remoulded) tanpa adanya perubahan dari kadar air, sebagaimana ditunjukkan

pada Gambar 2.8.

Gambar 2.8 Kuat Tekan Tanah Asli dan TanahRemoulded

Sifat berkurangnya kekuatan tanah akibat adanya kerusakan struktural

tanah tersebut disebut kesensitifan (sensitivity). Tingkat kesensitifan dapat

ditentukan sebagai rasio (perbandingan) antara kekuatan tanah yang masih asli

dengan kekuatan tanah yang sama setelah terkena kerusakan (remoulded), bila



18/41

kekuatan tanah tersebut diuji dengan cara tekanan tak tersekap. Jadi, sensitifitas

diperoleh (acquired sensitivity) dinyatakan dalam persamaan:

= (2.19)

dengan :

St= kesensitifan

Ada beberapa jenis tanah lempung tertentu yang akibat kerusakan tersebut

dapat tiba-tiba berubah menjadi cair. Tanah-tanah seperti itu sebagian besar

dijumpai di daerah Amerika Utara dan daerah semenanjung Skandinavia yang

dulunya tertutup es. Tanah-tanah lempung seperti ini biasa dinamai sebagai quick

clays.

Karena beberapa jenis lempung mempunyai sifat sensitif terhadap

gangguan yang berbeda-beda, maka perlu diadakan pengelompokan yang

berhubungan dengan sifat sensitifnya. Klasifikasi secara umum dapat dilihat pada

Tabel 2.5.

Tabel 2.5 Klasifikasi Tanah Berdasarkan Sensitivity (Hardiyatmo, 1992)

Sifat Nilai Sensitivity

< 2 Insensitive

2 4 Moderately Sensitive

4 8 Sensitive

8 16 Very Sensitive

16 - 32 Slightly Quick

32 64 Medium Quick

> 64 Quick



19/41

2.2 Bahan-bahan Penelitian

2.2.1 Tanah Lempung

Beberapa definisi tanah lempung dari beberapa ahli antara lain:

1.Das (1988) mendefinisikan bahwa tanah lempung merupakan tanah

dengan ukuran mikrokronis sampai dengan sub-mikrokronis yang berasal

dari pelapukan unsur-unsur kimiawi penyusun batuan. Tanah lempung

sangat keras dalam keadaan kering dan bersifat plastis pada kadar air

sedang. Pada keadaan air lebih tinggi lempung bersifat lengket (kohesif)

dan sangat lunak.

2.Terzaghi (1987) mendefinisikan bahwa tanah lempung merupakan tanah

dengan ukuran mikrokonis sampai dengan submikrokonis yang berasal

dari pelapukan unsur-unsur kimiawi penyusun batuan. Tanah lempung

sangat keras dalam keadaan kering, dan tak mudahterkelupas hanya

dengan jari tangan. Permeabilitas lempung sangat rendah, bersifat plastis

pada kadar air sedang. Sedangkan pada keadaan air yang lebih tinggi tanah

lempung akan bersifat lengket (kohesif) dan sangat lunak.

3. Bowles (1986) mendefinisikan bahwa tanah lempung sebagai deposit

yang mempunyai partikel yang berukuran kecil atau sama dengan 0,002

mm dalam jumlah lebih dari 50 %.

2.2.2 Struktur Mineral Lempung

Tanah lempung sangat keras dalam kondisi kering dan bersifat plastis pada

kadar air sedang. Namun pada kadar air yang lebih tinggi lempung akan bersifat

lengket (kohesif) dan sangat lunak. Kohesif memiliki pengertian bahwa pada



20/41

keadaan basah tanah memiliki kemampuan gaya tarik-menarik yang besar di

antara partikel-partikel tanahnya sehingga melekat satu sama lain.

Mineral lempung merupakan pelapukan akibat reaksi kimia yang

menghasilkan susunan kelompok partikel berukuran koloid dengan diameter

butiran lebih kecil dari 0,002 mm. H oltz & Kovacs (1981) m e n e r a n g k a n

satuan struktur dasar dari mineral lempung terdiri dari Silica Tetrahedradan

Alumina Oktahedra.

Satuan-satuan dasar tersebut bersatu membentuk struktur lembaran.

Jenis-jenis mineral lempung tergantung dari kombinasi susunan satuan struktur

dasar atau tumpukan lembaran serta macam ikatan antara masing-masing

lembaran.

Silika Tetrahedrapada dasarnya merupakan kombinasi dari satuan

Silika Tetrahedra yang terdiri dari satu atom silicon yang dikelilingi pada

sudutnya oleh empat buah atom Oksigen. Kombinasi dari unit-unit silica

tetrahedra tersebut membentuk lembaran silika (silica sheet).

Sedangkan Aluminium Oktahedra merupakan kombinasi dari satuan

yang terdiri dari satu atom Alumina yang dikelilingi oleh atom Hidroksil pada

keenam sisinya.Kombinasi dari unit-unit alimunium oktahedra membentuk

lembaran gibbsite (gibbsite sheet).

Pada sebuah lembaran silika, setiap atom silikon yang bermuatan positif

dan bervalensi empat daihubungkan dengan empat atom oksigen yang bermuatan

negatif dengan valensi total delapan. Tetapi setiap atom oksigen pada dasar

tetrahedral itu dihubungkan dengan dua atom silikon lainnya. Ini berarti bahwa

atom-atom oksigen disebelah atas dari unit-unit tetrahedra mempunyai kelebihan



21/41

valensi (negatif) sebesar satu dan harus diseimbangkan. 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) ( c )

(d) (e)

Gambar 2.9. Struktur Atom Mineral Lempung( a ) silica tetrahedra; ( b ) silica sheet;

( c ) aluminium oktahedra; ( d ) lembaran oktahedra (gibbsite) ;( e ) lembaran silika - gibbsite ( Das, 1994)

Jika ditinjau dari mineraloginya, 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).



22/41

a. Kaolinite.

Merupakan bagian dasar dari struktur ini adalah lembaran tunggal silika

tetrahedralyang digabung dengan satu lembaran alumina oktahedran (gibbsite)

membentuk satu unit dasar dengan tebal kira-kira 7,2 (1 =10-10 m) seperti

yang terlihat pada Gambar 2.9. hubungan antar unit dasar ditentukan oleh ikatan

hidrogen dan gaya bervalensi sekunder. Mineral kaolinite berwujud seperti

lempengan-lempengan tipis, masing-masing dengan diameter 1000 sampai

20000 dan ketebalan dari 100 sampai 1000 dengan luasan spesifik per unit

massa 15 m2/gr.

Gambar 2.10. Struktur Kaolinite( Das, 1988)

b. Montmorillonite disebut juga 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 Al2O3 diantara dua lempeng SiO2. Karena struktur

inilah Montmorillonite dapat mengembang dan mengkerut menurut sumbu C dan

mempunyai daya adsorbsi air dan kation lebih tinggi. Tebal satuan unit adalah

9,6 (0,96m), seperti ditunjukkan Gambar 2.10 dibaw ah ini sebagaimana



23/41

dikutip (Das, 1988). Hubungan antara satuan unit diikat oleh ikatan gaya Van der

Walls, diantara ujung-ujung atas dari lembaran silika itu sangat lemah, maka

lapisan air (n.H2O) dengan kation yang dapat bertukar dengan mudah menyusup

dan memperlemah ikatan antar satuan susunan kristal mengakibatkan antar

lapisan terpisah. Ukuran unit massa sangat besar, dapat menyerap air dengan

sangat kuat, mudah mengalami proses pengembangan.

Gambar 2.11. StrukturMontmorillonite

( Das, 1994)c. Illite.Mineral illite mempunyai hubungan dengan mika biasa, sehingga

dinamakan pula hidrat-mika. Illite memiliki formasi struktur satuan kristal, tebal

dan komposisi yang hampir sama dengan montmorillonite. Perbedaannya ada

pada :

Pengikatan antar unit kristal terdapat pada kalium (K) yang berfungsi sebagai

penyeimbang muatan, sekaligus sebagai pengikat.

Terdapat 20 % pergantian silikon (Si) oleh aluminium (Al) pada lempeng

tetrahedral.

Struktur mineralnya tidak mengembang sebagaimana montmorillonite

Gambar satuan unit illite seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.11 berikut ini.



24/41

Gambar 2.12. StrukturIllite ( Das, 1994)

Substitusi dari kation-kation yang berbeda pada lembaran oktahedral akan

mengakibatkan mineral lempung yang berbeda pula. Apabila ion-ion yang

disubstitusikan mempunyai ukuran yang sama disebut ishomorphous. Bila sebuah

anion dari lembaran oktahedral adalah hydroxildan dua per tiga posisi kation diisi

oleh aluminium maka mineral tersebut disebut gibbsite dan bila magnesium

disubstitusikan kedalam lembaran aluminiumdan mengisi seluruh posisi kation,

maka mineral tersebut disebut brucite.

2.2.3 Interaksi Air dan Mineral dalam Fenomena Tanah Lempung

Tanah lempung mengandung muatan elektro negatif pada permukaannya.

Muatan elektro negatif ini mengakibatkan kemungkinan terjadinya reaksi

pertukaran kation., yang mana muatan ini merupakan hasil satu atau lebih dari

beberapa reaksi yang berbeda.

Pada mineral lempung yang kering, muatan negatif yang terdapat

di permukaannya dinetralkan oleh kation-kation lain yang mengelilingi

partikel tersebut secara exchange able cation akibat adanya perbedaan kekuatan

muatan dan gaya tarik- menarik elektrostatik Van der Waals. Akibat

kemungkinan adanya perbedaan kekuatan muatan di sekeliling kation tersebut



25/41

dapat saling mendesak dan bertukar posisi.

Kemampuan dari kation-kation tersebut untuk mendesak dapat dilihat dari

besarnya potensi mendesak sesuai urutan berikut:

Al3+>Ca2+>Mg2+NH4+>K+>H+>Na+Li+

Dari reaksi di atas disimpulkan Kation Li+ tidak dapat mendesak kation lain

yang berada dikirinya.

Molekul air merupakan molekul dipolar karena atom Hidrogen tidak

tersusun simetris disekitar atom oksigen, melainkan membentuk sudut ikatan

105o akibatnya molekul-molekul air berperilaku seperti batang-batang kecil

yang mempunyai muatan positif disatu sisi dan muatan negatif disisi lain.Sifat

dipolar tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.13.

Gambar 2.13 Sifat Dipolar Molekul Air (Das, 1994)

Interaksi antara molekul-molekul air dengan partikel lempung dapat

melalui tiga proses yaitu :

1. Kutub positif molekul dipolar air akan saling menarik dengan muatan

negatif permukaan partikel lempung.

2. Molekul air diikat oleh partikel lempung melalui ikatan Hidrogen

(Hidrogen air ditarik oksigen atau hidroksil lain yang ada pada

permukaan partikel lempung).



26/41

Proses ketiga, penarikan molekul air oleh muatan negatif permukaan empung

secara berantai melalui kation yang mengapung dalam larutan air. Faktor paling

dominan adalah proses ikatan hidrogen.

Jumlah molekul air yang berinteraksi dengan permukaan lempung akan

sangat dipengaruhi oleh jenis mineral yang ada yaitu pada nilai luasan permukaan

spesifiknya (specific surface). Besarnya molekul air yang ditarik untuk

membentuk lapisan Rangkap (Diffuse Double Layer). dipengaruhi oleh luas

permukaan lempung. Kemampuan mineral lempung menarik molekul air atau

menunjukkan kapasitas perilaku plastis tanah lempung, terlihat pada Gambar

2.14.

Gambar 2.14 Interaksi molekul air dengan partikel lempung(Das, 1994)

2.2.4 Semen

Semen berasal dari bahasa latin cementum, dimana kata ini mula-mula

dipakai oleh bangsa Roma yang berarti bahan atau ramuan pengikat. Dengan kata

lain semen dapat didefinisikan adalah suatu bahan perekat yang berbentuk serbuk

halus, bila ditambahkan air akan terjadi reaksi hidrasi sehingga dapat mengeras

dan digunakan sebagai pengikat (mineral glue).



27/41

Pada mulanya semen digunakan orang-orang Mesir Kuno untuk

membangun piramida yaitu sejak abad ke-5 dimana batu batanya satu sama lain

terikat kuat dan tahan terhadap cuaca selama berabad-abad. Bahan pengikat ini

ditemukan sejak manusia mengenal api karena mereka membuat api di gua-gua

dan bila api kena atap gua maka akan rontok berbentuk serbuk. Serbuk ini bila

kena hujan menjadi keras dan mengikat batu-batuan disekitarnya dan dikenal

orang sebagai batu masonry.

2.2.4.1 Bahan-bahan Pembuatan Semen

Bahan mentah yang digunakan dalam pembuatan semen adalah batu

kapur, pasir silica, tanah liat dan pasir besi. Total kebutuhan bahan mentah yang

digunakan untuk memproduksi semen yaitu :

1. Batu Kapur digunakan 81 %

Batu kapur merupakan sumber utama oksida yang mempunyai rumus

CaCO3 (Calcium Carbonat). Pada umumnya tercampur MgCO3 dan

MgSO4. Batu kapur yang baik dalam pengunaaan pembuatan semen

memiliki kadar air 5 %.

2. Pasir Silika digunakan 9 %

Pasir Silika memiliki rumus SiO2(Silicon Dioksida). Pada umumnya pasir

silika terdapat bersama oksida logam lainnya, semakin murni kadar SiO2

maka semakin berwarna merah atau coklat, disamping itu semakin mudah

menggumpal karena kadar airnya tinggi. Pasir silika yang baik untuk

pembuatan semen adalah dengan kadar SiO2 90%.



28/41

3. Tanah Liat digunakan sebanyak 9%

Rumus kimia tanah liat yang digunakan pada produksi semen adalah

SiO2Al2O3.2H2O . Tanah liat yang baik untuk digunakan memiliki kadar

air 20%, kadar air SiO2tidak terlalu tinggi 46%.

4. Pasir besi digunakan sebanyak 1%

Pasir besi memiliki rumus kimia Fe2O3 (Ferri Oksida) yang pada

umumnya selalu tercampur dengan SiO2dan TiO2sebagai impuritiesnya.

Fe2O3berfungsi sebagai penghantar panas dalam proses pembuatan terak

semen. Kadar yang baik dalam pembuatan semen yaitu Fe2O375% - 80%

. Pada penggilingan akhir digunakan gypsum sebanyak 3 % - 5 % total

pembuatan semen.

2.2.4.2 Jenis-jenis 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.



29/41

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% SO3.

b. Tipe II (Moderate Heat Portland Cement)

Semen Portlandtipe 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% SiO2, 6% Al2O3, 6% Fe2O3, 6%MgO , dan 8% C3A.

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 C3S 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 Al2O3, 6% Fe2O3, 35% C3S,

6% MgO, 40% C2S dan 15% C3A.

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 Cementini memiliki kandungan C3S dan



30/41

C3A lebih rendah sehingga kalor yang dilepas lebih rendah. Semen ini tersusun

dari 6,5% MgO, 2,3% SO3, dan 7% C3A.

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% SO2dan 5% C3A.

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



31/41

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.

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.



32/41

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 CaSO4.

9. Semen Slag (Slag Cement)

Semen slag ini dikenal 2 macam tipe, yaitu :

Eisen Portland Cement

Semen yang dihasilkan dari penggilingan campuran 60% terak Portlanddan

40% butir-butir slag tanur tinggi.

High Often Cement

Semen yang dihasilkan dari penggilingan campuran yang mengandung 15% -

19% terak Portland Cement dan 41% - 85 % butir-butir slag dengan

penambahan CaSO4.

2.2.5 Abu Sekam Padi

Padi merupakan produk utama pertanian di negara agraris termasuk

Indonesia, hal ini disebabkan oleh kenyataan bahwa beras merupakan hasil olahan

dari padi yang merupakan bahan makanan pokok. Tumbuhan padi adalah

tumbuhan yang tergolong tanaman air, namun sebagai tanaman air bukan berarti

tanaman padi itu hanya bisa tumbuh di tanah yang terus - menerus digenangi air,

baik penggenangan itu terjadi secara alamiah, ditanah rawa-rawa, maupun

penggenangan itu disengaja pada tanah-tanah .



33/41

Sekam padi adalah bagian terluar dari butir padi yang merupakan hasil

samping saat proses penggilingan padi dilakukan. Sekitar 20% dari bobot padi

adalah sekam padi dan kurang lebih 15% dari komposisi sekam padi adalah abu

sekam yang selalu dihasilkan setiap kali sekam dibakar (Hara, 1986).

Sekam padi merupakan lapisan keras yang meliputi kariopsis yang terdiri

dari dua bentuk daun yaitu sekam kelopak dan sekam mahkota, dimana pada

proses penggilingan padi, sekam akan terpisah dari butir beras dan menjadi bahan

sisa atau limbah penggilingan. Dari penggilingan padi akan menghasilkan sekitar

25% sekam, 8% dedak, 2% bekatul dan 65% beras. Sekam tersusun dari jaringan

serat-serat selulosa yang mengandung banyak silika dalam bentuk serabut-serabut

yang sangat keras.

Sekam padi menduduki 7% dari produksi total padi yang biasanya hanya

ditimbun dekat penggilingan padi sebagai limbah sehingga mencemari

lingkungan, kadang-kadang juga dibakar. Sekam padi juga dapat digunakan

sebagai pupuk, bahan tambahan untuk media tumbuh tanaman sayuran secara

hidroponik. Hasil analisis sekam padi dapat dilihat pada Tabel 2.6.

Tabel 2.6 Hasil Analisis Sekam Padi (Houston, 1972)

Kandungan Air 9,02 %

Protein Kasar 3,27 %

Lemak 1,18 %

Karbohidrat 33,71 %

Serat Kasar 35,68 %

Abu 17,71 %



34/41

Sekam padi tidak dapat digunakan sebagai material pengganti tanpa

mengalami proses pembakaran. Dua faktor yang perlu diperhatikan pada proses

pembakaran yaitu kadar abu dan unsur kimia dalam abu. Kadar abu menjadi

penting sebab hal ini menunjukkan atau menentukan berapa jumlah sekam yang

harus dibakar agar menghasilkan abu sesuai kebutuhan.

2.2.6 Komposisi Kimia Abu Sekam padi

Selama proses pembakaran sekam padi menjadi abu mengakibatkan

hilangnya zat-zat organik yang lain dan menyisakan zat-zat yang mengandung

silika. Pada proses pembakaran akibat panas yang terjadi akan menghasilkan

perubahan struktur silika yang berpengaruh pada dua hal yaitu tingkat aktivitas

pozolan dan kehalusan butiran abu.

Secara umum faktor suhu, waktu dan lingkungan pembakaran harus

dipertimbangkan dalam proses pembakaran sekam padi untuk menghasilkan abu

yang mempunyai tingkat reaktivitas maksimal. Secara tipikal komposisi kimia

abu sekam padi meliputi SiO2, K2O, Fe2O3, CaO, MgO, Cl, P2O5, Na2O3, SO3dan

sedikit unsur lainnya.Komposisi kimia dari abu sekam padi dapat dilihat pada

Tabel 2.7.



35/41

Tabel 2.7 Komposisi Kimiawi Abu Sekam Padi (Houston, 1972)

2.3 Stabilisasi Tanah

Stabilisasi tanah adalah usaha untuk memperbaiki daya dukung (mutu)

tanah yang tidak baik dan meningkatkan daya dukung (mutu) tanah yang sudah

tergolong baik. Tujuan dari stabilisasi tanah adalah untuk meningkatkan

kemampuan daya dukung tanah dalam menahan beban serta untuk meningkatkan

kestabilan tanah.

Usaha stabilisasi tanah dapat dilakukan dengan pemadatan, mencampur

dengan tanah lain, serta menambahkan bahan pencampur kimiawi. Stabilisator

yang sering digunakan yakni semen, kapur, abu sekam padi, abu cangkak sawit,

abu ampas tebu,fly ash, bitumen dan bahan-bahan lainnya.

Komponen % Berat

SiO2

K2O

Na2O

CaO

MgO

Fe2O3

P2O5

SO3

Cl

86,90 97,30

0,58 2,50

0,00 1,75

0,20 1,50

0,12 1,96

0,00 0,54

0,20 2,84

0,10 1,13

0,00 0,42



36/41

Kelebihan stabilisasi dengan menggunakan bahan tambahan (admixtures)

adalah sebagai berikut :

a.

Meningkatkan kekuatan tanah

b. Mengurangi deformasi

c. Menjaga stabilitas volume

d. Mengurangi permeabilitas

e. Meningkatkan durabilitas

Penelitian ini menggunakan bahan stabilisator berupa Semen Portland dan

abu sekam padi.

2.3.1 Stabilisasi Tanah dengan Semen

Stabilisasi tanah dengan semen diartikan sebagai pencampuran antara

tanah yang telah dihancurkan, semen dan air, yang kemudian dipadatkan sehingga

menghasilkan suatu material baru disebut Tanah Semen dimana kekuatan,

diharapkan dapat sesuai dengan keb utuhan, baik untuk perkerasan jalan, pondasi

bangunan dan jalan, aliran sungai dan lain-lain

Semen banyak digunakan untuk stabilisasi tanah di berbagai Negara.

Adanya air, kalsium silikat, aluminat pada semen akan membentuk senyawa

hidrat yang akan menghasilkan susunan/ ikatan yang kuat dan keras yang

menyelimuti dan mengikat material yang dicampur.

Alasan lain pemakaian semen adalah semen merupakan bahan yang

terbilang relatif murah dan mudah didapatkan. Berbagai penelitian dan pekerjaan

di lapangan menunjukkan bahwa hampir terhadap semua jenis tanah dapat



37/41

distabilisasi dengan semen , kecuali pada tanah dengan kadar organik tinggi dan

berplastisitas sangat tinggi.

Penggunaan kadar semen 2% dari berat kering tanah sudah dapat

menghasilkan perubahan sifat tanahnya, sedangkan penggunaan semen lebih dari

2 % dapat menghasilkan perubahan sifat tanah yang sangat signifikan. Disisi lain

semen juga mempunyai kekurangan seperti rentan terhadap keretakan pada suhu

yang tinggi, getas dan korosif. Selain itu, produksi semen menghasilkan emisi

karbon yang sangat tinggi sehingga produksi semen tidak ramah

lingkungan.Untuk mengatasi kelemahan dan memanfaatkan kelebihan semen,

diperlukan bahan campuran alternatif sebagai pengganti semen.

2.3.2 Proses Kimia pada Stabilisasi Tanah dengan Semen

Tahapan proses kimia pada stabilisasi tanah menggunakan semen adalah

sebagai berikut:

Absorbsi air dan reaksi pertukaran ion;

Partikel semen yang kering tersusun secara heterogen dan berisi

kristal-kristal 3CaO.SiO2, 4CaO.SiO4, 3CaO.Al2O3 dan bahan-bahan yang

pada berupa 4CaO.Al2O3Fe2O3. Bila semen ditambahkan pada tanah, ion

kalsium Ca+++ dilepaskan melalui hidrolisa dan pertukaran ion berlanjut pada

permukaan partikel-partikel lempung. Dengan reaksi ini partikel-partikel

lempung menggumpal sehingga mengakibatkan konsistensinya tanah menjadi

lebih baik.

Reaksi pembentukan kalsium silikat

Dari reaksi-reaksi kimia yang berlangsung diatas, maka reaksi utama



38/41

yang berkaitan dengan kekuatan adalah hidrasi dari A-lite (3CaO.SiO2) dan B-

lite (2CaO.SiO2) terdiri dari kalsium silikat dan melalui hidrasi tadi hidrat-hidrat

seperti kalsium silikat dan aluminat terbentuk. Senyawa-senyawa ini berperan

dalam pembentukan atau pengerasan.

Reaksi pozzolan

Kalsium hidroksida yang dihasilkan pada waktu hidrasi akan membentuk

reaksi dengan tanah (reaksi pozzolan) yang bersifat memperkuat ikatan antara

partikel, karena ia berfungsi sebagai binder (pengikat).

2.4 Stabilisasi dengan Semen dan Abu Sekam Padi

Semen banyak digunakan untuk stabilisasi tanah di berbagai Negara.

Adanya air, kalsium silikat, aluminat pada semen akan membentuk senyawa

hidrat yang akan menghasilkan susunan/ ikatan yang kuat dan keras yang

menyelimuti dan mengikat material yang dicampur.

Alasan lain pemakaian semen adalah semen merupakan bahan yang

terbilang relatif murah dan mudah didapatkan. Berbagai penelitian dan pekerjaan

di lapangan menunjukkan bahwa hampir terhadap semua jenis tanah dapat

distabilisasi dengan semen , kecuali pada tanah dengan kadar organik tinggi dan

berplastisitas sangat tinggi.

Penggunaan kadar semen 2% dari berat kering tanah sudah dapat


2 % dapat menghasilkan perubahan sifat tanah yang sangat signifikan.Selain itu,

stabilisasi tanah dengan menggunakan semen sudah sangat biasa dipakai dalam

proses stabilisasi (Bowles, 1993).



39/41

Abu sekam padi merupakan bahan hasil sampingan produk pertanian,

sekam yang dibakar mempunyai sifat pozzolan yang mengandung unsur silikat

yang tinggi. Secara visual abu sekam padi yang digunakan dalam penelitian ini

adalah berwarna abu-abu (grey colour-ash).

Abu sekam padi merupakan bahan hasil sampingan produk pertanian yang

cukup melimpah keberadaannya dan kurang termanfaatkan dengan baikAbu

sekam padi mempunyai sifatpozzolanyang mengandung unsur silikat yang tinggi

dan sangat reaktif. Dengan sendirinya abu sekam padi akan bereaksi secara kimia

dengan tanah yang lembab membentuk tanah yang tersementasi dan akan

meningkatkan daya dukung tanah. . Sehingga abu sekam padi dapat dimanfaatkan

sebagai bahan alternatif pengganti semen.

Penggunaan abu sekam padi sebagai bahan stabilisasi pada tanah lempung

dimungkinkan karena material ini banyak mengandung unsur silikat (SiO2) dan

aluminat (Al2O3), sehingga dikategorikan sebagai pozzolan.

2.5 Penelitian yang pernah dilakukan

Penggunaan abu sekam padi sebagai stabilisator dalam upaya peningkatan

daya dukung tanah merupakan bidang penelitian yang aktif . Banyak faktor yang

mempengaruhi proses stabilisasi semen dengan abu sekam padi yaitu kadar

semen, kadar air tanah, kadar abu sekam padi, sifat kimiawi tanah dan kandungan

kimiawi abu sekam padi serta masa peramnya.

Untuk kadar semen yang dipakai dalam peneltian ini adalah sebesar 2 %,

didasarkan dari penggunaan kadar semen 2% dari berat kering tanah sudah dapat




40/41

2 % dapat menghasilkan perubahan sifat tanah yang sangat signifikan.Sedangkan

variasi kadar abu sekam padi untuk penelitian ini,terlebih dahulu perlu dilakukan

beberapa kajian pustaka :

Basha et al (2005) meneliti pengaruh campuran semen dan sekam padi terhadap

pemadatan, kekuatan dan difraksi sinar-X dari tanah residu. Mereka mendapatkan

bahwa semen dan abu sekam padi mengurangi plastisitas tanah, mengurangi

kepadatan kering maksimum dan meningkatkan kadar air optimum. Mereka

menemukan bahwa kandungan semen dan abu sekam padi yang optimal adalah

semen 6-8% dan 10-15% abu sekam padi.

Alhassan dan Mustapha (2007) meneliti tentang pengaruh dari campuran semen

dan abu sekam padi terhadap tanah laterit dikumpulkan dari daerah Maikunkele

(Minna, Nigeria). Tanah tersebut yang diklasifikasikan sebagai A-7-6 pada

klasifikasi AASHTO, distabilkan dengan campuran semen dan abu sekam padi

sebesar 2-8% dari berat kering tanah. Dari hasil pengujian CBR (Califiornia

Bearing Ratio) dan tekan satu sumbu (Unconfined Compression Test) diperoleh

bahwa kandungan optimal abu sekam padi untuk campuran (abu sekam padi dan

semen) adalah sebesar 4-6 %.

Dari studi daftar pustaka di atas, peneliti memilih variasi campuran abu sekam

padi dan semen sebagai berikut 2%(PC)+3%(AS) , 2%(PC)+4%(AS),

2%(PC)+5%(AS), 2%(PC)+6%(AS) , 2%(PC)+7%(AS), 2%(PC)+8%(AS),

2%(PC)+9%(AS) , 2%(PC)+10%(AS), 2%(PC)+11%(AS), 2%(PC)+12%(AS) ,

2%(PC)+13%(AS), 2%(PC)+14%(AS), 2%(PC)+15%(AS). Pengujian daya

dukung tanah dilakukan dengan uji kuat tekan bebas (Unconfined Compression

Test).



41/41

Selain tinjauan pustaka di atas,pelaksanaan pengujian kuat tekan bebas

tanah lempung dengan bahan stabilisasi yang berbeda dan variasi campuran yang

berbeda juga dilakukan secara bersinergi dengan tujuan untuk mencari bahan

stabilisator mana yang menghasilkan kekuatan geser yang lebih baik dan unggul.

Pengujian tersebut dilakukan dengan menggunakan bahan stabilisator

berupa campuran semen - abu ampas tebu, serta campuran semen - abu cangkang

sawit., yang mana hasilnya akan dibahas pada Bab V.

chapter ii - berat jenis tanah

Documents