II. Tinjauan Pustaka
A. Pengertian Tanah
Tanah adalah hasil pengalihragaman bahan mineral dan organik yang berlangsung di muka daratan bumi di bawah pengaruh faktor-faktor lingkungan yang bekerja selama waktu yang sangat panjang, dan mewujud sebagai suatu tubuh dengan organisasi dan morfologi tertakrifkan (Schroeder,1984). Selain itu tanah dalam arti lain yaitu semua bahan,organik,dan anorganik,yang ada di atas lapisan batuan tetap (I.S Dunn dkk,1992).
B. Klasifikasi Tanah
Sistem klasifikasi tanah adalah suatu sistem pengaturan beberapa jenis tanah yang berbeda-beda tapi mempunyai sifat yang serupa ke dalam kelompok-kelompok dan sub kelompok-sub kelompok berdasarkan pemakaiannya.(Das, 1995).
Sistem klasifikasi tanah memberikan bahasa yang mudah untuk menjelaskan secara singkat sifat-sifat tanah yang bervariasi tanpa penjelasan yang terperinci.
Klasifikasi tanah juga berfungsi untuk study yang lebih terperinci mengenai keadaan tanah tersebut serta kebutuhan akan pengujian untuk menentukan sifat teknis seperti karakteristik pemadatan, kekuatan tanah, berat isi, dan sebagainya (Bowles, 1989).
Adapun sistem klasifikasi tanah tersebut sebagai berikut :
1. Klasifikasi tanah berdasarkan Unified system
Sistem klasifikasi tanah ini yang paling banyak dipakai untuk pekerjaan teknik pondasi seperti untuk bendungan, bangunan dan konstruksi yang sejenis. Sistem ini biasa digunakan untuk desain lapangan udara dan untuk spesifikasi pekerjaan tanah untuk jalan. Klasifikasi berdasarkan Unified system (Das. Braja. M, 1988), tanah dikelompokkan menjadi :
ayakan no. 200. Simbol dari kelompok ini dimulai dengan huruf awal G atau S. G adalah untuk kerikil (gravel) dan S untuk pasir (sand) atau tanah berpasir.
2. Tanah berbutir halus (fine-grained-soil) yaitu tanah dimana lebih dari 50% berat total contoh tanah lolos ayakan no. 200. Simbol dari kelompok ini dimulai dengan huruf awal M untuk lanau (silt) anorganik, C untuk lempung (cly) 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.
Tabel 1. Klasifikasi Tanah Berdasarkan Sistem Unified
Divisi Utama Simbol Nama Umum Kriteria Klasifikasi
Ta na h be rb ut ir k as ar ≥ 50 % bu tir an te rt ah an sari n g an N o . 2 0 0 K er ik il 5 0% ≥ fr ak si k asar te rt ah an sari n g an N o . 4 K er ik il b er si h (h an y a k er ik il
) GW
Kerikil bergradasi-baik dan campuran kerikil-pasir, sedikit atau sama sekali tidak mengandung butiran halus
K la si fi k asi b er d as ar k an p ro se n ta se b u ti ra n h al u s ; K u ra n g d ar i 5 % lo lo s sari n g an n o .2 0 0 : G M , G P , S W , S P . L eb ih d ar i 1 2 % l o lo s s ar in g an n o .2 0 0 : G M , G C , S M , S C . 5 % 1 2 % l o lo s sari n g an N o .2 0 0 : B at as an k la si fi k as i y an g mem p u n y ai s im b o l d o b el
Cu = D60 > 4
D10
Cc = (D30)2 Antara 1 dan 3
D10 x D60
GP
Kerikil bergradasi-buruk dan campuran kerikil-pasir, sedikit atau sama sekali tidak mengandung butiran halus
Tidak memenuhi kedua kriteria untuk GW K er ik il d en g an B u ti ra n h al u s
GM Kerikil berlanau, campuran
kerikil-pasir-lanau
Batas-batas
Atterberg di bawah garis A atau PI < 4
Bila batas
Atterberg berada didaerah arsir dari diagram plastisitas, maka dipakai dobel simbol
GC Kerikil berlempung, campuran
kerikil-pasir-lempung
Batas-batas
Atterberg di bawah garis A atau PI > 7
Pa si r≥ 5 0% f ra ks i k as ar lo lo s sari n g an N o . 4 P asi r b er si h ( h an y a p as ir ) SW
Pasir bergradasi-baik , pasir berkerikil, sedikit atau sama sekali tidak mengandung butiran halus
Cu = D60 > 6
D10
Cc = (D30)2 Antara 1 dan 3
D10 x D60
SP
Pasir bergradasi-buruk, pasir berkerikil, sedikit atau sama sekali tidak mengandung butiran halus
Tidak memenuhi kedua kriteria untuk SW P asi r d en g an b u ti ra n h al u s
SM Pasir berlanau, campuran
pasir-lanau
Batas-batas
Atterberg di bawah garis A atau PI < 4
Bila batas
Atterberg berada didaerah arsir dari diagram plastisitas, maka dipakai dobel simbol
SC Pasir berlempung, campuran
pasir-lempung
Batas-batas
Atterberg di bawah garis A atau PI > 7
Ta n ah b er b u ti r h al u s 5 0 % at au l eb ih l o lo s ay ak an N o . 2 0 0 La na u da n le m pu ng b at as ca ir ≤ 5
0% ML Lanau anorganik, pasir halus sekali, serbuk batuan, pasir halus
berlanau atau berlempung
Diagram Plastisitas:
Untuk mengklasifikasi kadar butiran halus yang terkandung dalam tanah berbutir halus dan kasar. Batas Atterberg yang termasuk dalam daerah yang di arsir berarti batasan klasifikasinya menggunakan dua simbol.
60
50 CH
40 CL
30 Garis A
CL-ML
20
4 ML ML atau OH
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Batas Cair LL (%)
Garis A : PI = 0.73 (LL-20) CL
Lempung anorganik dengan plastisitas rendah sampai dengan sedang lempung berkerikil, lempung berpasir, lempung berlanau, lempung “kurus” (lean clays)
OL
Lanau-organik dan lempung berlanau organik dengan plastisitas rendah La na u da n le m pu ng b at as ca ir ≥ 5 0% MH
Lanau anorganik atau pasir halus diatomae, atau lanau diatomae, lanau yang elastis
CH
Lempung anorganik dengan plastisitas tinggi, lempung “gemuk” (fat clays)
OH
Lempung organik dengan plastisitas sedang sampai dengan tinggi
Tanah-tanah dengan kandungan organik sangat tinggi
PT
Peat (gambut), muck, dan tanah-tanah lain dengan kandungan organik tinggi
Manual untuk identifikasi secara visual dapat dilihat di ASTM Designation D-2488
C. Tanah Lempung
1. Definisi Tanah Lempung
Tanah lempung merupakan tanah yang berukuran mikroskopis sampai dengan sub mikroskopis yang berasal dari pelapukan unsur-unsur kimiawi penyusun batuan, tanah lempung sangat keras dalam keadaan kering dan bersifat plastis pada kadar air sedang. Pada kadar air lebih tinggi lempung bersifat lengket (kohesif) dan s angat lunak (Das, 1995).
Warna tanah pada tanah lempung tidak dipengaruhi oleh unsur kimia yang terkandung di dalamnya, karena tidak adanya perbedaan yang dominan dimana kesemuanya hanya dipengaruhi oleh unsur Natrium saja yang paling mendominasi. Semakin tinggi plastisitas, grafik yang dihasilkan pada masing-masing unsur kimia belum tentu sama. Hal ini disebabkan karena unsur-unsur warna tanah dipengaruhi oleh nilai Liquid Limit (LL) yang berbeda-beda (Marindo, 2005 dalam Afryana, 2009).
1. Jenis Mineral Lempung
a. Kaolinite
merupakan anggota kelompok kaolinite serpentin, yaitu hidrus alumino silikat dengan rumus kimia Al2 Si2O5(OH)4. Kekokohan
sifat struktur dari partikel kaolinite menyebabkan sifat-sifat plastisitas dan daya pengembangan atau menyusut kaolinite menjadi rendah.
b. Illite
Illite adalah mineral bermika yang sering dikenal sebagai mika tanha dan merupakan mika yang berukuran lempung. Istilah illite dipakai untuk tanah berbutir halus, sedangkan tanah berbutir kasar disebut mika hidrus. Rumus kimia illite adalah KyAl2(Fe2Mg2Mg3)
c. Montmorilonite
Mineral ini memiliki potensi plastisitas dan mengembang atau menyusut yang tinggi sehingga bersifat plastis pada keadaan basah dan keras pada keadaan kering. Rumus kimia montmorilonite adalah Al2Mg(Si4O10)(OH)2 xH2O.
d. Vermiculite
e. Attapulgite
koloid aktif adalah magnesium alumunium silikat alamiah yang telah dimurnikan dan diaktifkan dengan cara pemanasan untuk meningkatkan kemampuan adsorpsinya. Berupa serbuk sangat halus, mempunyai pH antara 7,0-9,5.
2. Sifat Tanah Lempung
Tanah lempung lunak mempunyai karakteristik yang khusus diantaranya daya dukung yang rendah, kemampatan yang tinggi, indeks plastisitas yang tinggi, kadar air yang relatif tinggi, dan mempunyai gaya geser yang kecil. Kondisi tanah seperti itu akan menimbulkan masalah jika dibangun konstruksi di atasnya.
Tanah lempung adalah tanah yang mempunyai partikel mineral tertentu yang menghasilkan sifat-sifat plastis pada tanah bila dicampur air dan dalam keadaan kering akan menjadi keras, sedangkan bila
dibakar akan menjadi padat dan kuat (Grim, 1953 dalam Darmady,
2009).
Tanah lempung (liat) mempunyai sifat – sifat fisis dan kimia yang penting, antara lain : ( Daryanto, 1994)
a. Plastisitas
Plastisitas berfungsi sebagai pengikat dalam proses pembentukan sehingga batu bata yang dibentuk tidak mengalami keretakan atau berubah bentuk. Tanah liat dengan plastisitas yang tinggi juga akan sukar dibentuk sehingga perlu ditambahkan bahan bahan yang lain.
b. Kemampuan bentuk
Tanah liat yang digunakan untuk membuat keramik, batu bata dan genteng harus memiliki kemampuan bentuk agar dapat berdiri tanpa mengalami perubahan bentuk baik pada waktu proses maupun setelah pembentukan. Tanah liat dikatakan memiliki daya kerja apabila mempunyai plastisitas dan kemampuan bentuk yang baik sehingga mudah dibentuk dan tetap mempertahankan bentuknya.
c. Daya Suspensi
d. Penyusutan
Tanah liat untuk mengalami dua kali penyusutan, yakni susut kering (stelah mengalami proses pengeringan) dan susut bakar (setelah mengalami proses pembakaran). Penyusutan terjadi karena menguapnya air selaput pada permukaan dan air pembentuk atau air mekanis sehingga butiran – butiran tanah liat menjadi rapat. Pada dasarnya susut bakar dapat dianggap sebagai susut keseluruhan dari tanah liat sejak dibentuk, dikeringkan sampai sibakar. Persentase penyusutan yang dipersyaratkan untuk jenis tanah liat earthenware sebaiknya antara 10% - 15%.
Tanah liat yang terlalu plastis pada umumnya memiliki persentase penyusutan lebih dari 15% sehingga mengalami resiko retak/pecah yang tinggi. Untuk mengatasinya dapat ditambahkan pasir halus.
e. Suhu bakar
f. Warna Bakar
Warna bakar tanah liat dipengaruhi oleh zat/bahan yang terikat secara kimiawi pada kandungan tanah. Warna pada tanah liat disebabkan oleh zat yang mengotorinya, warna abu – abu sampai hitam mengandung zat arang dan sisa – sisa tumbuhan, warna merah disebabkan oleh oksida besi (Fe).Perubahan warna batu bata merah dari keadaan mentah sampai setelah dibakar biasanya sulit dipastikan.
3. Sifat Tanah Lempung Pada Pembakaran
Tanah Lempung yang dibakar akan mengalami perubahan seperti berikut:
1 Pada temperatur ± 150ºC, terjadi penguapan air pembentuk yang ditambahkan dalam tanah lempung pada pembentukan setelah menjadi batu bata mentah.
2 Pada temperatur antara 400ºC - 600ºC, air yang terikat secara kimia dan` zat-zat lain yang terdapat dalam tanah lempung akan menguap.
3 Pada temperatur diatas 800ºC, terjadi perubahan-perubahan Kristal dari tanah lempung dan mulai terbentuk bahan gelas yang akan mengisi pori- pori sehingga batu bata menjadi padat dan keras.
5 Tanah lempung yang mengalami susut kembali disebut susut bakar. Susut bakar diharapkan tidak menimbulkan cacat seperti perubahan bentuk (melengkung), pecah-pecah dan retak. Tanah lempung yang sudah dibakar tidak dapat kembali lagi menjadi tanah lempung atau liat oleh pengaruh udara maupun air.
D. Abu Sekam Padi
Sekam padi merupakan salah satu limbah dari produk pertanian. Sekam padi atau kulit padi adalah bagian terluar dari butir padi yang menjadi hasil sampingan saaat proses penggilingan padi dilakukan sekitar 20 % dari bobot padi adalah sekam padi dan kurang lebih 15 % dari komposisi sekam adalah abu sekam padi yang dihasilkan saat sekam tersebut dibakar. Sekam padi mengandung abu yang mempunyai kandungan silica yang tinggi dan selulosa yang menghasilkan karbon ketika terdekomposisi secara termal.
Abu sekam padi adalah hasil sisa dari pembakaran sekam padi, Abu sekam padi
merupakan salah satu bahan yang potensial digunakan di Indonesia karena
produksi pertanian yang tinggi dan penyebaran yang luas. Untuk menghasilkan
abu sekam padi yang bagus pada saat pembakaran suhu harus terkontrol,
sehingga menghasilkan abu sekam padi yang mengandung silika. Selama proses perubahan sekam padi menjadi abu, pembakaran memghilangkan zat-zat organik dan meninggalkan zat sisa yang kaya akan silika.
silika.Komposisi kimia abu sekam padi adalah SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, Na2O, MgO, K2O, dan H2O.
E. Batu Bata
1. Difinisi Batu Bata
Batu bata merah adalah suatu unsur bangunan yang diperuntukkan pembuatan konstruksi bangunan dan yang dibuat dari tanah dengan atau tanpa campuran bahan-bahan lain, dibakar cukup tinggi, hingga tidak dapat hancur lagi bila direndam dalam air. (NI-10,SII-0021-78)
Batu bata adalah salah satu unsur bangunan dalam pembuatan konstruksi bangunan yang terbuat dari tanah liat ditambah air dengan atau tanpa bahan campuran lain melalui beberapa tahap pengerjaan, seperti menggali, mengolah, mencetak, mengeringkan, membakar pada temperature tinggi hingga matang dan berubah warna, serta akan mengeras seperti batu jika didinginkan hingga tidak dapat hancur lagi bila direndam dalam air. Batu bata merah adalah batu buatan yang terbuat dari suatu bahan yang dibuat oleh manusia supaya mempunyai sifat-sifat seperti batu. Hal tersebut hanya dapat dicapai dengan memanasi (membakar) atau dengan pengerjaan-pengerjaan kimia (Djoko Soejoto, 1954).
unsur bangunan yang diperuntukkan pembuatan kontruksi bangunan dan yang dibuat dari tanah liat atau tanpa campuran bahan-bahan lain, dibakar cukup tinggi hingga tidak dapat hancur lagi apabila direndam dalam air. Menurut Frick (1980), bata merah merupakan hasil industri rumah yang dilakukan oleh rakyat menggunakan bahan-bahan dasar seperti lempung, sekam padi dan air.
Batu bata mempunyai sifat-sifat fisika sebagai berikut (Van Flack, 1992) :
1. Merupakan senyawa logam dan non logam.
2. Senyawa ini mempunyai ikatan ionik dan/atau ikatan kovalen. Adanya ikatan ionik ini menyebabkan bahan keramik mempunyai stabilitas yang relatif tinggi dan tahan terhadap perubahan fisika dan kimia yang ekstrim.
3. Pada umumnya keramik bersifat isolator.
4. Keramik seperti batubata lainnya bersifat isolator karena memiliki elektron bebas yang sedikit bahkan tidak ada. Elektron-elektron ini berbagi dengan atom-atom yang berdekatan membentuk ikatan kovalen atau perpindahan electron valensi dari kation ke anion membentuk ikatan ion.
5. Mempunyai modulus elastisitas yang tinggi.
Keramik umumnya dianggap material yang getas dan tidak ulet. Sebelum dan sesudah perpatahan, deformasi plastis yang dialami mikrostruktur hanya sedikit bahkan tidak ada sama sekali. Kekuatan keramik pada tegangan kompresi sangat baik, sehingga pada perancangan barang-barang keramik diusahakan agar pemakaian gaya bersifat kompresif . Sebaliknya kekuatan tarik keramik tidak menyolok bahkan rendah karena pengaruh cacat permukaan.
2. Setandar Batu Bata
Standarisasi merupakan syarat mutlak dan menjadi suatu acuan penting dari sebuah industri di suatu Negara. Standar ukuran batu bata di Indonesia berdasarkan Y.D.N.I (Yayasan Dana Normalisasi Indonesia) nomor 15-2094-1991 menetapkan suatu ukuran bata merah sebagai berikut :
a. Panjang 240 mm, lebar 115 mm dan tebal 25 mm
b. Panjang 230 mm, lebar 110 mm dan tebal 50 mm
Tabel 2. Kelas modul batu bata SII – 0021 - 78
Modul Tebal (mm) Lebar (mm) Panjang(mm)
M-5a 65 90 190
M-5b 65 140 220
M-6 55 110 220
Sumber dari SII-0021-78
Penyimpangan ukuran maksimum batu bata yang diperbolehkan dalam SII-0021-78, adalah sebagai berikut :
Tabel 3. Daftar Penyimpangan Ukuran Maksimum Batu Bata sesuai dengan SII-0021-78
Kelas Penyimpangan Ukuran Maksimum (mm)
M-5a dan M-5b M-6
Tebal Lebar Panjang Tebal Lebar Panjang
25 50 100 150 200 250
2 2 2 2 2 2
3 3 3 2 2 2
5 5 4 4 4 4
2 2 2 2 2 2
3 3 3 2 2 2
[image:15.595.172.513.410.702.2]Penyimpangan ukuran standar batu bata terbesar yang diperbolehkan dalam SII-0021-78, yaitu 3% untuk panjang maksimum, lebar maksimum 4%, dan tebal maksimum 5%. Sedangkan selisih antara batu bata berukuran maksimum dengan batu bata berukuran minimum yang diperbolehkan, yaitu untuk panjang 10 mm, lebar 5 mm, dan tebal 4 mm. Seiring perkembangan zaman, batu bata yang beredar dipasaran memiliki ukuran yang bervariasi, seperti contohnya batu bata yang mempunyai ukuran 5 cm x 10 cm x 20 cm.
Adapun syarat-syarat batu bata dalam SNI 15-2094-2000 meliputi beberapa aspek seperti :
a. Sifat Tampak
Batu bata harus berbentuk ptisma segi empat panjang, menpunyai rusuk-rusuk yang tajam dan siku, bidang sisanya harus datar, tidak menunjukan retak-retak.
b. Ukuran dan Toleransi
Standar batu bata merah di Indonesia oleh BSN (Badan Standar Nasional) nomor 15-2094-2000 menetapkan suatu ukuran standar untuk batu bata merah sebagai berikut :
Tabel 4 .Ukuran Batu Bata Berdasarkan SNI 15-2094-2000
Modul Tebal (mm) Lebar (mm) Panjang(mm)
M-5a 65±2 90±3 190±4
Modul Tebal (mm) Lebar (mm) Panjang(mm)
M-6a 52±3 110±4 230±4
M-6b 55±3 110±6 230±5
M-6c 70±3 110±6 230±5
M-6d 80±3 110±6 230±5
Sumber : SNI 15-2094-2000 c. Kuat Tekan
[image:17.595.175.479.85.282.2]Besarnya kuat tekan rata-rata dan koevisien variasi yang diijinkan untuk bata merah pasangan dinding sesuai yaitu :
Table 5.Nilai Kuat Tekan
Kelas Kekuatan Tekan Rata-Rata Batu Bata
Kg/cm2 N/mm2
Koefisien Variasi Izin
50 50 5,0 22 % 100 100 10 15 % 150 150 15 15 % Sumber : (SNI 15-2094-2000)
3. Kegunaan dan Keuntungan Batu bata
sipil, seperti gedung, dinding penahan, rumah, dan lain-lain. Penggunaan batu bata memiliki beberapa keuntungan, yaitu :
a. Dapat diproduksi secara massal
b. Dapat diaplikasikan pada pembangunn gedung dengan tanpa memerlukan keahlian khusus.
c. Pada kondisi pembebanan yang normal batu bata dapat digunakan selama masa-masa pelayanan dan batu bata tidak mudah rusak.
d. Batu bata memiliki nilai estetika yang unik terutama jika didesain dengan pola dan warna yang indah.
e. Perbandingan harganya lebih rendah dibanding dengan jenis batu bata konvensional yang lain.
f. Pemasangannya cukup mudah dan biaya perawatannya pun murah.
g. Dengan adanya lubang ditengah membuat proses pembakaran lebih sempurna, dan lebih cepat.
4. Tahapan atau Proses Pembakaran Batu bata
Saat kayu bakar telah menjadi bara menyala, maka bagian dapur atau lubang tempat pembakaran tersebut di tutup dengan lumpur tanah liat. Tujuanya agar panas dan semburan api selalau mengangah dalam tumbukan bata. Proses pembakaran ini memakan waktu 1 hari tergantung jumlah batu bata yang dibakar.
