Gabah yang merupakan hasil dari produksi padi terdiri dari beras 65%, sekam 20%, katul 8%, bagian lainnya yang hilang sebesar 7% (Trisnayani, 2008).
40 Sekam tersusun dari bahan – bahan selulosa 50%, lignin 30%, dan abu 20% yang terdiri ari opline silika yang terdapat pada jaringan sederhana.
Hasil proses pembakaran sekam padi berupa abu sekam padi yang merupakan bahan anorganik yang tidak membusuk oleh proses waktu baik bentuk maupun struktur kimianya. Menurut Cox (1993) dalam Trisnayani (2008), abu sekam padi dibedakan menjadi tiga jenis, hal ini berdasarkan penelitian yang telah dilakukan terlebih dahulu mengenai karakteristik abu sekam padi yaitu :
a. Abu sekam padi berwarna hitam keperakan berbutir kasar b. Abu sekam padi berwarna hitam berbutir halus
c. Abu sekam padi berwarna abu–abu kehitaman, yang cenderung menjadi lebih hitam pada keadaan lembab
LazarodanMoh (1970) dalam Trisnayani (2008), mengadakan penelitian komposisi kimia abu sekam padi dengan hasil seperti yang terlihat pada tabel 2.10.
Tabel 2.10 Komposisi kimia abu sekam padi
No Komposisi Persen (%) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Silikon Dioksida (SiO2) Aluminuim Oksida (Al2O3) Besi Oksida (Fe2O3) Sulfat (SO3)
Kalsium Oksida (CaO) Magnesium Oksida (MgO) Karbondioksida (CO2) Hilang saat pembakaran
88,66 1,48 0,36 0,91 0,75 3,53 0,51 3,80
Abu sekam padi memiliki senyawa (SiO2) yang tinggi sehingga bersifat pozzolanik. Sehingga, seiring dengan bertambahnya waktu, apabila bereaksi dengan senyawa alumia Al2O3 dan CaO yang terkandung dalam tanah lempung akan bertambah keras. Selain itu, unsur Al, Fe, Ca, Mg yang bermuatan positif mampu mengikat tanah lempung yang bermuatan negatif sehingga perbedaan kembang susut menjadi tidak terlalu besar.
41 Menurut hasil percobaan Williams dan Sukpatrapirome (1971) dan Cox dan Hengchaovanish (1973) dalam Trisnayani (2008), berat jenis spesifik dari abu sekam padi adalah antara 2,2 - 2,4.
Pada tahun 1975, Direktorat Penyelidikan Masalah Tanah dan Jalan dalam Trisnayani (2008), telah mengadakan penelitian laboratorium untuk mengetahui sifat–sifat abu sekam padi beserta komposisi kimianya. Berdasarkan penelitian tersebut, abu sekam padi memiliki berat isi rata – rata 0,45 gram/cc dan kadar air 0,5%. Pemeriksaan analisa saringan memberikan susunan butiran rata–rata abu sekam padi seperti yang terlihat pada Tabel 2.11
Tabel 2.11 Analisa saringan
Nomor Saringan Presentase yang Lewat (%) 4 10 20 30 40 60 80 100 200 100 95 86 71 64 45 25 15 6 2.10 Semen
Dalam Mulyono (2003) dijelaskan bahwa semen merupakan hasil industri yang sangat kompleks, dengan campuran serta susunan yang berbeda-beda. 2.10.1 Jenis-jenis Semen
Semen dapat dibedakan menjadi 2 kelompok, yaitu: a. Semen Non-hidrolik
Semen non-hidrolik tidak dapat mengikat dan mengeras di dalam air, akan tetapi dapat mengeras di udara. Contoh utama dari semen hidrolik adalah kapur.
Kapur dihasilkan oleh proses kimia dan mekanis alam. Kapur telah digunakan/ selama berabad-abad lamanya sebagai bahan adukan dan plesteran
42 untuk bangunan. Hal tersebut terlihat pada piramida-piramida di Mesir yang dibangun 4500 tahun sebelum masehi. Kapur digunakan sebagai bahan pengikat selama zaman Romawi dan Yunani. Orang-orang Romawi menggunakan beton untuk membangun Colleseum dan Parthenon, dengan cara mencampur kapur dengan abu gunung yang mereka peroleh didekat Pozzuoli, Italia dan mereka namakan Pozollan.
Pondasi jalan pada zaman Romawi, termasuk jalan Via Appia, merupakan tanah yang distabilkan dengan kapur. Kini kapur digunakan dalam bidang pertanian, industri kimia, industri karet, industri kayu, industrifarmasi, industri baja, industri gula, industri semen.
b. Semen Hidrolik
Semen hidrolik mempunyai kemampuan untuk mengikat dan mengeras di dalam air. Contohnya antara lain:
- Kapur Hidrolik
Sebagian besar (65-75) bahan kapur hidrolik terbuat dari batu gamping, yaitu kalsium karbonat beserta bahan pengikutnya berupa silika, alumina, magnesia dan oksida besi.
- Semen Pozollan
Pozzolan adalah sejenis bahan yang mengandung silisium atau aluminium, yang tidak mempunyai sifat penyemenan. Butirannya halus dan dapat bereaksi dengan kalsium hidroksida pada suhu ruang serta membentuk senyawa-senyawa yang mempunyai sifat semen
Semen pozollan adalah bahan ikat yang mengandung silika amorf, yang apabila dicampur dengan kapur akan membentuk benda padat yang keras. Bahan yang mengandung pozollan adalah teras, semen merah, abu terbang, dan bubukan terak tanur tinggi.
- Semen Terak
Semen Terak adalah semen hidrolik yang sebagian besar terdiri dari suatu campuran seragam serta kuat dari terak kapur tanur tinggi dan kapur tohor.Campuran ini biasanya tidak dibakar.
43 - Semen Alam
Semen Alam dihasilkan melalui pembakaran batu kapur yang mengandung lempung pada suhu lebih rendah dari suhu pengerasan.Hasil pembakaran kemudian di giling menjadi serbuk halus. Kadar silika, alumina dan oksida besi pada serbuk cukup untuk membuatnya bergabung dengan kalsium oksida sehingga membentuk senyawa kalsium silikat dan aluminat yang dapat dianggap mempunyai sifat hidrolik
- Semen Portland
Semen Portland adalah bahan konstruksi yang paling banyak digunakan dalam pekerjaan beton. Menurut ASTM C-150, 1985, semen Portland didefinisikan sebagai semen hidrolik, yang umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium sulfat sebagai bahan tambahannya yang digiling bersama-sama dengan bahan utamanya. Kandungan utama penyusun semen Portlandadalah :
Tabel 2.12 Kandungan utama penyusun semen portland
No Komposisi Persen (%)
1. 2. 3.
Kalsium Oksida (CaO) Silikon Dioksida (SiO2)
Aluminuim Oksida (Al2O3) dan Besi Oksida (Fe2O3)
60-65% 20-25% 7-12%
- Semen Putih
Semen putih adalah semen Portland yang kadar oksida besinya rendah, kurang dari 0,5%. Bahan baku yang digunakan harus kapur murni, lempung putih yang tidak mengandung oksida besi dan pasir silika. Semen putih digunakan untuk membuat siar ubin/ keramik dan benda yang lebih banyak nilai seninya, tetapi biasanya tidak digunakan untuk bangunan struktur.
- Semen Alumina
Semen alumina dihasilkan melalui pembakaran batu kapur dan bauksit yang telah digiling halus pada temperature 1600o C. Hasil pembakaran
44 tersebut berbentuk klinker dan selanjutnya dihaluskan hingga menyerupai bubuk.Jadilah semen alumina yang berwarna abu-abu.
2.10.2 Interaksi Semen dengan Tanah
Ada beberapa interaksi yang terjadi antara semen dan tanah yaitu: a. Absorpsi Air Dan Reaksi Pertukaran Ion
Menurut Herzog dan Mitchell (1963) dalam Suardi (2005), bahwa partikel semen yang kering tersusun secara heterogen dan berisi kristal-kristal 3CaO. SiO2, 4CaO.SiO4, 3CaO.Al2O3 dan bahan-bahan yang padat 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. b. Reaksi Pembentukan Kalsium Silikat
Dari reaksi-reaksi kimia yang berlangsung diatas, maka reaksi utama 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.
c. 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).
