1. MATA KULIAH :
TEKNOLOGI BAHAN & KONSTRUKSI
TOPIK : BAHAN ALAM
Bahan alam ialah bahan bangunan yang dihasilkan dari alam, antara
lain tanah dan
batuan, yang didalam penggunaannya tidak melalui proses lain,
hinggamenjadi suatu
yang berbeda dari bentuk asalnya

2. 2.1. Tanah
2.1.1. Definisi dan sifat umum tanah
Tanah merupakan bahan bangunan yang berasal
dari alam, berupa bumi ini, yang terdiri dari air,
udara dan butir-butir tanah yang padat, dimana
bagian yang berisi dengan air dan udara disebut
dengan rongga atau pori.
Perbandingan isi air dengan udara dalam pori ini
menentukan kondisi tanah tersebut, yaitu apabila
tanah tersebut kering, maka volume udara dalam
pori lebih sedikit dibanding volume udara, maka
tanah tersebut dikatakan basah.
Apabila pori penuh diisi air, sehingga tidak ada
udara di dalamnya, maka tanah dikatakan sebagai
tanah jenuh.

3. Sifat-sifat umum tanah dapat dilihat dari besarnya
nilai-nilai parameter tanah
yang bersangkutan, misalnya :
a. Berat volume tanah, yaitu berat tanah per satuan
volume.
b. Berat volume kering, yaitu berat tanah dalam
keadaan kering per satuan volume.
c. Berat volume butir, yaitu berat tanah lepas per
satuan volume.
d. Spesifik gravity, yaitu berat spesifik setiap butiran
tanah, atau biasa disebut berat jenis.

4. e. Angka rongga, yaitu perbandingan volume rongga
dengan volume total tanah.
f. Porositas merupakan perbandingan volume air
dengan volume pori.
g. Kadar air merupakan jumlah air dalam tanah atau
volume air dibanding dengan volume tanah.
h. Derajat kejenuhan dan lain-lain.
2.1.2. Macam-macam tanah
Dalam membahas masalah macam-macam tanah, maka
perlu diketahui bahwa yang digunakan untuk
membedakannya adalah dari besar butiran,
berdasarkan kepada analisa ayakan.

5. a. Pasir
Pasir merupakan tanah dengan butiran yang keras dan
tajam, yang lolos pada ukuran saringan 0,07 mm
sampai dengan 4,76 mm, merupakan butiran-butiran
yang keras. Dalam penggunaannya sebagai agregat
halus pada beton tidak diijinkan mengandung lumpur
lebih besar dari 5% dari berat kering pasir.
b. Lanau
Lanau merupakan tanah dengan butiran lebih kecil
dari 0,07 mm, dan bersifat mudah menyerap air.
Sehingga apabila terendam air menjadi lumpur.

6. c. Lempung
Lempung atau tanah liat merupakan tanah dengan
butiran yang sangat halus, bersifat plastik, yaitu
mudah dibentuk, dan mempunyai daya lekat.
2.1.3. Pengujian terhadap lempung
Lempung mempunyai sifat yang sangat spesifik,
antara lain mempunyi sifat muai susut yang sangat
besar dalam keadaan aslinya, tetapi setelah lempung
diolah, maka sifat muai susut yang besar ini dapat
dihilangkan, sehingga dapat dipergunakan sebagai
bahan banguanan olahan.

7. Untuk mendapatkan data-data tentang tingkat
plastistas dan tingkat kejenuhan lempung, maka
dilakukan pengujian-pengujian, baik di laboratorium
maupun dilapangan. Jenis pengujian tanah lempung
yaitu:
a. Plastic limit atau batas plastis.
b. Shringkage limit atau batasan susut.
c. Liquid limit atau batasan cair.
Berdasarkan pengujian-pengujian plastisitas tanah
lempung berdasarkan pada daya lekat lempung dan
tingkat muai susutnya, dengan melihat jumlah air
yang dikandung, maka plastisitas yang diuji berbeda-beda
pada setiap jenis lempung

8. 2.1.4. Pemanfaatan tanah sebagai bahan bangunan
Tanah sebagai bahan bangunan dalam kondisi alami
dan yang telah diproses
banyak digunakan dalam pelaksanaan pembangunan,
antara lain :
2.a. Bahan tanah tanpa diolah
Yang dimaksud dengan bahan tanah tanpa diolah
merupakan tanah dalam keadaan asli, yang digunakan
sebagai bahan urugan maupun campuran mortar atau
perekat, sebagai contoh adalah pasir yang
merupakan tanah dengan butiran yang kasar, pasir
merupakan bahan yang digunakan langsung menjadi
bahan urugan. Sedangkan sebagai bahan yang melalui
proses dicampur dengan bahan lain, misalnya dicampur
dengan PC, semen merah atau kapur, campuran tersebut
akan menjadi spesi atau bahan perekat.

9. 2.b. Bahan tanah yang diolah
bahan yang diolah adalah bahan tanah yang digunakan
sebagai bahan bangunan, yang memerlukan proses
lanjutan dapat dibentuk sesuai
dengan kebutuhannya. Tanah jenis ini umumnya
merupakan tanah lempung, dimana lempung dalam
keadaan aslinya dengan atau tanpa bahan tambahan perlu
diproses. Karena sifat muai susutnya yang besar, sehingga
tidak dapat langsung digunakan dalam keadaan aslinya.
Contoh dari bahan ini merupakan :
1. Bata merah
Bata merah adalah bahan bangunan yang digunakan
sebagai bahan dinding bangunan. Proses
pembuatannya adalah proses sederhana yang
dikerjakan secara tradisional dari tanah liat yang
dicampur dengan air, kemudian dicetak

10. menjadi bentuk yang diinginkan setelah dijemur di
panas matahari sampai kering. Setelah kering bata
merah dibakar pada suhu yang tinggi, sehingga
menjadi keras. Tingkat kekerasan bata merah ini
tergantung dari proses pembakarannya.
Pada pembuatan bata merah di pabrik proses yang
dilaksanakan berbeda dengan cara tradisional.
Dipabrik tanah liat digiling kemudian dimasukkan
kedalam alat dicampur (ekstruder). Didalam ekstruder
tanah liat dicampur dengan air, hingga menjadi suatu
bahan yang liat.

11. Bahan campuran yang ada didalam ekstruder ditekan,
setelah keluar akan berbentuk balok-balok tanah liat
dengan ukuran lebar tertentu, selanjutnya balok-balok
tersebut dipotong-potong sesuai ukuran yang
diinginkan.
Balok-balok tanah liat tersebut kemudian dimasukkan
kedalam ruang untuk diangin-anginkan atau
dilakukan pengeringan dengan udara. Setelah kering
udara bata matahari. Pengeringan terakhir dilakukan
dengan menggunakan tungku pengering. Hasil proses
dari tungku ini merupakan bata merah yang kering.
Keras dengan bentuk yang bagus, yang akhirnya
dikemas, siap untuk dijual.

12. Bata merah produksi tradisional teksturnya kasar,
kepadatannya tidak rata, ukuran
2. Genteng
Genteng dalam bangunan digunakan sebagai penutup
atap, dalam buku Persyaratan Umum Bahan Bangunan
di Indonesia (PUBI) 1982, ada beberapa macam
genteng, yaitu genteng dari bahan beton, keramik,
kaca, bambu dan tanah. Genteng tanah merupakan
tanah liat yang diproses seperti pembuatan bata
merah, sehingga menjadi bahan yang keras dan tidak
tembus.

13. 3. Keramik
Menurut Persyaratan Umum Bahan Bangunan di
Indonesia (PUBI) 1982 dan dalam buku “Bahan
Bangunan”. Ir. Kardiyono Tjokrodimulyo, ME, (1995).,
keramik merupakan tanah liat murni yang dicampur
dengan kaolin, serisit, silikat (kuarsa, felspar) bahan-bahan
tersebut dan seterusnya diaduk dengan
ditambahkan air menjadi campuran.
Selanjutnya campuran-campuran dicetak sesuai
dengan bentuk yang dikendaki. Setelah kering udara
dibakar pada suhu yang tinggi sehingga menjadi
produk setengah jadi.

14. Kemudian diglazzur dengan bahan pemoles, hingga
menjadi produk jadi. Dalam proses pembakaran,
bahan campuran tersebut akan bereaksi satu sama
lain, sehingga menjadi bahan yang keras, licin dan
bersifat sebagai isolator.
Pemanfaatan bahan keramik antara lain: ubin, pelapis
dinding, genteng, isolator dan lain-lain.
4. Pipa tanah liat
Pipa tanah liat umumnya digunakan untuk saluran
pembuangan air kotor berupa pipa lurus atau yang
berbentuk leher angsa. Yang dibuat dari tanah liat
dibakar seperti proses pembuatan bata merah.

15. 2.2. Batuan
2.2.1. Latar belakang dan pembentukan batuan
Batuan merupakan suatu produk alam gabungan dari
hablur mineral yangmenyatu dan memadat, hingga
memiliki derajat kekerasan tertentu, yang terbentuk
secara alamiah melalui proses pelelehan, pembekuan,
pengendapan dan perubahan alamiah lainnya.
Batuan alam berasal dari gunung sebagai akibat proses
vulkanik. Batuan ini disebut dengan batu gunung,
dalam proses berikutnya, aliran air sungai yang
membawa batuan tersebut bergerak dan berpindah
sejalan dengan kemampuan aliran air yang ada.

16. Karena benturan dengan batuan lain atau benda-benda
keras lainnya, batuan tersebut menjadi
pecahan-pecahan dengan bentuk dan ukuran yang
bervariasi. Ini yang disebut dengan batu sungai atau
batu kali. Kelompok batuan ini merupakan batuan
luar.
Batuan-batuan akibat proses alamiah lainnya adalah
batuan yang terbentuk dalam waktu yang lama dan
menerima beban akibat tumpukan tanah, batuan Ini
disebut batuan metamorfose, yang termasuk dalam
batuan in yaitu marmer, granit, onix dan lain-lain,
tergantung bahan dasar mineral pembentuknya.

17. 2.2.2. Komposisi dan Jenis Batuan
Batuan dapat diklasifikasikan menurut komposisi
kandungan mineral dari batuan tersebut, dimana
penggunaan batu pada konstruksi bangunan
dibedakan menjadi :
a. Batuan kapur
b. Batuan yang mengandung bahan utama silikat
Dengan komposisi kandungan bahan pembentuk
tersebut diatas, maka jenis batuan-batuan ini
dijelaskan sebagai berikut :

18. 2.a. Batuan kapur
Batuan kapur merupakan bahan bangunan yang penting
dikenal sejak zaman Mesir Kuno. Batuan kapur ini lebih
bersifat sebagai pengikat apabila dicampur dengan
bahan yang lain dengan perbandingan tertentu, sebagai
contoh kapur dicampur dengan pasir dan Portland
Cement (PC), kapur dicampur dengan semen merah dan
pasir.
Kelebihan kapur sebagai bahan pengikat ini sangat
dipengaruhi oleh sifat-sifat kapur sebagai berikut :
1. Kapur mempunyai sifat plastik yang baik, dalam arti
tidak getas.
2. Sebagai bahan pengikat, kapur dapat mengeras
dengan mudah dan cepat, sehingga memberikan
kekuatan pengikat kepada dinding.

19. Dalam keadaan sehari-hari di pasaran dikenal
beberapa jenis kapur yang digunakan sebagai bahan
bangunan, yaitu :
1. Kapur tohor (Ca.O), yaitu hasil pembakaran batu
kapur alam yang
komposisinya sebagian besar merupakan kalsium
karbonat (Ca.CO3).
2. Kapur udara, yaitu kapur padam yang di aduk
dengan air setelah beberapa waktu campuran tersebut
dapat mengeras di udara karena pengikatan karbon
dioksida.
3. Kapur hidrolis merupakan kapur padam yang
diaduk dengan air, setelah beberapa waktu campuran
dapat mengeras, baik di dalam air
maupun di udara.

20. Pembuatan kapur merupakan proses pembakaran batu
kapur yang mengandung kalsium karbonat (Ca.CO3)
dengan suhu ± 980 Celsius, hingga karbon dioksidanya
keluar. Akibat dari pemanasan dan keluarnya karbon
dioksida tersebut maka unsur Ca.O atau kapurnya saja
yang tertinggal.
Proses kimia dari pemanasan Ca.CO3, menjadi kapur
dapat ditulis sebagai berikut :
Ca.CO3 Ca.O + CO2
Ca. O + H2O Ca. (OH2) + panas
Ca. (OH2) + CO2 Ca.CO3 + H2O
Susunan kimia maupun sifat fisis bahan dasar yang
mengandung kapur ini berbeda dari satu tempat dengan
tempat lain. Bahkan dalam satu tempatpun belum tentu
sama. Dari proses tersebut, kalsium oksida (Ca.O) yang
diperoleh, biasa disebut dengan quick lime.

21. Kapur dari hasil pembakaran ini, bila ditambah
dengan air akan mengembang dan retak-retak sebagai
akibat banyaknya jumlah panas yang dikeluarkan
hingga seperti mendidih.
Proses ini menghasilkan Ca.
(OH2) atau kalsium hidroksida. Perbandingan berat
air yang digunakan untuk proses ini merupakan 32 %
dari berat kapur, tetapi karena faktor faktor
pembakaran, jenis kapur dan sebagainya, kadang-kadang
jumlah air yang dibutuhkan dan sebagainya,
kadang-kadang jumlah air yang dibutuhkan sampai 2
atau 3 kali berat kapur.

22. Proses penambahan air pada kapur ini disebut slaking,
yang menghasilkan kalsium hidroksida, yang disebut
dengan slaked lime atau hydrated line.
Bila kalsium hidrat ini dicampur dengan air, akan
diperoleh mortar kapur atau spesi campuran kapur. Di
udara terbuka mortar ini menyerap karbon dioksida
CO2 dan dengan proses kimia menghasilkan Ca. CO3
yang bersifat keras dan tidak larut dalam air.
2.b. Batuan yang mengandung silikat batuan ini lebih
bersifat batuan keras, mempunyai warna yang
menarik dengan permukaan licin. Warna dari batuan
in banyak dipengaruhi oleh komposisi mineral
pembentukan batuan tersebut yaitu :

23. 1. Felspar yaitu kombinasi silikat, aluminium dengan
kapur dan potasium, berwarna merah, merah jambu,
bahkan bening.
2. Bornblende merupakan silikat aluminium yang
dengan campuran kapur dan bijih besi, sebagai
bahan mineral yang keras dan kuat, sebagai kristal
berwarna hijau, coklat dan hitam.
3. Mica merupakan mempunyai bahan dasar utama
silikat aluminium, tetapi mempunyai kombinasi
dari beberapa bahan mineral besi atau potasium,
biasanya merupakan butiran kristal, yang mudah
lepas sebagai lempengan-lempengan kecil.
4. Sepentinemerupakan silikat magnesium, yang
penampilannya selalu menjadi satu dengan kapur,
berwarna hijau muda atau kuning, dan
permukaannya berupa lempengan rata dan halus,
serta mudah dipisahkan.

24. Batuan berjenis silikat yang sering digunakan sebagai
bahan bangunan, baik untuk lantai maupun sebagai
pelapis dinding merupakan :
1. Granite
Menurut Smith & Andres dalam “Material of
Construction” granit merupakan bahan batuan murni,
yang merupakan kombinasi dari bahan quartz, felspar,
bonblende dan mika, umumnya sangat keras, kuat dan
mampu dilakukan dengan pemolesan yang tinggi,
sehingga mengkilap.

25. Kandungan kimia yang utama merupakan silicon dioksida
dan aluminium oksida, dengan variasi besi, potasium, dan
kalsium oksida. Berat granit bervariasi antara 2643 kg/m3
sampai dengan 3204 kg/m3 dengan batas tegangan hancur
antara 1390 kg/cm2 sampai
dengan 3090 kg/m2, dan kemampuan serap air merupakan
0,002 atau 0,2 dari beratnya.
Finishing granit dari penggergajian sampai menjadikan
permukaannya licin seperti kaca yang halus dengan cara
pemolesan permukaannya dengan mesin poles.
Sedang warna granit umumnya merupakan merah,
merah jambu, kuning, hijau, biru, putih, hitam dan
coklat. Granit dapat digunakan sebagai pelapis lantai,
pelapis dinding bagian luar maupun dalam, anak
tangga dengan lebar yan bervariasi.

26. Pada umumnya granit diproduksi dengan lebar 1800
mm, dan tebal antara 57 sampai 100 mm, dan untuk
ukuran yang kecil biasanya dnegan tebal 75 sampai
100 mm, atau sesuai dengan ukuran pemesan. Granit
yang berupa potongan-potongan dapat digabung
menjadi bentuk tertentu sesuai dengan kebutuhan.
Penggunaan yang lain dari granit merupakan sebagai
pelapis kerb pada jembatan dan paving stones, atau
sebagai bahan finishing bangunan.

27. 2. Marmer
Marmer atau batu pualam menurut Smith & Andres,
di dalam “Material nof Construction” menrupakan
batu kapur bercampur dengan mineral silika yang
mengalami rekristalisasi akibat pengaruh tekanan dan
suhu yang sangat tinggi.
Marmer seperti pada granit digunakan untuk pelapis
lantai dan bahan finishing dinding, dengan warna
putih salju, merah jambu, kuning, kehijau-hijauan
dengan tekstur tergantung mineral yang
dominan dalam kandungannya.

28. Bentuk marmer pada umumnya merupakan dipotong
menjadi lempengan-lempengan dengan tebal 57
sampai dengan 200 mm, beratnya bervariasi antara
2000 kg/m3 sampai dengan 2880 kg/m3 dengan batas
tegangan hancur antara 190 kg/cm2 sampai dengan
1930 kg/cm2. dan kemampuan serap air yang terendah
merupakan 0,25 % dan yang tertinggi merupakan 0,75
% dari beratnya.
2.3.3. Pemanfaatan bantuan
Pemanfaatan bantuan dalam pekerjaan konstruksi
bangunan, sebagai bahan
bangunan antara lain :

29. a. Pada butiran-butiran dengan ukuran besar,
digunakan untuk struktur pondasi, dinding
penahan dan lain-lainnya, dengan memakai perekat
atau tanpa perekat.
b. Pada butiran-butiran kecil, baik yang berasal dari
alam, atau karena proses pemecahan, digunakan
untuk bahan agrerat kasar beton maupun campuran
aspal.
c. Sedang bantuan metamorfose, yaitu marmer, granit
dan lain-lain banyak digunakan sebagai bahan
lantai, dan pelapis dinding, atau ornamen lainnya.
d. Bantuan kapur, dengan proses pembakaran dengan
suhu yang tinggi, menjadi batu gamping,
selanjutnya diproses untuk campuran spesi atau
mortar, sebagaiperekat pasangan batu maupun
dinding, atau untuk sebagai plesteran dinding.