Syntax
Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia p–ISSN: 2541-0849 e-ISSN: 2548-1398
Vol. 9, No.
6, Juni 2024
EFEK PENINGKATAN PERSENTASE PENGGUNAAN CRUMB RUBBER PADA ADUKAN SEGAR
CRUMB RUBBER-ENGINEERED CEMENTITIOUS COMPOSITES (CR-ECC) TERHADAP SLUMPFLOW
Universitas Sumatera
Utara, Medan,
Indonesia1,2,3
Email: feryhamonangan.hasibuan@gmail.com*
Pendahuluan
Beton merupakan material
konstruksi yang paling banyak digunakan di
Indonesia, dan juga negara-negara lainnya. Hal ini dikarenakan beton mempunyai kelebihan-kelebihan, di antaranya yaitu material
penyusunnya
mudah didapat, pelaksanaannya cukup sederhana, tahan terhadap api, serta mempunyai kuat tekan yang dapat disesuaikan
dengan perencanaan. Biasanya beton
terbuat dari campuran agregat kasar (kerikil atau batu pecah), agregat halus
(pasir), semen, air, dan bahan tambahan lainnya, dengan proporsi
tertentu. Pada saat pengerjaan adukan beton di lapangan, dan berhubung penggunaan air yang dibatasi, maka diperlukan bahan admixture (tambah) yaitu berupa superplasticizer (SP), untuk
memudahkan pekerjaan pengadukan.
Sejalan dengan perkembangan teknologi beton, para peneliti melakukan inovasi beton secara menerus
dan berkelanjutan, dalam upaya untuk peningkatan kualitas beton, baik sifat mekanikal
maupun perilakunya. Salah satu
produk
yang dikembangkan hingga saat ini yaitu engineered
cementitious
composite (ECC). Li (2008) melaporkan bahwa salah satu ciri khas ECC yaitu tidak
menggunakan kerikil. ECC merupakan suatu komposit yang terdiri dari air, semen,
pasir, material cementitious dan bahan tambah lain, serta yang diperkuat dengan
serat. Agregat kasar tidak digunakan karena cenderung mempengaruhi daktilitas
dari komposit tersebut. Kadar serat yang digunakan berkisar 2% atau kurang. ECC dapat menjadi
salah satu pilihan yang baik untuk pengembangan infrastruktur yang
berkelanjutan, baik dari aspek
sosial,
ekonomi dan lingkungan.
Penelitian ECC yang dilakukan oleh Aswin,
et al. (2024) menyebutkan
bahwa ECC dapat dikembangkan dengan menggunakan pasir sungai lokal, silica fume
(SF), fly ash (FA) bervolume sedang hingga tinggi, dan serat polivinil alkohol
(PVA). Kajian yang dilakukan meliputi evaluasi workability, serta kuat tekan ECC
pada umur pengujian 1, 7, 28, 60, dan 180 hari. Berdasarkan hasil penelitian, ditunjukkan
bahwa adukan segar ECC mengalami peningkatan workability dengan meningkatnya
kandungan FA. Lebih lanjut, beberapa penelitian lain (Frisda et al., 2022; M. R. Harahap et al., 2022;
Hasudungan & Aswin, 2022) menunjukkan
bahwa tingkat workability dari adukan segar ECC dapat dipengaruhi oleh penggunaan
material cementitious seperti fly ash, silica fume, abu cangkang sawit maupun
abu sekam padi. Namun demikian persentase kandungan SP yang digunakan dapat
memberikan stabilitas konsistensi dari workability adukan segar mortar ECC. Selain
itu, Fatimah (2022) menyatakan
bahwa penggunaan crumb rubber sebesar 10% atau lebih akan menurunkan
workability dari adukan segar ECC. Kelecakan adukan dapat dibantu dengan
menambah persentase dari kandungan SP. Kemudian, Khed et al. (2018) menemukan
bahwa dengan membandingkan terhadap penggunaan ukuran butiran crumb rubber yang
lebih besar, ternyata penambahan crumb rubber yang berukuran lebih halus ke
dalam adukan segar ECC memberikan kekuatan tekan yang lebih kuat dan
workability yang lebih baik. Al-Fakih, et al. (2021) telah menjelaskan
dengan lebih lebih lengkap pengaruh penggunaan crumb rubber terhadap adukan
segar ECC.
Sementara itu, sejak beberapa tahun lalu,
sejumlah proyek konstruksi skala penuh yang mengaplikasikan ECC telah dilakukan
pada berbagai negara di dunia. Di Amerika Serikat, pelat penghubung ECC skala
penuh pertama dibangun di Michigan (Fischer & Li, 2002; Kim et al., 2004; M. D.
Lepech & Li, 2009; M. Lepech & Li, 2005). Selanjutnya,
ECC telah digunakan pada balok coupling beton bertulang yang menghubungkan dua
shear wall dari bangunan residential di pusat kota Tokyo - Jepang, yaitu Menara
Glorio Roppongi 27 lantai dan Menara Nabeaure 41 lantai di Yokohama (Kunieda & Rokugo, 2006; Li, 2006, 2009).
Sebelumnya sudah dilakukan efek penggunaan
variasi persentase abu cangkang sawit terhadap workability mortar ECC (tanpa
serat), yang mana diperoleh slumpflow yang cukup memadai. Terkait dengan limbah
ban bekas yang cukup banyak jumlahnya di masyarakat, maka perlu dikaji
pemanfaatan limbah ban tersebut. Pada penelitian ini, pemanfaatan limbah ban
berupa crumb rubber (berbentuk serbuk dengan ukuran butiran tertentu). Ada
kemungkinan slumpflow adukan segar ECC akan menurun jika menggunakan crumb
rubber karena efek daya serap airnya. Untuk itu, akan dikaji lebih lanjut efek
penggunaan crumb rubber tersebut dengan berbagai variasi persentase. Untuk
menjaga stabilitas konsistensi adukan segar ECC maka pada penelitian ini juga
akan dikaji pengaruh penggunaan superplasticizer terhadap workability adukan.
Parameter workability adukan segar CR-ECC hanya ditinjau dari diameter slumpflow (D)
dari adukan segar CR-ECC dan waktu slumpflow (T500) dari adukan segar CR-ECC
saja. Tujuan penelitian ini
adalah untuk meninjau penggunaan variasi crumb rubber terhadap slumpflow adukan
segar CR-ECC yang berbasis abu cangkang sawit.
Penelitian ini dilakukan secara bertahap, yangmana terbagi atas beberapa tahapan kegiatan, mulai dari pekerjaan persiapan sampai pengujian dan analisis data.
Persiapan pengadaan material yang digunakan
untuk membuat adukan segar CR-ECC adalah semen, air, pasir, abu cangkang sawit, superplasticizer, dan crumb rubber. Semen yang digunakan
adalah semen Ordinary
Portland Cement (OPC) Tipe-1. Superplasticizer yang digunakan adalah berjenis
PolyCarboxylate Eter (PCE) Sika Viscocrete 3115N berbentuk cair buatan PT. Sika
Indonesia. Abu cangkang
sawit diperoleh dari perkebunan Kabupaten Serdang Bedagai propinsi Sumatera
Utara yang dihasilkan dari proses
pembakaran dan hanya menggunakan abu cangkang sawit dengan lolos saringan no. 30
atau diameter 0,6 mm. Selanjutnya pengadaan peralatan yang digunakan dalam pembuatan adukan segar CR-ECC adalah timbangan
digital, bor mixer, kerucut Abrams, alat uji meja flowability, alat ukur meteran, stopwatch dan sebagainya.
Mix design merupakan proses dalam menentukan proporsi (komposisi) yang tepat untuk mencapai sifat-sifat yang diinginkan dalam suatu campuran agar menghasilkan campuran yang memenuhi persyaratan teknis diinginkan. Pada penelitian ini mix design dilakukan dengan menggunakan superplastizer dengan penambahan variasi crumb rubber dan abu cangkang sawit yang diberi kode yaitu FRC, CRE, TCRE.
Mix proportion dari CR-ECC (FCR, CRE, TCRE) dibuat berdasarkan trial and error di lab dan referensi yang terkait. Mix proportion CR-ECC ditunjukkan pada Tabel 1.
|
CR-ECC |
Semen (kg) |
Abu Cangkang Sawit
(ACS) (kg) |
Air (kg) |
Pasir (kg) |
Super plasticizer (SP)(kg) |
Crumb rubber (CR) (kg) |
Persentase CR (%) dari berat semen |
Persentase ACS (%) dari berat semen |
Persentase SP (%) dari berat semen |
|
FCR-0 |
10.239 |
1.024 |
4.249 |
11.263 |
0.256 |
0 |
0 |
10 |
2,5 |
|
FCR-1 |
10.149 |
1.015 |
4.212 |
11.164 |
0.254 |
0.254 |
2,5 |
10 |
2,5 |
|
FCR-2 |
10.043 |
1.004 |
4.168 |
11.047 |
0.251 |
0.502 |
5 |
10 |
2,5 |
|
FCR-3 |
9.996 |
0.996 |
4.134 |
10.957 |
0.249 |
0.747 |
7,5 |
10 |
2,5 |
|
FCR-4 |
9.866 |
0.987 |
4.094 |
10.852 |
0.247 |
0.987 |
10 |
10 |
2,5 |
|
FCR-5 |
9.779 |
0.978 |
4.058 |
10.757 |
0.244 |
1.222 |
12,5 |
10 |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CRE-0 |
9.898 |
0.990 |
4.157 |
9.898 |
0.247 |
0 |
0 |
10 |
2,5 |
|
CRE-1 |
9.802 |
0.980 |
4.117 |
9.802 |
0.245 |
0.245 |
2,5 |
10 |
2,5 |
|
CRE-2 |
9.707 |
0.971 |
4.077 |
9.707 |
0.243 |
0.485 |
5 |
10 |
2,5 |
|
CRE-3 |
9.615 |
0.961 |
4.038 |
9.615 |
0.240 |
0.721 |
7,5 |
10 |
2,5 |
|
CRE-4 |
9.524 |
0.952 |
4.000 |
9.524 |
0.238 |
0.952 |
10 |
10 |
2,5 |
|
CRE-5 |
9.435 |
0.944 |
3.963 |
9.435 |
0.236 |
1.179 |
12,5 |
10 |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
TCRE 0 |
9.803 |
0.980 |
4.411 |
9.803 |
0.245 |
0 |
0 |
10 |
2,5 |
|
TCRE-1 |
9.709 |
0.971 |
4.369 |
9.709 |
0.243 |
0.243 |
2,5 |
10 |
2,5 |
|
TCRE-2 |
9.615 |
0.961 |
4.327 |
9.615 |
0.240 |
0.481 |
5 |
10 |
2,5 |
|
TCRE-3 |
9.524 |
0.952 |
4.286 |
9.524 |
0.238 |
0.714 |
7,5 |
10 |
2,5 |
|
TCRE-4 |
9.435 |
0.944 |
4.246 |
9.435 |
0.236 |
0.944 |
10 |
10 |
2,5 |
|
TCRE-5 |
9.347 |
0.935 |
4.206 |
9.347 |
0.234 |
1.168 |
12,5 |
10 |
2,5 |
Pembuatan Adukan Segar Crumb
Rubber ECC
Semua bahan yang terkait dicampur dalam wadah kering, kemudian diaduk rata sampai tercapai konsistensi adukan yang diharapkan. Proses pencampuran biasanya membutuhkan waktu sekitar 12 menit. Kemudian adukan segar CR-ECC dimasukkan ke dalam kerucut Abrams, dan diangkat perlahan. Selanjutnya diukur waktu sebaran adukan segar (T500) dan diameter sebaran adukan segar rata-rata. Prosedur pelaksanaan uji workability dapat dilihat pada Gambar 1.
.
Gambar 1: Pengujian workability pada adukan segar CR-ECC
Berdasarkan hasil pengujian workability pada adukan segar CR-ECC (FCR, CRE, dan TCRE), maka didapat nilai diameter sebaran (slumpflow) dan waktu sebaran T500 rata-rata seperti yang ditampilkan pada Gambar 2-3.
Gambar 2: T500 pada adukan segar CR-ECC
Gambar 3: Diameter
Slumpflow pada adukan segar CR-ECC
Berdasarkan hasil pengujian
workability tersebut, dapat dilihat
bahwa T500 waktu
sebaran adukan mengalami peningkatan setiap ada penambahan crumb rubber, tetapi
diameter sebaran aliran semakin menurun. Hal ini disebabkan karena sifat crumb
rubber yang dapat menyerap air. Namun demikian, karena penggunaan SP, semua adukan segar CR-ECC menunjukkan
workability yang baik,
walaupun dengan nilai faktor air semen (f.a.s) yang konstan. Secara general,
workability dari adukan segar CR-ECC sudah sesuai dengan ketentuan
EFNARC (EFNARC, 2002,
2005).
Berdasarkan
hasil penelitian yang telah
dilakukan, dapat disimpulkan bahwa hasil dari pengujian slumpflow, diperoleh diameter sebaran rata-rata adukan segar CR-ECC
yaitu berkisar antara 710 mm sampai dengan 930 mm, dan waktu sebaran (T500)
adukan segar CR-ECC berkisar antara 0,90 detik sampai dengan 1,68 detik. Hasil
pengujian slumpflow adukan segar CR-ECC menunjukkan workability yang baik, dan
sudah sesuai dengan ketentuan standar EFNARC. Penggunaan crumb rubber
pada adukan CR-ECC dapat mengurangi kemampuan workability (kemudahan adukan) daripada adukan segar CR-ECC karena crumb rubber bersifat menyerap air. Untuk
mengatasi hal tersebut maka penggunaan superplasticizer (SP) sangat membantu dalam
meningkatkan kemampuan workability dari adukan segar CR-ECC.
Al-Fakih, A., Mohammed, B. S., & Liew, M. S.
(2021). On rubberized engineered cementitious composites (R-ECC): A review of
the constituent material. Case Studies in Construction Materials, 14,
e00536.
Aswin, M., Özkılıç, Y. O., Aksoylu, C., & Al-Fakih, A. (2024).
Evaluating Bulky PVA-ECC Mortar Developed with River Sand, Silica Fume, and
High-Volume Fly Ash: A Focus on Short-and Long-Term Compressive Strength. Arabian
Journal for Science and Engineering, 1–19.
EFNARC. (2002). Guidelines for self-compacting concrete.
EFNARC. (2005). The European Guidelines for
Self-Compacting Concrete: Specification, Production and Use, The
Self-Compacting Concrete European Project Group.
Fischer, G., & Li, V. C. (2002). Effect of matrix
ductility on deformation behavior of steel-reinforced ECC flexural members
under reversed cyclic loading conditions. Structural Journal, 99(6),
781–790.
Frisda, T., Aswin, M., & Tarigan, A. P. M. (2022).
Potensial penggunaan bata ECC berbasis silica fume dan abu cangkang sawit
berdasarkan kuat tekan. Siklus: Jurnal Teknik Sipil, 8(2),
261–271.
Harahap, F. I., Aswin, M., & Tarigan, A. P. M. (2022).
Evaluasi Kuat Tekan pada Bata ECC dan Bata-CR ECC Berbasis Silica Fume dan Abu
Sekam Padi. Siklus: Jurnal Teknik Sipil, 8(2), 248–260.
Harahap, M. R., Aswin, M., Hasibuan, G. C. R., &
Al-Fakih, A. (2022). STUDIES ON EARLY COMPRESSIVE STRENGTH OF ECC MORTAR
COMPOSED BY RICE HUSK ASH AND SILICA FUME. Journal of Syntax Literate, 7(10).
Hasudungan, H. I., & Aswin, M. (2022). Investigasi Kuat
Tekan Paving Block-Ecc Oktagonal Berbasis Fly Ash dan Abu Sekam Padi. Jurnal
Syntax Admiration, 3(11), 1353–1365.
Khed, V. C., Mohammed, B. S., & Nuruddin, M. F. (2018).
Effects of different crumb rubber sizes on the flowability and compressive
strength of hybrid fibre reinforced ECC. IOP Conference Series: Earth and
Environmental Science, 140, 12137.
Kim, Y. Y., Fischer, G., & Li, V. C. (2004). Performance
of bridge deck link slabs designed with ductile engineered cementitious
composite. Structural Journal, 101(6), 792–801.
Kunieda, M., & Rokugo, K. (2006). Measurement of crack
opening behavior within ECC under bending moment. International RILEM
Workshop on High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composites in
Structural Applications, 313–321.
Lepech, M. D., & Li, V. C. (2009). Application of ECC for
bridge deck link slabs. Materials and Structures, 42, 1185–1195.
Lepech, M., & Li, V. C. (2005). Design and field
demonstration of ECC link slabs for jointless bridge decks. Proceedings of
the Third International Conference on Construction Materials: Performance,
Innovations and Structural Implications, Vancouver, 22–24.
Li, V. C. (2006). Bendable Composites. STRUCTURE, 45.
Li, V. C. (2008). Engineered cementitious composites (ECC)
material, structural, and durability performance.
Li, V. C. (2009). Damage tolerant ECC for integrity of
structures under extreme loads. Structures Congress 2009: Don’t Mess with
Structural Engineers: Expanding Our Role, 1–10.
|
Copyright
holder: Fery Hamonangan Hasibuan, Muhammad Aswin,
Gina
Cynthia Raphita Hasibuan (2024)
|
|
First publication right: Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia |
|
This article is licensed under: |