e-Journal_Jurnal Rekayasa Teknik Sipil dan Lingkungan,2022 Vol. 4, No. 1, April 2023: hlm 8-14. ISSN 2722-0230 (Online)

## PENGEMBANGAN TEKNOLOGI BETON KINERJA TINGGI YANG BERKELANJUTAN

## Pinondang Simanjuntak 1
1, Universitas Kristen Indonesia
Email: pinondang.simanjuntak@uki.ac.id
Masuk: 28-04-2023, revisi: 30-04-2023, diterima untuk diterbitkan: 30-04-2023

## ABSTRAK
Peningkatan  kebutuhan bahan konstruksi saat ini khususnya  konstruksi bangunan beton  telah menuntut perlunya inovasi pengembangan teknologi beton yang berkelanjutan. Untuk itu diperlukan inovasi teknologi beton sehingga diperoleh  Beton yang berkinerja tinggi dan ramah lingkungan. Sampai saat ini Pengembangan inovasi Teknologi beton  terus  dilakukan  para  ahli    guna  memenuhi  kebutuhan  beton  pada    berbagai  jenis  konstruksi  yang  terus meningkat.  Pengembangan  Beton  Kinerja  Tinggi  yang  berkelanjutan  adalah  teknik  pengembangan  material konstruksi  yang  cukup  tepat  dan  baik  untuk  memperoleh  kekuatan  dan  daya  tahan  beton  yang  tinggi  sehingga dapat  mengurangi    kebutuhan  volume  beton  dan  biaya  konstruksinya.  Tantangannya  adalah  bagaimana mengembangkan  teknologi  beton  agar  dapat  menghasilkan  beton  berkinerja  tinggi  dan  ramah  lingkungan  untuk dapat  mengantisipasi  kebutuhan  permintaan volume beton yang  terus  meningkat pesat. Teknologi Beton Kinerja Tinggi  yang  berkelanjutan  dan  ramah  lingkungan  adalah  salah  satu  cara  terbaik  untuk  menjawab  tantangan tersebut.
Kata kunci: teknologi beton; berkinerja tinggi; konstruksi; ramah lingkungan.

## ABSTRACT
The increasing need for construction materials today, especially concrete building construction, has demanded the need for innovation in the development of sustainable concrete technology. For this reason, concrete technology innovation is needed so that high-performance and environmentally friendly concrete is obtained. Until now, the development  of  concrete  technology  innovations  continues  to  be  carried  out  by  experts  to  meet  the  increasing demand for concrete in various types of construction. Continuous development of high performance concrete is a technique for developing construction materials that are appropriate and good enough to obtain high strength and durability of concrete so as to reduce the volume requirement of concrete and its construction costs. The challenge is  how  to  develop  concrete  technology  so  that  it  can  produce  high-performance  and  environmentally  friendly concrete to be able to anticipate the demand for concrete volumes which continue to increase rapidly. Sustainable and  environmentally  friendly  High  Performance  Concrete  Technology  is  one  of  the  best  ways  to  address  this challenge.
Keywords: concrete technology; high performance; construction; environmentally friendly.

## 1. PENDAHULUAN
Beton adalah bahan campuran hasil rekayasa teknologi yang terdiri dari Portland Cement , Agregate, aditive tambahan  lain,  dan  air,  ( Tampubolon,  S.  P.  2022) .  Beton  sejak  dulu  sudah menjadi bahan yang sangat penting pada kehidupan manusia karena pembuatannya mudah dan dapat  di  jadikan  sesuai  dengan  bentuk  yang  di  harapkan.  Umumnya  dipergunakan  pada berbagai macam bangunan seperti pada bangunan fasilitas infrastruktur dan bangunan gedung. Karena  itu  volume  produksi  beton  terus  meningkat  untuk  dapat  menyuplai  kebutuhan pembangunan.  Pada  pertemuan  dan  seminar  nasional  dan  internasional,  tdak  jarang  dibahas cara  menghadapi  masalah  “ Global  Worming ”.  Masalah  ini  sedang  mengancam  peradaban manusia  karena  akibat  terjadinya  pemanasan  global  pada  planet  Bumi  yang  disebabkan

## Pinondang Simanjuntak “Pengembangan Teknologi Beton Kinerja Tinggi Yang Berkelanjutan”
pengaruh  peningkatan  jumlah  volume  gas  rumah  kaca  pada  atmosfer  bumi.  Pemanasan  ini menimbulkan perubahan perilaku yang ekstrim pada lingkungan alam.
Industri  beton  adalah  salah  satu  dari  industri  yang  mengkonsumsi  bahan  baku  dari  alam terbesar  diantara  industri  lainnya,  Selain  itu  beton  juga  pemberi  kontribusi  utama  pada pembentukan  gas  rumah  kaca  pada  atmosfer  bumi.  Menurut  Kevin  J,  setiap  tahun  rata  rata kebutuhan  setiap  satu  orang  penduduk  diproduksi  1  (satu)  ton  beton,  Jadi  untuk  sekitar  enam miliar penduduk dunia telah diproduksi 6(enam) miliar ton beton tiap tahun. (Kevin J. Folliard). Kkarena  itu  dapat  dikatakan  bahwa  penguruh  industri  beton  pada  masalah  keseimbangan lingkungan saat ini adalah cukup besar dan perlu perhatian yang lebih besar.
Melihat perkembangan kecenderungan diatas maka sejak awal para ahli teknologi beton di Eropa, Amerika dan Jepang sudah mencoba meneliti pembuatan beton yang berkelanjutan yang disebut  “ Sustainable  Concrete ”.  Diharapkan  penemuan  beton  ini  dapat  memperkecil pembentukan gas rumah kaca di atmosfer bumi dengan sendirinya dapat mengurangi kerusakan kepada  lingkungan  alam.  Dengan  pengembangan  teknologi  beton  berkinarja  tinggi  yang berkelanjutan dan ramah linkungan danpat menjai alternatif solusi pengurangan emisi gas CO2 di  bumi  ini.  Di  Negara  berkembang  seperti  Indonesia  hal  ini  sudah  seharusnya  menjadi perhatian  pemerintah,  praktisi  konstruksi beton dan para ahli, karena  produksi  semen terbesar adalah di daerah Asia dimana Indonesia adalah bagian didalamnya (Mohamed Lachemi, 2012).

## 2. METODE PENELITIAN
Metode penelitian yang digunakan adalah dengan studi literatur yang merupakan rangkaian proses  mulai dari pengumpulan data pustaka, membaca dan mencatat, serta mengelolah bahan penelitian  (Zed,  2008:3).Tujuan  utamanya  adalah  mengembangkan  aspek  teoritis  maupun aspek manfaat praktis sebagai  dasar hipotesis penelitian. Dengan melakukan studi kepustakaan maka  dilakukan  pendalaman  yang  lebih  luas  dan  mendalam  terhadap  masalah  yang  hendak diteliti  (Darmadi,  2011).  Pengumpulan  Data  Data  yang  digunakan  berasal  dari textbook , journal,  artikel  ilmiah,  literature  review  yang  berisikan  tentang  konsep  yang  diteliti,  Materi hasil penelitian yang secara sekuensi menjadi fokus penelitian dengan melihat tahun penelitian diawali dari yang paling mutakhir, dan berangsung-angsur mundur ke tahun yang lebih lama.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Kondisi peningkatan emisi gas CO2
Emisi  gas  CO2  adalah  adalah  bahan  pembentuk  utama  gas  rumah  kaca  yang  membuat peningkatan pada tempratur permukaan bumi. Oleh karena itu perhatian pada pengurangan gas CO2  ini  menjadi  sangat  penting  menjaga  kelangsungan  keseimbangan  lingkungan  alam. Ironisnya  fakta  yang  terjadi  adalah  justru  sebaliknya,  volume  CO2  terus  meningkat  di permukaan bumi sejalan dengan pertambahan waktu (V.M Malhotra,2002).
Gambar 1. Kronologi dan proyeksi peningkatan gas CO2 (Sumber : V.M Malhotra,2002)

## Gambar 2. Produksi Semen di dunia 1995-2010 (Sumber:V.M. Malhotra,2002)
Seperti  ditunjukkan  pada  gambar1.  Setiap  periode  200  tahun  kecenderungan  peningkatan konsentrasi  gas  CO2  di  atmosfer  bumi  adalah  semakin  tajam.  Celakanya  sejak  tahun  2000an peningkatan  tersebut  meningkat  tajam  mencapai  jumlah  konsentrasi  diatas  320  ppm.  Pada tahun 2100 diproyeksikan akan terjadi  800 ppm konsentrasi CO2 di permukaan bumi. Volume peningkatan  produksi  semen  setipa  5  tahun  terlihat  pada  gambar  2.  Menurut  penelitian  para ahli, industri semen memberi kontribusi pada peningkatan konsentrasi CO2 mencapai 7% dari total  CO2  yang  ada  di  permukaan  bumi  (V.M  Malhorta,2002).  Pada  Gambar  3  di  tunjukkan bahwa pada tahun 1995  total   konsentrasi  emisi gas  CO2  di  permukaan bumi mencapai  21,6 milliard ton,  sekitar 7%  atau 1,4 miliar ton adalah kontribusi dari Industri semen.
Gambar 3. Proyeksi Emisi CO2 di dunia 1995-2010 (Sumber: V.M.Malhotra,2002)
Gambar 4: Distribusi wilayah Pemakaian  Semen di Dunia (Sumber :Lachemi Mohamed,2012)
0 200 400 600 800 1000 M ill io n T o n n es E ur op ea n U ni o n O th er E u ro pe Fo rm er S ov ie t U ni on N or th A m er ica C /S A m er ica A fri ca M id dl e E as t E as t A si a S /S E A si a O ce an ia 1995 2000 2005 2010
0 20 40 60 80 100 M il li o n T o n n e s A us tra lia C hi na D en m ar k G er m an y H on g K on g In di a Ja pa n R us si a So ut h A fric a Ta iw an U .S .A .
Production (Million tonnes)
Utilization (Million tonnes)
Pada  tahun  2010  di  proyeksikan    permukaan  bumi  akan  menerima    sebesar  28-30  miliar ton gas CO2 dan sekitar 7 % nya adalah suplai  dari industri semen atau sebesar 1,9 miliar ton. Selain  itu  penyediaan    bahan  baku  pasir,  kerikil  dan  air  beton  akan  menimbulkan  perubahan pada  alam  yang  menimbulkan  gangguan  pada  keseimbangan    lingkungan.  Sementara  industri beton adalah pemakai utama bahan baku besumber dari alam untuk mengisi kebutuhan agregat pembentuknya.  Sebagai  contoh  pada  gambar  4  diperlihatkan  kecenderungan  di  Amerika peningkatan  eksplorasi  alam  untuk  menyediakan  kebutuhan    batu  pecah  dan  pasir  pada pembuatan  beton.  (Kevin.J.Folliard)  Indonesia  dengan  penduduk  yang  besar  tentu  akan mengalami hal yang sama membutuhkan jumlah volume beton yang besar.

## 3.2 Kebutuhan Pengembangan Teknologi Beton
Kenyataan  saat  ini  menunjukkan  bahwa  setiap  tahun  jumah  volume  pemakaian  beton semakin  meningkat  terus    mengimbangi  suplai  kebutuhan  pada  berbagai  pembangunan konstrukasi.  Untuk  mencukupi  kebutuhan  pembangunan  konstruksi  di  seluruh  dunia    telah diproduksi    13  (tiga  belas)miliar  ton  beton  setiap  tahun  (Lachemi  Mohamed,  2012).  Oleh karena  itu  sudah  menjadi  tantangan  agar  dapat  mempertahankan  pemakaian  beton  sejumlah volume  tersebut  dan  sedikit  menimbulkan  gas  CO2.  Untuk  itu  diperlukan  pengembangan teknologi, yang dapat menyediakan beton yang sedikit menimbulkan  emisi gas CO2  sekaligus yang  dapat  mengurangi  kerusakan    pada  lingkungan  alam.  Dengan  perkembangan  berbagai macam  industri  dewasa  ini  akan  menimbulkan  banyak  limbah  buangan  melalui  pengolahan industrinya. Sebagian dari limbah tersebut dapat dijadikan bahan baku yang baik meningkatkan mutu  beton, misalnya abu terbang dari sisa pembakaran pembangkit tenaga listrik, mikrosilika sisa  buangan  dari  industri  bahan  kimia,  abu  dari  sisa  pembuatan  semen, slag dan  bahan lainnya.  Selain  itu  puing  dari  hasil  pembongkaran  konstruksi  beton    dan    dari  bahan  batu bangunan  yang  roboh  akibat  gempa  juga  dapat  dijadikan  bahan  agregat  beton  untuk menggantikan batu kerikil dan pasir.
Di  negara  berkembang  seperti  Indonesia  dan  negara  maju  seperti  Canada  dan  Amerika telah banyak dilakukan pemakaian abu terbang pada pembuatan beton. Contohnya pembuatan bahan  konstruksi.  Gambar  4.menunjukkan  bahwa  sebagian  besar  pemakaian  abuterbang  di Amerika  telah  dilakukan  pada  bahan  konstrusi  beton  yaitu  38.8  %  di  Canada  dan 52,7%.Sedangkan  pada  Gambar  5  ditunjukkan  bahwa  hasil  produksi  dan  pemakaian    abu terbang   di tiap Negara yang menghasilkan abuterbang  jumlah produksinya jauh melebihi  dari jumlah  penggunaannya.  Jadi  dari  segi  jumlah  volume  penggunaan,  abuterbang  masih berpeluang besar untuk terus ditingkatkan sebagai bahan tambahan pada beton. Sementara pada Gambar  6  ditunjukkan    bahwa  setiap  tahun  produksi  buangan  bahan  konstrusi  setiap  tahun adalah sebesar 11(sebelas) miliar ton, 42% nya adalah bahan yang  dapat di olah ulang menjadi bahan bahan baku untuk beton.
Gambar 5. Produksi dan Pemakaian Coal- Ash di Dunia (Sumber: Lambrous and Androus, Ryerson University)
Gambar 6. Limbah Konstruksi (Sumber: Cement Association of Canada)
Di negara berkembang seperti Indonesia tentu akan banyak bahan buangan sisa konstruksi seperti itu. Walaupun belum ada penelitian tentang jumlah bahan ini di Indonesia dengan kasat mata dapat dilihat contoh kasus  kejadian pada Gempa Jogja-Jateng  pada bulan Mei 2006 yang lalu. Banyak bangunan rumah penduduk yang terbuat dari batu bata dan beton yang memiliki perekat semen kurang baik roboh dan hancur, sehingga meninggalkan volume puing bangunan sangat  besar  yang  menimbulkan  kesulitan  pada  penampungannya.  Sementara  pembangunan kembali  konstruksi  rumah  yang  roboh    mebutuhkan  waktu    cepat  dan  biaya  hemat  .  Bahan puing    bangunan    seharusnya  dapat  dijadikan  sebagai  bahan  baku  pada  beton    selain  bahan lokal  lainnya.  Bahan  ini  memerlukan  penelitian  dan  pengolahan  produksi  yang  baik  seperti yang sudah dilakukan di Amerika dan Canada.

## 3.3 Kebutuhan Inovasi Penelitian
Sebagai  kontribusi  pada  solusi  masalah  maka  yang  pertama  perlu  dilakukan  adalah mengembangkan  penelitian  pada  bahan  Beton    Berkinerja  Tinggi  (  “High  Performance Concrete” ). Ada tiga kriteria yang harus dipenuhi oleh beton berkinerja tinggi yaitu pertama kuat  tekan  besar,  kedua  mudah  dikerjakan  dan  terakhir  durabilitasnya  baik.  Semakin  tinggi tingkat  kualitas  kriteria    tersebut  terpenuhi  maka  produksi  CO2  yang  ditimbulkan  oleh  beton akan semakin berkurang . Beberapa penelitian membuktikan  dengan penambahan Abu terbang dan mikrosilika pada  campuran  beton maka  kinerjanya akan  menjadi  meningkat.  Bahan  aditif ini  mempunyai  diameter  yang  lebih  kecil  dari  diameter  semen  sehingga  dapat  mengisi  pori yang belum ditempati semen pada campuran beton sekaligus mengganti sebagian posisi semen Sifat  aditif  ini  akan  menambah  kekuatan  dan  keawetan  paada  beton    walaupun  volume penggunaan semen  berkurang.
Persoalan  lainnya  adalah  pemakaian  air  pada  waktu  pengadukan.  Semakin  besar pemakaian air akan semakin mengurangi kekuatan beton  sementara semakin sedikit air  akan semakin sulit untuk mengerjakan beton tersebut .Karena itu penambahan “Superplaticizer”dapat  mengganti  penggunaan  sebagian  air  pada  saat  pencampuran  sehingga kemudahan pengerjaan  dapat dipertahankan  walaupun  jumlah air sudah berkurang. Menurut V.M Malhotra, 2002, ditunjukkan pada gambar 7 bahwa  biaya pembuatan kolom beton mutu tinggi  dengan  ukuran  100  cm  x100  cm  akan  semakin  menurun  jika  kuat  tekan  beton  tersebut meningkat. Artinya semakin tinggi kuat tekan betonnya maka biaya pembuatan kolom dengan ukuran tersebut akan semakin murah. Penurunan biaya ini akan mendorong para peneliti untuk mengembangkan penelitian beton mutu tinggi.

## Pinondang Simanjuntak “Pengembangan Teknologi Beton Kinerja Tinggi Yang Berkelanjutan”
Gambar 7: Hubungan Biaya dan Kuat tekan beton mutu Tinggi pada kolom (Sumber : V.M Malhotra, 2002)
Bahan  tambahan aditive mineral  atau  “ Suplementary  Cement  Materials ”(SCMs)  seperti abuterbang,  mikrosilika,  slag  dan  bahan  pozzolan  alam  lainnya  akan  membantu  .  Jika penambahan SCMs dapat mengurangi penggunaan semen mencapai 15% dari total pemakaian semen  di  dunia  maka  akan  dapat  mengurangi  jumlah  gas  CO2  yang  ditimbulkan  di  atmosfer sebesar  227  miliar  ton.  Jika  pengurangan  semen      mencapai    50%  maka  akan  mengurangi jumlah  gas  CO2  yang  ditimbulkan    di  bumi  sebesar  750  miliar  ton.  Jumlah  ini  sama  dengan emisi  CO2  yang  di  hasilkan  oleh  ¼    dari  total  jumlah  kendaraan  di    seluruh  dunia.(  V.M Malhotra). Ahli  teknologi  beton  dan  produser  semen    akan  berinovasi  untuk  menekan  jumlah buangan  gas  CO2  ke  permukaan  bumi  dengan  cara  mengembangkan  penelitian  cara pengurangan CO2 pada  industri  semen  dan  pengurangan  ekplorasi  bahan  alam  untuk  agregat. Di negara maju seperti Eropa dan Amerika penelitian ini sudah banyak dilakukan. (Steve Otto, LEED Ap).
Di Indonesia pemakaian SCMs akan  menarik untuk diteliti lebih jauh lagi sampai satu saat ditemukan  industri  beton  yang    ramah  lingkungan.  Sekarang  sudah    mulai  banyak  produksi beton  yang  memakai  bahan  tambahan  Abuterbang  yang  besar  yaitu  “High  Volume  Fly  Ash Concrete”  (HVFA Concrete ).Tahun  1980an  pemakaian  beton  seperti  ini  telah  dilakukan  di Canada.  Pemakaian  “HVFA  Concrete”  akan  mengurangi  pemakaian  semen  dan  akan mengurangi  jumlah  volume  gas  CO2.  Pemakaian  bahan  baku    dari  limbah    batu  buangan konstruksi  dan  bahan  daur  ulang  lainya  akan    menambah  sustanibilitas  beton  untuk mengantisipasi  efek  gas  rumah  kaca.  Untuk  menambah  keawetan  dan  kemudahan  pada pengerjaan beton  dapat ditambahkan bahan aditif “ Chemical Admixtures ”. Jadi Industri beton dimasa mendatang akan cenderung ingin menemukan bahan semen dengan sedikit kandungan CO2.Bahan  agregat  yang  diperoleh  dari    puing  buangan  konstruksi  atau  bahan  yang  dapat didaur  ulang  akan  memberi  kontribusi  yang  besar  untuk  menemukan  beton  yang sustanibilitasnya  baik atau “ Sustainable Concrete ” Beberapa Industri semen Internasional telah mulai mengarahkan penelitianya  kearah ini.

## 4. KESIMPULAN
Dimasa  mendatang  dibutuhkan  pengembangan  Teknologi  Beton  yang  intensif  untuk menemukan  beton  yang  ramah  lingkungan  “ Sustainable  Concrete ”  yang  ideal.  Selain  itu dibutuhkan  penelitian  yang  dapat  menemukan    produksi  Semen  yang  makin  sedikit menimbulkan ekses emisi gas CO2.
e-Journal_Jurnal Rekayasa Teknik Sipil dan Lingkungan,2022 Vol. 4, No. 1, April 2023: hlm 8-14. ISSN 2722-0230 (Online)
Saat  ini  dan  kedepan  dibutuhkan  inovasi  penelitian  teknologi  beton  dengan  bahan  tambahan aditif  mineral  (SCMs),  “ Chemical  Admixtures ”  dan  bahan  agregat  hasil  limbah  pecahan bongkahan  Konstruksi dan  bahan  daur  ulang  lain  untuk  menemukan    beton    berkinerja  tinggi yang berkelanjutan dan ramah lingkungan

## 5. DAFTAR PUSTAKA
A.J  Clark  2004  “  Concrete:  Producing  Materials”  School  of  Engineering  Dept.  of  Civil  and Environment Engineering Univ.of Maryland, Spring.
Cement Association of Canada ”Concrete : The ‘Non Waste’ in the Construction Waste team” Darmadi, Hamid. 2011. Metode Penelitian Pendidikan. Bandung: Alfabeta. Mehta P.K 2014  “ Concrete : Microstructures, Properties and Materials”
Lachemi,Mohamed  2012  “Sustainable  Concrete  Construction  in  the  21st  Century: Challenges & Opportunities”
Kevin J.Folliard 2007  “ACAA  C2P2 Workshop: Concrete and Sustainability”
Qin  Weizu  2004  “  What  role  could  concrete  technology  play  for  sustainability  in  China”
Tsinghua University, Beijing PRC,
Tampubolon, S. P. (2022). Struktur Beton I.
Steve  Otto  2006“  Better  Concrete  conference  :Global  issue,  Local  solution  ,Cement Manufacture and  Sustainabilty”.
US Army Corps of Engineers “ Eng Research Development Center :Concrete the Material of Choice”
V.M.Malhotra 2002 “ MTL CANMET LTM : Sustainibility and Concrete  Technology” Zed Mestika, 2004   Meyode Penelitian Kepustakaan Yayasan Pusyaka Obor Indonesia