## INOVASI BETON RINGAN DAN EKONOMIS MENGGUNAKAN ABU SEKAM PADI, SERBUK BATA RINGAN, ABU BATU
* Dian Arumningsih Diah Purnamawanti 1 , Kusdiman Joko Priyanto 2 , Gunarso 3
1,2,3 Fakultas Teknik, Universitas Tunas Pembangunan
*) Email : dian.arumningsih@lecturer.utp.ac.id

## ABSTRACT
Lightweight concrete is concrete that has light aggregate or a mixture of light coarse aggregate and natural sand as a substitute for coarse aggregate provided that it does not exceed the maximum concrete weight of 1850 kg/m3 and must meet the compressive strength and tensile strength requirements of light weight concrete for structural purposes. In order to obtain light weight concrete, material innovation with light density and economy is required, namely by using rice husk ash waste as a cement substitute, then light brick waste is used as a fine aggregate substitute material. The purpose of this study was to determine the effectiveness of using  rice husk ash, light brick powder and stone ash to increase the compressive strength and density of lightweight concrete. The amount of cement used was 340 kg/m3, so that optimum results were obtained by using rice husk ash 10% by weight of cement, then light brick powder, namely 75% and 25% by weight of fine aggregate. The concrete compressive strength plan made was 30 MPa aged 28 days, with a cylindrical specimen with a diameter of 15 x 30 cm. Rice husk ash can be used as a cement substitution material because it contains compounds present in cement, the largest content of which is silica of 71.08%. From this research it can be obtained the percentage of the use of waste materials, namely rice husk ash 10% by weight of cement, 75% light brick powder and 25% stone ash from fine aggregate. Innovation concrete with rice husk ash waste, lightweight brick powder in this study is lighter than lightweight concrete without innovation. And more efficient by Rp. 142,818.54 or 16 % more economical.

## Keyword: Lightweight Concrete, Compressive Strength, and Economical

## ABSTRAK
Beton  ringan  lightweight  concrete  adalah  beton  yang  memiliki  agregat  ringan  atau  campuran  agregat  kasar  ringan  dan  pasir  alam sebagai pengganti agregat kasar dengan ketentuan tidak boleh melampaui berat isi maksimum beton 1850 kg/m 3 dan harus memenuhi ketentuan kuat tekan dan kuat tarik berat beton ringan untuk tujuan struktural. Untuk memperoleh berat beton ringan diperlukan inovasi material  dengan  berat  jenis  ringan  serta  ekonomis  yaitu  dengan  menggunakan  limbah  abu  sekam  padi  sebagai  subsitusi  semen, kemudian limbah bata ringan yang digunakan sebagai material pengganti agregat halus. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui efektifitas penggunaan abu sekam padi, serbuk bata ringan dan abu batu terhadap peningkatan kuat tekan dan berat isi beton ringan. Jumlah semen yang digunakan 340 kg/m 3 , sehingga didapatkan hasil optimum penggunaan abu sekam padi 10 % dari berat semen, kemudian serbuk bata ringan yaitu 75 % dan 25 % dari berat agregat halus Rencana kuat tekan beton yang dibuat yaitu 30 MPa umur 28 hari, dengan benda uji silinder berdiameter 15 x 30 cm. Abu sekam padi dapat digunakan sebagai material subsitusi semen karena mengandung senyawan yang ada dalam semen, kandungan terbesarnya yaitu silika sebesar 71.08 %. Dari penelitian tersebut dapat diperoleh prosentase penggunaan material limbah yaitu abu sekam padi 10 % dari berat semen, serbuk bata ringan 75 % dan abu batu 25 % dari agregat halus. Beton Inovasi dengan limbah abu sekam padi, serbuk bata ringan pada penelitian ini lebih ringan daripada beton ringan tanpa inovasi. Dan lebih hemat sebesar Rp. 142,818.54 atau 16 % lebih ekonomis.
Kata kunci: tuliskan 3-5 kata kunci yang terkait dengan isi makalah

## 1. PENDAHULUAN

## Latar belakang
Salah satu bahan yang penting dalam pembangunan infrastruktur adalah beton. Asosiasi Semen Indonesia (ASI) mencatat konsumsi semen domestik pada tahun 2021 mencapai 66,21 juta ton, naik dari 2020 yang sebesar 62,51 juta ton. Namun, tingginya  tingkat  produksi  semen  menyebabkan  beberapa  dampak  negatif  terhadap  lingkungan.  Pembuatan  semen berkontribusi pada peningkatan kadar karbon dioksida (CO2) di atmosfer. Dengan semakin pesatnya pertumbuhan dan perkembangan  teknologi  di  bidang  konstruksi,  yang  terus  mendorong  kita  lebih  memperhatikan  standar  mutu  serta produktivitas  kerja,  yang  tentunya  akan  berperan  dalam  meningkatkan  sebuah  pembangunan  konstruksi  yang  lebih berkualitas. Salah satunya adalah beton ringan / lightweight concrete [1]. Beton ringan / lightweight concrete adalah beton yang memiliki agregat ringan atau campuran agregat kasar ringan dan pasir alam sebagai pengganti agregat kasar dengan ketentuan tidak boleh melampaui berat isi maksimum beton 1850 kg/m3 dan harus memenuhi ketentuan kuat tekan dan kuat tarik belah beton ringan untuk tujuan struktural [2] [3]. Untuk memperoleh berat beton ringan diperlukan inovasi material dengan berat jenis ringan serta ramah lingkungan yaitu dengan menggunakan limbah abu sekam padi sebagai subsitusi semen, kemudian limbah bata ringan dan abu batu yang digunakan sebagai material pengganti agregat halus. Limbah  sekam  padi  merupakan  limbah  dari  hasil  penggilingan  padi  yang  belum  termanfaatkan  secara  optimal  oleh masyarakat. Pada penelitian ini memanfaatkan limbah sekam padi sebagai subtitusi semen. Abu sekam padi mengandung silika sebanyak 87% - 97% berat kering setelah mengalami pembakaran sempurna  [4]. Limbah bata ringan merupakan limbah pecahan atau sisa – sisa potongan pada saat pengerjaan pemasangan bata ringan yang sering dibiarkan menumpuk
sehingga menjadi sampah di lingkungan masyarakat, sulit didaur ulang, dan memiliki nilai jual yang sangat rendah. Bata ringan  banyak  digunakan  sebagai  penyusun  dinding  karena  sifanya  yang  ringan  serta  ukurannya  yang  lebih  fleksibel. Pada  penelitian  ini  memanfaatkan  limbah  bata  ringan  sebagai  bahan  pengganti  sebagian  dari  aggregat  halus  [5]. Penggunaan  struktur  beton  menyebabkan  tingginya  permintaan  material  pasir.  Agregat  buatan  menjadi  pilihan  untuk bahan  campuran  beton,  untuk  itu  dibutuhkan  inovasi  guna  Salah  satunya  agregat  buatan  adalah  abu  batu.  Abu  batu merupakan produk hasil sisa dari proses penghancuran batu oleh stone crusher dan dapat dimanfaatkan untuk campuran beton [6]

## Tinjauan pustaka

## Beton Ringan
Beton normal merupakan bahan yang cukup berat, dengan berat sendiri mencapai 2400 Kg/m3. Untuk mengurangi beban mati pada suatu struktur beton maka telah banyak dipakai jenis beton ringan. Menurut SNI 03-2847-2002, beton dapat digolongkan sebagai beton ringan jika beratnya kurang dari 1900 Kg/m 3 .

## Beton ramah lingkungan serta ekonomis
Beton ramah lingkungan atau beton hijau green concrete didefinisikan sebagai beton yang menggunakan bahan limbah sebagai salah satu komponennya, atau proses produksinya tidak menyebabkan kerusakan lingkungan [7].

## Sement Portland
Semen  portland didefinisikan  sebagai  semen  hidrolik  yang  dihasilkan  dengan  klinker  yang  terdiri  dari  kalsium  silikat hidrolik,  yang  umumnya  mengandung  satu  atau  lebih  bentuk  kalsium  sulfat  sebagai  bahan  tambahan,  yang  digiling bersama bahan utamanya. Bahan utama penyusun semen adalah Kapur (CaO), Silika (SiO2), dan Alumina (Al2O3). Fungi utama semen pada beton adalah mengikat butir – butir agregat sehingga membentuk suatu massa padat. Selain itu juga untuk mengisi  rongga – rongga udara diantara butir – butir agregat.

## Abu Sekam Padi
Sekam  padi  merupakan  produk  limbah  pertanian  yang  diproduksi  dalam  jumlah  besar  secara  global  setiap  tahunnya. Sekam padi banyak ditemukan di tempat penggilingan padi, dan produksinya cukup besar sekitar 20% sampai 30% dari berat padi. Berdasarkan data Badan Pusat Statistik tahun 2021, jumlah produksi gabah kering di Indonesia adalah 54,42 juta ton. Abu sekam padi yang akan digunakan pada penelitian ini ditunjukkan pada gambar 1.

## Gambar 1 . Abu  Sekam  Padi
Pada  penelitian  ini  digunakan  abu  sekam  padi  berwarna  putih  keabu  –  abuan  yang  berarti  proses  Abu  sekam  padi mengandung silika sebanyak 87% - 97% berat kering setelah mengalami pembakaran sempurna.

## Agregat Halus (Serbuk Bata Ringan)
Bata ringan adalah bata berpori dengan berat jenis lebih ringan dari bata merah, yaitu 600  – 1600 Kg/m3  tergantung mixed  design  komposisi  campuran  [8].  Pada  era  saat  ini  bata  ringan  banyak  digunakan  masyarakat  sebagai  bahan konstruksi bangunan sebagai pengganti bata merah, karena pada pengaplikasian bata ringan tersebut lebih mudah dan praktis dalam menghemat material dan efisiensi waktu pengerjaan

## Agregat Halus (Abu Batu)
Abu batu merupakan hasil penggerusan dari produksi batu pecah. Abu batu merupakan  abu yang mengandung banyak silika,  besi,  dan  kapur  walaupun  dalam  kadar  yang  rendah.  Dari  setiap  daerah  komposisi  abu  batu  digunakan  dalam adukan beton terutama untuk memperbaiki sifat dari beton [9]. Abu batu mengandung senyawa silika yang sangat halus yang bersifat amorf sehingga mampu mengeras bila dicampur dengan semen. Senyawa yang terjadi antara silika amorf dan kapur adalah senyawa silikat kalsium yang sukar larut dalam air. Agregat halus yang akan digunakan pada penelitian ini ditunjukkan pada gambar 2.
Gambar 2 . Abu  batu

## Air
Air yang dapat digunakan dalam proses pencampuran beton adalah sebagai berikut : Air yang digunakan pada campuran beton harus bersih dan bebas dari bahan – bahan merusak mengandung oli, asam, garam, bahan organik, atau bahan – bahan lainnya yang merugikan terhadap beton atau tulangan

## 2. METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  menganalisis  secara  langsung  dan  objektif  dengan  menghasilkan  suatu  analisa  mengenai  inovasi  beton ringan mutu tepat 30 Mpa ramah lingkungan dengan menggunakan abu sekam padi [10], serbuk bata ringan dan abu batu. Teknik pengumpulan data dalam penelitian ini adalah dengan menggunakan studi pustaka dan penelitian eksperimen di laboratorium.  Teknik  ini  bertujuan  untuk  mencari  data  –  data  yang  relevan  dengan  jenis  penelitian  yang  akan dilaksanakan. Selain itu, data yang didapat dari studi pustaka akan membantu bagi penulis untuk memperluas wawasan dalam  menyelesaikan  penelitian.  Setelah  melakukan  studi  pustaka  mengenai  inovasi  beton  ringan  mutu  tepat  30  mpa ramah  lingkungan  dengan  menggunakan  abu  sekam  padi,  serbuk  bata  ringan,  di  laboratorium.  Penelitian  dilanjutkan dengan menghitung Gravity Spesific material, Chemical Elemen Analysis. Beberapa mix design dibuat dan diuji untuk mengetahui w/c optimum dan kadar abu sekam padi, serbuk bata ringan, dan optimum agar mencapai berat beton ringan, kuat tekan dan slump test yang diharapkan pengujian ini dilakukan menggunakan silinder 15 x 30 cm tiap mix design. Setelah mendapatkan mix design yang optimal, lalu hasil pengujian berat beton ringan, slump test, dan kuat tekan. Konsep inovasi pada penelitian ini menggunakan abu sekam padi sebesar 10% sebagai subtitusi semen, serbuk bata ringan sebesar 75% sebagai subtitusi agregat halus, dan 25% sebagai subtitusi agregat halus.

## Benda uji
Benda uji yang digunakan adalah silinder 15 x 30 cm dan di uji kuat tekan pada umur 14 dan 28 hari. Jumlah sampel yang di buat adalah 3 silinder sampel untuk masing-masing umur beton, sehingga total junlah sampel adalah 6 silinder sampel.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Data Uji Material

## Semen
a. Semen yang digunakan adalah semen PCC Tiga Roda
b. Gravity Spesific : 3,15 gr/cm3.

## Abu Sekam Padi
Kandungan senyawa abu sekam padi selengpnya disajikan pada tabel 1 sebagai berikut :
Tabel 1 . Hasil Uji Handheld XRF Kandungan Senyawa Abu Sekam Padi Element Conc. [%] Stddev. [%] Magnesium Oxide MgO 0.54 0.32 Silicon Oxide SiO2 71.08 0.49 Phosphorus P 0.38 0.02 Sulfur S 0.09 0.01
Element Conc. [%] Stddev. [%] Potassium Oxide K2O 1.73 0.02 Calcium Ca 1.18 0.01 Titanium Ti 0.02 0.00 Manganese Mn 0.15 0.01 Iron Fe 0.41 0.01 Copper Cu 0.01 0.00 Zinc Zn 0.03 0.00 Strontium Sr 0.01 0.00 Magnesium Oxide MgO 0.54 0.32

## Serbuk Bata Ringan
a. Bata ringan yang digunakan dari limbah dari pabrik bata ringan daerah Wonogiri, Jawa Tengah.
b. Berat Jenis
Berat jenis Bulk : 1.415  gr/cm3 Berat jenis kering permukaan jenuh (SSD) : 1.510gr/cm3 Berat jenis semu :1.564 gr/cm3
c. Penyerapan : 6.686 %
d. Analisis saringan
Adapun  hasil uji analisis saringan serbuk bata ringan ditunjukkan pada tabel 2.
Tabel 2 . Analisis Saringan Agregat Halus (Serbuk Bata Ringan) Ukuran No. Lubang ayakan (mm) Berat tertahan (gram) Persen berat tertahan (%) Persen berat tertahan kumulatif (%) Persen berat lolos kumulati f (%) 16 1.2 0 0 0 0 20 0.85 0 0 0 0 30 0.6 0 0 0 100 50 0.3 67 33.5 33.5 66.5 100 0.15 89 44.5 78 22 200 0.075 38 9 97 3 Pan 6 3 100 0 Total 200 100 309 Modulus Halus Butir (MHB) 3.284

## Abu Batu
Abu batu yang digunakan adalah abu batu dari Sragen, Jawa Tengah.
a. Berat Jenis
Berat jenis Bulk :  2.267 gr/cm3. Berat jenis kering permukaan jenuh (SSD) : 2.326 gr/ cm3. Berat jenis semu : 2.408 gr/ cm3
b. Penyerapan : 2.567 %
c. Kadar lumpur : 2.437 %
d. Analisis saringan
Hasil uji analisis saringan abu batu ditunjukkan pada tabel 3.
Tabel 3 . Analisis Saringan Agregat Halus (Abu Batu) Ukuran No. Lubang ayakan (mm) Berat tertahan (gram) Persen berat tertahan (%) Persen berat tertahan kumulatif (%) Persen berat lolos kumulati f (%) 16 1.2 0 0 0 0 20 0.85 0 0 0 0 30 0.6 0 0 0 100 50 0.3 251 50.2 50.2 49.8 100 0.15 158 36.1 18.8 18.2 200 0.075 73 14.6 96.4 3.6 Pan 18 3.6 100 0 Total 500 100 328 Modulus Halus Butir (MHB) 3.284

## Split Berpori
a. Abu batu yang digunakan adalah abu batu dari Sragen, Jawa Tengah.
b. Berat Jenis
Berat jenis Bulk : 1.915  gr/cm3. Berat jenis kering permukaan jenuh (SSD) : 2.000gr/cm3. Berat jenis semu : 2.093gr/cm3
c. Penyerapan : 4.463%
d. Ukuran split bepori yang digunakan 20 mm

## Mix Design
Perencanaan Mix Design beton mengacu pada SNI 7656-2012. Dengan rencana kuat tekan beton ringan yaitu 30 MPa dengan rencana umur 28 hari. Hasil analisis mix design ditunjukkan pada tabel 4 sebagai berikut.
Tabel 4 . Mix Design Water Binder Slump Test Material Berat jenis Persentase (%) Berat (m 3 ) Silinder 1 Kadar udara 0 19.51 340 2.343 sement 3150 2.17 37.78 0.260 Abu sekam padi 1212 19.51 170 1.172 Air 1000 19.51 1.51 0.010 Sika Visconcrete 1003 1000 17.71 309 2.127 Bata ringan 1510 35.15 613 4.223 Abu Batu 2326 19.51 272 1.877 Total 1743

## Uji Mutu Beton
Hasil uji kuat tekan beton pad umur 14 dan 28 hari di tunjukkan pada tabel 5 dan tabel 6 sebagai berikut :
Tabel 5 . Hasil uji tekan beton umur 14 hari No. sampel Berat beton (kg) Bacaan Dial (kN) Hasil  kuat  tekan umur 14 hari Rata-rata (Mpa) 1 9.560 470 26.6 26.12 2 9.525 450 25.46
No. sampel Berat beton (kg) Bacaan Dial (kN) Hasil  kuat  tekan umur 14 hari Rata-rata (Mpa) 3 9.545 465 26.31 Tabel 6 . Hasil uji tekan beton umur 28 hari No. sampel Berat beton (kg) Bacaan Dial (kN) Hasil  kuat  tekan umur 14 hari Rata-rata (Mpa) 1 9.195 540 30.56 30.75 2 9.280 530 29.99 3 9.340 560 31.69
Berdasarkan hasil pengujian pada umur 28 hari menghasilkan kuat tekan rata-rata 30.75 Mpa artinya masih lebih besar dibandingkan  dengan  beton  konvensional  30  Mpa.  Berat  beton  inovasi  juga  lebih  ringan  dibandingkan  dengan  beton konvensional yang bisa mencapai rata-rata 9.680 kg dengan ukuran silinder yang sama.

## Rencana Anggaran Biaya
Perbandingan harga beton ringan inovasi dan beton ringan tanpa inovasi dapat menghemat biaya sebesar Rp. 142,818.54 atau 16 % lebih ekonomis . Adapun perbandingan harganya ditunjukkan pada tabel 7 sebagai berikut. Harga dasar bahan yang digunakan adalah pada wilayah surakarta.
Tabel 7 . Perbandingan Rencana Anggaran Biaya No.   Material Harga satuan (Rp) RAB Beton Inovasi RAB Beton Konvensional Volume sat Harga 1 m 3 Volume sat Harga 1 m 3 1 Air Rp. 50,00 170 lt Rp. 50,00 170 lt Rp. 8.880 2 Semen Rp. 1.325.000 340 kg Rp. 1.325.000 410 kg Rp. 543.250 3 Abu Sekam Padi Rp. 50,00 37.78 kg Rp. 50,00 - kg - 4 Pasir Rp. 158.000 308.69 kg Rp. 158.000 813 kg Rp. 128.466 5 Abu Batu Rp. 120.000 613 kg Rp. 120.000 - kg - 6 Serbuk Bata Ringan Rp. 100.000 - kg Rp. 100.000 - kg - 7 Split Berpori Rp. 150.000 272.34 kg Rp. 150.000 - kg - 8 Batu Apung Rp. 172.000 - kg Rp. 172.000 172 kg Rp. 29.584 9 Sika Visconcrete 1003 Rp. 80.000 1.51 lt Rp. 80.000 2.22 lt Rp. 177.600 Total Rp. 744.961.94 Rp. 887.780, 48 Selisih Rp. 142.818.54

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkanb beberapa hal sebagai berikut:
a. Abu sekam padi dapat digunakan sebagai material subsitusi semen karena mengandung senyawa yang ada dalam semen, kandungan terbesarnya yaitu silika (silicone oxide) sebesar 71.08 %.
b. Beton Inovasi dengan limbah abu sekam padi, serbuk bata ringan dan abu batu pada penelitian ini lebih ringan daripada beton ringan tanpa inovasi.
c. Beton Inovasi dengan  limbah abu sekam padi, serbuk bata ringan dan abu batu pada penelitian ini lebih hemat sebesar Rp. 142,818.54 atau 16 % lebih ekonomis

## DAFTAR PUSTAKA
[1] ACI, “Cement_and_Concrete_Terminology,” vol. 19, 2000.
[2] SNI 03 – 2847 - 2002, “Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung,” Bandung, 2002.
[3] D. E. Dixon et al. , “Standard Practice for Selecting Proportions for Normal, Heavyweight, and Mass Concrete (ACI 211.1-91) Chairman, Subcommittee A,” 1991.
[4] P. A. Handayani, E. Nurjanah, and W. D. P. Rengga, “PEMANFAATAN LIMBAH SEKAM PADI MENJADI SILIKA GEL,” Jurnal Bahan Alam Terbarukan , vol. 3, no. 2, Dec. 2014, doi: 10.15294/jbat.v3i2.3698.
[5] B. Demirel, “The effect of the using waste marble dust as fine sand on the mechanical properties of the concrete,” 2010. [Online]. Available: http://www.academicjournals.org/IJPS
[6] B. Zamzam Nurjaman, E. Walujodjati, and J. Konstruksi Sekolah Tinggi Teknologi Garut Jl Mayor Syamsu No, “Pengaruh Penggunaan Agregat Abu Batu Sebagai Pengganti Agregat Halus Alami Terhadap Sifat-Sifat Beton.” [Online]. Available: http://jurnal.sttgarut.ac.id/
[7] K. H. Obla, “What Is Green Concrete ?,” 2009. [Online]. Available: www.astm.org.
[8] T. Mulyono, “TEKNOLOGI BETON,” 2015. [Online]. Available: http://www.unj.ac.id
[9] T. R. Raswitaningrum, R. Fajar, and A. Setiawan, “Pengaruh Abu Batu Terhadap Kuat Tekan Beton Pasca Pembakaran,” 2019.
[10] R. S. Bie, X. F. Song, Q. Q. Liu, X. Y. Ji, and P. Chen, “Studies on effects of burning conditions and rice husk ash (RHA) blending amount on the mechanical behavior of cement,” Cem Concr Compos , vol. 55, pp. 162–168, 2015, doi: 10.1016/j.cemconcomp.2014.09.008.