E-ISSN: 2548-1398
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
Fery  Hamonangan  Hasibuan 1* ,  Muhammad  Aswin 2 ,  Gina  Cynthia  Raphita Hasibuan 3
Universitas Sumatera Utara, Medan, Indonesia 1,2,3
Email: feryhamonangan.hasibuan@gmail.com *

## Abstrak
Komposit yang memiliki sifat dan perilaku tarik yang lebih baik dibandingkan dengan beton sering dikenal dengan sebutan engineered cementitious composites (ECC). ECC biasanya terbuat dari semen, air, pasir silika, material cementitious, serat, dan bahan tambah lainnya dengan  proporsi  tertentu.  Istilah  mortar  ECC  digunakan  karena  ECC  tersebut  tidak menggunakan serat. Abu cangkang sawit (ACS) digunakan sebagai material cementitious pada riset ini. Sedangkan sebagai pengganti serat, digunakan crumb rubber (dengan proporsi 2,5%; 5%; 7,5%; 10% dan 12,5% dari berat semen) untuk membentuk CR-ECC. Workability diukur berdasarkan uji slumpflow yaitu pengukuran T500 dan diameter slumpflow. Tujuan penelitian ini adalah untuk meninjau penggunaan variasi crumb rubber terhadap slumpflow adukan segar CR-ECC yang berbasis abu cangkang sawit. Berdasarkan hasil dari  pengujian slumpflow, diperoleh diameter sebaran slumpflow rata-rata (D) dari adukan segar CR-ECC terletak antara 710 mm sampai dengan 930 mm, sedangkan waktu sebaran slumpflow (T500) dari adukan segar CR-ECC yaitu berkisar antara 0,90 detik sampai dengan 1,68 detik. Hasil pengujian slumpflow dari adukan segar CR-ECC menunjukkan workability yang baik, dan sudah  sesuai  dengan  ketentuan  standar.  Penggunaan  crumb  rubber  dapat  mempengaruhi workability  karena  factor  daya  serapnya  terhadap  air,  namun  keterlibatan  penggunaan superplasticizer ternyata sangat berperan dalam mempertahankan workability adukan segar CR-ECC, sekalipun nilai faktor air semen (f.a.s) konstan.
Kata kunci : mortar ECC; abu cangkang sawit, crumb rubber, slumpflow

## Abstract
Composites that have better tensile properties and behavior compared to concrete are often known as engineered cementitious composites (ECC). ECC is usually made from cement, water,  silica  sand,  cementitious  material,  fiber  and  other  added  materials  in  certain proportions. The term ECC mortar is used because ECC does not use fiber. Palm shell ash (ACS) was used as a cementitious material in this research. Meanwhile, as a substitute for fiber, crumb rubber is used (with a proportion of 2.5%; 5%; 7.5%; 10% and 12.5% of the cement  weight)  to  form  CR-ECC.  Workability  is  measured  based  on  the  slumpflow  test, namely measuring T500 and slumpflow diameter. The aim of this research is to review the use of crumb rubber variations in the slumpflow of fresh CR-ECC mix based on palm shell ash. Based on the results of the slumpflow test, the average slumpflow distribution diameter (D) of the CR-ECC fresh mix is between 710 mm to 930 mm, while the slumpflow distribution time  (T500)  of  the  CR-ECC  fresh  mix  is  around  0.90  seconds  up  to  1.68  seconds.  The slumpflow  test  results  of  the  CR-ECC  fresh  mix  show  good  workability,  and  are  in accordance with standard requirements. The use of crumb rubber can affect workability due to its water absorption factor, but the involvement of the use of superplasticizer turns out to
be  very  important  in  maintaining  the  workability  of  fresh  CR-ECC  mix,  even  though  the cement water factor (f.a.s.) value is constant.
Keywords : ECC mortar; palm shell ash, crumb rubber, slumpflow

## 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.

## Metode Penelitian
Penelitian  ini  dilakukan  secara  bertahap,  yangmana  terbagi  atas  beberapa tahapan kegiatan, mulai dari pekerjaan persiapan sampai pengujian dan analisis data.

## Pengadaan Material dan Peralatan
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
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.
Tabel-1: Mix Proportion CR-ECC 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
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-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

## Hasil dan Pembahasan
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).

## Kesimpulan
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
2,5%
5% 7,5% 10% 12,50% FCR 0,93 1,10 1,19 1,28 1,51 CRE 0,90 1,07 1,16 1,23 1,47 TCRE 1,21 1,38 1,48 1,52 1,68 2, 5 2, 5 2, 5 2, 5
2, 5 2, 5 2, 5 2, 5 2, 5 2, 5
2, 5 2, 5 2, 5 2, 5 2, 5 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 Wa kt u Se ba ra n Al ira n T5 00 (d et ik ) 2,5% 5% 7,5% 10%
12,50% FCR 870 840 800 780 750 CRE 780 760 750 720 710 TCRE 930 920 900 850 810 2, 5 2, 5 2, 5 2, 5 2, 5 2, 5 2, 5 2, 5 2, 5 2, 5 2, 5 2, 5 2, 5 2, 5 2, 5 0 200 400 600 800 1000 1200 Di am et er Se bar an Al iran (m m )
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.

## BIBLIOGRAPHY
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: