INNOVATIVE: Journal Of Social Science Research Volume 4 Nomor 3 Tahun 2024 Page 11165-11175 E-ISSN 2807-4238 and P-ISSN 2807-4246
Website: https://j-innovative.org/index.php/Innovative
Analisis Beton Porous Menggunakan Agregat Kasar Bergradasi 20 mm Berdasarkan Nilai Kuat Tekan dan Porositas
Toni Budi Santoso 1 ✉ , M.Zainul Ikhwan 2 , Zainuddin 3 , Bella Luthfiani Al Zakina 4
Universitas Bojonegoro
Email: prawoto.poni@gmail.com 1 ✉

## Abstrak
Salah satu inovasi yang sedang dilakukan dalam dunia konstruksi adalah beton porous. Beton non pasir merupakan jenis beton ringan yang dibuat tanpa menggunakan agregat halus (pasir). Tidak adanya agregat  halus  dalam  campuran  menghasilkan  beton  yang  berpori  sehingga  beratnya  menjadi berkurang.  Mix  design  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  mengacu  pada  ACI-522R-10  dengan mengunakan ukuran agregat kasar 20 mm. menggunakan total 15 buah benda uji dengan perawatan dalam bak perendam. Dilakukan pengujian kuat tekan, porositas dan permeabilitas beton pada umur 7, 14 dan 28 hari. Benda uji mempunyai dimensi silinder 15 cm x 30 cm dan 10 cm x 20 cm untuk pengujian porositas. Hasil penelitian ini menunjukkan kuat tekan beton porous dengan mengunakan agregat kasar ukuran 20 mm untuk umur 7 hari rata-rata sebesar 4,501 Mpa dan umur 14 hari kuat tekan rata-rata sebesar 5,206 Mpa sedangkan umur 28 hari mengalami penurunan kuat tekan nilai kuat tekan pada umur 28 hari sebesar 4,092 Mpa Sehingga beton porous yang digunakan dalam penelitian ini memenuhi persyaratan kuat tekan beton porous menurut ACI 522R – 10. Sedangkan untuk porositas beton porous pada umur 7 hari sebesar 12.95 % dan umur 14 hari sebesar 11.95 % pada umur 28 hari nilai porositas sebesar 13.22 %. Sedangkan untuk permeabilitas beton porous pada umur 28 hari sebesar 1.17 mm/s. Kata Kunci: Beton Porous, Porositas, Permeabilitas
Abstract
One of the innovations that is being carried out in the world of construction is porous concrete. Non- sand concrete is a type of lightweight concrete made without using fine aggregate (sand). The absence of fine aggregate in the mixture produces porous concrete so its weight is reduced. The mix design used in this research refers to ACI-522R-10 using a coarse aggregate size of 20 mm. using a total of 15 test objects with treatment in a soaking bath. Tests were carried out for compressive strength, porosity and permeability of concrete at the ages of 7, 14 and 28 days. The test object has cylindrical dimensions of 15  cm  x  30  cm  and  10  cm  x  20  cm  for  porosity  testing.  The  results  of  this  research  show  that  the compressive strength of porous concrete using 20 mm coarse aggregate for an average age of 7 days is  4,501  Mpa  and  at  14  days  the  average  compressive  strength  is  5,206  Mpa,  while  at  28  days  the compressive strength decreases in compressive strength values  at age 28 days is 4,092 Mpa. So the porous concrete used in this research meets the compressive strength requirements for porous concrete according to ACI 522R - 10. Meanwhile, the porosity of porous concrete at 7 days is 12.95% and at 14 days is 11.95%. At 28 days, the porosity value amounting to 13.22%. Meanwhile, the permeability of porous concrete at 28 days is 1.17 mm/s.
Keywords: Porous Concrete, Porosity, Permeability

## PENDAHULUAN
Perubahan tata guna lahan berbagai infrastruktur menyebabkan berkurangnya daerah resapan  air,  seiring  dengan  meningkatnya  kebutuhan  sarana  dan  prasarana  pelayanan. Limpasan  permukaan  disebabkan  oleh  penggunaan  lahan  yang  mengabaikan  faktor lingkungan,  yang  meningkatkan  bahaya  pencemaran  air  tanah.  Akibatnya,  pemanfaatan material  diperlukan  untuk  mengurangi  risiko  (Dong  et  al.,  2023).  Pada  perkerasan  jalan, penggunaan lahan dapat dilakukan secara efektif dan efisien dengan inovasi Beton Porous (Lee et al., 2024). Beton porous dapat digunakan sebagai komponen struktural serta saluran drainase, memungkinkan air limpasan dialirkan ke bumi dan mencegah banjir (Yang et al., 2023).  Beton  porous  terdiri  dari  campuran  air,  semen,  agregat  kasar  dengan  gradasi seragam atau pecahan, dan agregat halus dengan kadar sedikit atau tanpa agregat halus sama sekali. Campuran Ini menghasilkan jaringan pori yang luas dan saling berhubungan Porositas (Browne et al., 2023).
Beton Porous adalah material yang permeabel karena tingginya, yang memungkinkan cairan mengalir melalui lubang pada konstruksi beton (Frías et al., 2024) . Agregat kasar, sebagai  pencampur  bahan  campuran  untuk  beton  Berpori,  merupakan  mayoritas campuran, berkisar antara 75 hingga 85% (Li et al., 2023). Salah satu variabel kunci kinerja campuran beton porous adalah agregat berupa butiran. Rongga kuantitas dan stabilitas
campuran dipengaruhi oleh ukuran agregat (C. Zhang et al., 2024). Salah satu parameter yang mempengaruhi pencapaian kuat tekan, permeabilitas optimum, dan porositas adalah pemilihan ukuran agregat kasar. Pada tekan kuat, beton porous dengan porositas tinggi menyebabkan  masalah  (Sui  et  al.,  2024).  Kekuatan  beton  berkurang  seiring  dengan bertambahnya  volume  pori.  Tambahkan  sedikit  pasir  ke  dalam  campuran  untuk memperkecil volume pori-pori dan gunakan penekan yang kuat pada beton yang tembus air (W. Zhang, Wang, et al., 2024).
Penelitian  sebelumnya  yang  dilakukan  dalam  pembuatan  beton  porous  ini menggunakan sejumlah sampel dengan komposisi variasi ukuran agregat kasar. Ada empat variasi  yang  diuji,  yakni  variasi  1  dengan  komposisi  55%  dan  45%,  Variasi  2  dengan komposisi 55% dan 45%, Variasi 3 dengan komposisi 100%, Variasi 4 dengan komposisi 45% dan 55%. Hasil dari  penelitian  ini menunjukkan  bahwa untuk parameter nilai kuat tekan optimum didapat pada variasi ke 4, sedangkan untuk parameter permeabilitas optimum didapat pada variasi ke 3 dengan jenis agregat yang seragam yaitu agregat lolos saringan 1/2’’ tertahan 3/8’’ (Mañosa et al., 2024) .
Aplikasi  umum  untuk  penggunaan  beton  porous  adalah  untuk  lapangan  parkir, trotoar, jalan setapak, lapangan tenis, taman, stabilisasi lereng, teras kolam renang, lantai rumah  kaca,  area  kebun  binatang,  bahu  jalan,  drainase,  peredam  kebisingan,  lapisan permukaan untuk perkerasan jalan raya, lapisan permeabel dibawah perkerasan beton, dan jalan dengan volume lalulintas rendah  (W. Zhang, Zhao, et al., 2024). Beton yang dapat tembus pada umumnya tidak digunakan sebagai perkerasan dengan lalu lintas padat dan beban roda berat (Jiang et al., 2024). Untuk itu penelitian perlu dilakukan terhadap beton porous dengan mengambil subtitusi pada agregat kasar dengan gradasi 20 mm.

## METODE PENELITIAN
Metode  penelitian berskala laboratorium dengan melakukan pemeriksaan material, mix design, pengecoran atau pembuatan benda uji (silinder), slump test, perawatan beton, pengujian berat isi agregat, uji kuat tekan, pengujian porositas dan pengujian permeabilitas. Pada penelitian ini metode yang di gunakan adalah metode kuantitatif eksperimen. Dimana perhitungan data diperoleh dari hasil eksperimen di laboratorium. Variabel bebas penelitian berupa ukuran agregat kasar 10-20 mm, sedangkan variabel terikat berupa kuat tekan dan porositas. Uji laboratorium digunakan untuk mendapatkan data primer yaitu data penguji bet on  dan  mix  design  dengan  pendekatan  “ACI  522R -10  Report  on  Pervious  Concrete Reapproved”.
Gambar 1. Diagram Alur Penelitian

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Perencanaan campuran beton porous (mix design) dilakukan berdasarkan hasil dari masing masing bahan yang sudah di uji dan akan digunakan untuk pencampuran beton porous. Pembuatan Rencana Campuran Beton porous ini mengacu kepada ACI 522 R-10. Hasil dari perencanaan mix design dapat di lihat pada Tabel 1.
Peraturan Terkait
Uji properties Material Artikel Ilmiah Analisis Hasil Uji properties Uji Kuat Tekan Uji Porositas Job Mix Formula Analisis Akhir Selesai Sekunder Primer Mix Design Mulai Studi Literatur Pengumpulan Data
Tabel 1. Perencanaan Mix Design No Uraian Nilai Satuan Keterangan 1 kuat tekan rencana 18 mpa 2 Berat Agregat Kasar dalam Unit Volume Beton (b) 1391 kg/m3 Uji lab 3 Berat Agregat Kasar dalam Unit Volume Beton padat (bo) 1644 kg Uji lab 4 b/bo 0.85 metode b/bo 5 penyerapan 1.37 % Hasil uji lab 6 Berat Agregat Kasar dalam Unit Volume Beton padat (ssd) 1786 kg berat per unit volume + penyerapan 7 void content 18 % Gambar 2 (a) 8 pasta content (vp) 0.18 % Gambar 2 (b) 9 w/c 0.27 Tabel 2 10 Berat Semen Digunakan (c) 307.692  kg/m3 𝑉𝑝
C= 0,315+ 𝑤 / 𝑐 x 100 kg/cm 3 11 Air ( W ) 83.0769  kg/m3 w = c * (w/c) Rencana silinder tiap m3 semen : 308 kg air : 83 liter batu pecah : 1644 kg Total : 2035 Rencana silinder diameter 15 tinggi 30 cm 12 x semen : 20 kg air : 5 liter batu pecah : 115 kg Total : 140 kg Rencana silinder diameter 10 tinggi 20 cm 9x
semen : 4.3 kg
air : 1.2 liter batu pecah : 23.3 kg Total : 28.8 kg
Proporsi campuran untuk beton porous menggunakan materian semen 270-415 kg/m ³ . Sedangkan rasio air dan semen 0,27-0,34 kg m ³ , rasio air dan agregat 4-4,5 : 1, rasio pasir dan agregat 0-1 : 1 dengan mengacu  pada ACI 522R-20. Untuk void content dan  pasta content dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. (a) Void Content (b) Pasta Content
Pengujian kuat tekan dilakukann pada benda uji yang berumur 7,14,28 hari. Pengujian kuat tekan di lakukan dengan alat Compression Testing Machine untuk mendapatkan beban maksimum pada saat beton hancur ketika nenerima beban tersebut (P max).
Tabel 2. Hasil Pengujian Kuat Tekan Nomor kode Umur Berat (kg) Kuat tekan rata rata benda uji 1
7
9,879 2,835
4,501 2 9,772 4,106 3 9,561 5,456 4 9,959 5,606 1
14
9,933 5,405
5,206 2 9,985 5,676 3 9,974 4,869 4 9,725 4,872 1
28
9,552 2,684 4,092
2 10,297 5,089 3 10,092 5,588 4 9,551 3,008
Dari hasil data pengujian kuat tekan beton di atas diketahui bahwa pada umur 7 hari kuat tekan rata-rata sebesar 4,501 Mpa sedangkan pada umur 14 hari kuat tekan rata-rata sebesar 5,206 Mpa sedangkan pada umur 28 hari nilai kuat tekan rata – rata sebesar 4,092 Mpa.
Pengujian  porositas  diawali  dengan  pengujian  berat  sampel  dalam  air  dengan menggunakan timbangan dilanjutkan dengan menimbang berat sampel kondisi permukaan
jenuh, kemudian dilanjutan dengan mengoven sampel selama 24 jam dengan kondisi suhu 110o C, setelah sampel dioven selama 24 jam sampel dikeluarkan dan ditimbang beratnya. Setelah  itu  dilakukan  pengumpulan  data  dai  sampel – sampel  yang  digunakan  dalam pengujian  porositas,  kemudian  dilakukan  analisis  data  porosotas  menggunakan  rumus porositas beton. Setelah melalui tahap – tahap tersebut maka didapatkan hasil pengujian.
Tabel 3. Pengujian Porositas Nomor kode Berat kering oven Berat basah Berat permukaan Porositas % Rata-rata Umur (Hari) benda uji (C) (B) (A) 𝐵 − 𝐶 x 100% 𝐵 − 𝐴 7 I 2.418 1.417 2.568 13.032 12.95 II 2.467 1.437 2.658 15.643 III 2.399 1.389 2.524 11.013 14 I 2.398 1.391 2.531 11.667 11.95 II 2.392 1.394 2.589 16.485 III 2.401 1.411 2.512 10.082 28 I 2.400 1.391 2.531 11.491 13.22 II 2.392 1.394 2.589 16.485 III 2.392 1.411 2.512 10.899
Berdasarkan tabel di atas didapatkan nilai porositas sebesar 12.95 % pada umur7 hari sedangkan pada umur 14 hari di dapatkan nilai porositas sebesar 11.95 % dan pada umur 28  hari  di  dapatkan  porositas  sebesar  13.22%  nilai  porositas  di  atas  sudah  memenuhi persyaratan  porositas  beton  porous  dimana  menurut  ACI  522R-10  nilai  porositas  beton porous berkisar 12 % - 25 %.
Tabel 4. Pengujian Permeabilitas Umur (Hari) Benda Uji Koefisien luas permukaan (A) Waktu detik Tinggi air jatuh Permeabilitas K = 𝐴 𝑡 Rata - rata
(T) 7
1 176.78 157 1.72 1.13 1.16 2 176.78 143 1.51 1.24 3 176.78 131 1.41 1.35 4 176.78 190 1.39 0.93 14 1 176.78 157 1.62 1.13 1.14
2 176.78 143 1.41 1.24 3 176.78 129 1.52 1.37 4 176.78 189 1.4 0.94 28 1 176.78 150 1.72 1.18 1.17 2 176.78 152 1.51 1.16 3 176.78 142 1.72 1.24 4 176.78 178 1.41 0.99
Berdasarkan  Tabel  4  didapatkan  nilai  permeabilitas  pada  umur  7  hari  sebesar  1,16 mm/s  sedangkan  pada  umur  14  hari  sebesar  1,14  mm/s  dan  pada  umur  28  hari  nilai permeabilitas sebesar 1,17 cm/s untuk persyaratan nilai permeabilitas yang di tetapkan oleh ACI 522R – 10 minimum 0,14 mm/s dan maksimum 1,22 mm/s.
Pengujian berat jenis ini dilakukan pada saat akan melakukan pengujian kuat tekan beton. Benda uji yang berada di dalam perendaman diangkat terlebih dahulu kemudian dikeringkan selama 24 jam. Setelah proses pengeringan, benda uji ditimbang menggunakan timbangan digital. Kemudian dicatat berat yang tertera pada timbangan pada timbangan digital untuk masing-masing benda uji tersebut.
Tabel 5. Pengujian Berat Jenis Umur Nomor kode Berat Kg Volume benda Berat jenis Berat jenis Benda uji uji (m3) kg/m3 rata-rata 7 I 9.879 0.0053 1863.96 1847.69 II 9.772 0.0053 1843.77 III 9.561 0.0053 1803.96 IV 9.959 0.0053 1879.06 14 I 9.933 0.0053 1874.15 1868.73 II 9.985 0.0053 1883.96 III 9.974 0.0053 1881.89 IV 9.725 0.0053 1834.91 28 I 9.552 0.0053 1802.26 1862.78 II 10.296 0.0053 1942.64 III 10.092 0.0053 1904.15 IV 9.551 0.0053 1802.08
Hubungan  antara  kuat  tekan,  porositas  dan  permeabilitas  yang  didapatkan  dalam penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6. Hubungan Kuat Tekan, Porositas, Permeabilitas Umur Kuat Tekan (Mpa) Porositas (%) Permeabilitas (mm/s) 7 hari 4.501 12.96 1.16 14 hari 5.206 11.95 1.14 28 hari 4.092 13.23 1.17
Dari Tabel 6 dapat diketahui nilai kuat tekan 4,501 Mpa di dapatkan nilai porositas 12.96%  dan  nilai  permeabilitas  1,16  mm/s,  nilai  kuat  tekan  5,206  Mpa  di  dapatkan  nilai porositas 11.95 % dan nilai permeabilitas 1,14 mm/s, nilai kuat tekan 4,092 Mpa di dapatkan nilai porositas 13.23 % dan nilai permeabilitas 1.14 mm/s. Berdasarkan Tabel 6 maka dibuat kedalam  bentuk  grafik  seperti  mengenai  hubungan  kuat  tekan,  porositas  dan  nilai permeabilitas sebagai berikut ini:

## Gambar 3. Grafik Hubungan Kuat Tekan, Porositas dan Permeabilitas
Berdasarkan Gambar 3 dapat diketahui beton porous dengan nilai kuat tekan tertinggi dapat menyebabkan penurunan porositas dan permeabilitas nilai kuat tekan tertinggi terjadi pada umur 14 hari sebesar 5,206 Mpa sedangkan nilai porositas tertinggi. Pada umur 28 hari  sebesar  13,23  %  dan  permeabilitas  tertinngi  1.17  mm/s  terjadi  pada  umur  28  hari sedangkan  semakin  rendah  nilai  kuat  tekan  beton  porous  maka  semakin  besar  nilai porositas dan permeabilitas beton porous.

## SIMPULAN
Dari hasil penelitian dan hasil pembahasan yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan bahwa:
1. Kuat tekan beton porous dengan mengunakan agregat kasar 20 mm pada umur 7
hari  rata-rata  sebesar  4,501  Mpa  dan  pada  umur  14  hari  rata-rata  5,206  Mpa sedangkan pada umur 28 hari rata-rata sebesar 4,092 Mpa.
2. Nilai porositas beton porous dengan mengunakan agregat kasar 20 mm pada umur 7 hari rata-rata sebesar 12,96 % dan pada umur 14 hari rata-rata 11,95 % sedangkan pada umur 28 hari rata-rata sebesar 13,23 %.
3. Nilai permeabilitas beton porous dengan mengunakan agregat kasar 20 mm pada umur 7 hari rata-rata sebesar 1.16 cm/s dan pada umur 14 hari rata-rata 1.14 mm/s sedangkan pada umur 28 hari rata-rata sebesar 1.17 mm/s.

## DAFTAR PUSTAKA
Browne, D. E., Peverall, R., Ritchie, G. A. D., & Viles, H. A. (2023). Direct monitoring of drying kinetics of building limestones using cavity ring-down spectroscopy. Construction and Building Materials, 369(February), 130554.
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.130554
Dong,  G.,  Liu,  X.,  Yin,  L.,  Fu,  X.,  Song,  J.,  Zhao,  X.,  &  Pei,  W.  (2023).  Development characteristics  and  genetic  analysis  of  dense  limestone  reservoirs  in  the  Taiyuan Formation of the Ordos Basin, China. Journal of Natural Gas Geoscience, 8(5), 307 – 317. https://doi.org/10.1016/j.jnggs.2023.09.002
Frías, M., Guerrero, A., Monasterio, M., Insignares, Á., & Sánchez de Rojas, M. I. (2024). Viability of using limestone concrete waste from CDW to produce ternary cements type LC3. Construction  and  Building  Materials,  411(June  2023). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.134362
Jiang,  L.,  Zhang,  Y.,  Kong,  P.,  Cheng,  L.,  Liu,  G.,  &  Sun,  J.  (2024).  Coal  fly  ash-bound limestone-derived  sorbent  pellets  for  high-temperature  CO2  capture. Carbon
Capture Science and Technology, 10(October 2023), 100155. https://doi.org/10.1016/j.ccst.2023.100155
Lee,  J.,  Lothenbach,  B.,  &  Moon,  J.  (2024).  Performance  improvement  of  Portland- limestone cement by mechanochemical activation. Cement and Concrete Research,
176(November 2023), 107411. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2023.107411
Li, L., Li, C., Huang, B., Li, J., Li, S., & Li, X. (2023). Meso-mechanical anisotropy and fracture evolution of reef limestones from the Maldives Islands and the South China Sea. Journal  of  Rock  Mechanics  and  Geotechnical  Engineering,  15(12),  3173 – 3187. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2023.02.027
Mañosa, J., Calderón, A., Salgado -Pizarro, R., Maldonado-Alameda, A., & Chimenos, J. M.
(2024). Research evolution of limestone calcined clay cement (LC3), a promising low- carbon binder – A comprehensive overview.
Heliyon,
10(3). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e25117
Sui, S., Shan, Y., Li, S., Geng, Y., Wang, F., Liu, Z., Jiang, J., Wang, L., & Yang, Z. (2024). Investigation  on  chloride  migration  behavior  of  metakaolin-quartz-limestone blended  cementitious  materials  with  electrochemical  impedance  spectroscopy method. Case  Studies  in  Construction  Materials,  20(March),  e03064. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2024.e03064
Yang, Z., Zhang, W., Zhu, H., Chen, Y., Xu, L., Wang, P., & Lai, Y. (2023). Thaumasite form of sulfate attack in ettringite rich-ternary systems: Effects of limestone filler, etching solutions  and  exposure  temperature. Developments  in  the  Built  Environment, 15(August), 100208. https://doi.org/10.1016/j.dibe.2023.100208
Zhang, C., Wang, J., Zhang, X., Hou, J., Huang, J., Feng, S., Wang, J., & Duan, G. (2024).
Influence of limestone powder on water film thickness and plastic viscosity of UHPC.
Case Studies in Construction
Materials, 20(March), e03036. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2024.e03036
Zhang,  W.,  Wang,  J.,  &  Chen,  Z.  (2024).  Hydration  kinetics,  strength,  autogenous shrinkage,  and  sustainability  of  cement  pastes  incorporating  ultrafine  limestone powder. Case  Studies  in  Construction  Materials,  20(April),  e03149. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2024.e03149
Zhang, W., Zhao, M., Yang, Z., Guo, R., Wang, X. Y., & Lin, R. S. (2024). Properties of red sandstone-limestone-cement  ternary  composites:  Hydration  mechanism, microstructure,  and  high-temperature  damage. Developments  in  the  Built Environment, 17(October 2023), 100346. https://doi.org/10.1016/j.dibe.2024.100346.