## K INERJA C ACAHAN L IMBAH P LASTIK HDPE T ERHADAP K UAT L ENTUR B ETON
P ERFORMANCE O F HDPE P LASTIC W ASTE S HOWING O N T HE

## B ENDING S TRENGTH O F C ONCRETE
Mukhlis 1a* , Lukman Murdiansyah 2a , Enita Suardi 3a
Vira Putri Fadhilah 4a , Khair Gusti 5a
a Politeknik Negeri Padang Teknik Sipil, Kampus Limau Manis Padang 2516, Indonesia Telp. 0751-72590 Fax. 0751-72576
email: *palitoalam77@gmail.com, lukman@pnp.ac.id, Enita_suardi@yahoo.com, viraputrifadhilah142@gmail.com , khairagusti1999@gmail.com

## A BSTRAK
Along with the development of science and technology, the concrete mixture underwent several changes,  such  as  being  given  additional  material  or  replacing  an  ingredient  in  concrete  to  meet certain goals. this can provide an alternative to utilizing plastic waste that is not utilized so that it is expected to reduce environmental pollution that occurs and can increase the quality of concrete that is more resistant to cracks. The concrete mix planning method used the American Concrete Institute (ACI) 112.4R 1993 method with variations in the addition of chopped HDPE plastic waste to the fine aggregate retained by the 2.36 mm sieve by 0.5%, 1.5%, and 2.5%. Based on the test results of the flexural strength of concrete aged 56 days, it can be seen that the flexural strength of concrete aged 56 days decreased by 9.672% at a variation of 0.5%, and 27.204% at a variation of 1.5% on the value of flexural strength without additional plastic waste. The use of plastic with variations of 0.5%, and 1.5% in concrete has not been able to withstand cracks due to tensile loads during flexural testing. Meanwhile, in testing the crack pattern on the test object, it can be concluded that each increase in the variation of the plastic chips in the concrete affects the resulting crack pattern where the resulting crack pattern is increasingly elongated.
Keywords: HDPE shredded plastic, flexural strength of concrete, crack pattern

## I. P ENDAHULUAN
Beton  pada  umumnya  terdiri  atas  campuran semen, agregat kasar, agregat halus, pengisi, dan air.  Namun  seiring  dengan  perkembangan  ilmu pengetahuan dan teknologi, campuran beton juga mengalami  beberapa  perubahan  seperti  dengan diberi material tambahan atau  penggantian  suatu bahan  dalam  beton  untuk  memenuhi  tujuan tertentu.
Plastik  merupakan  material  yang  cukup banyak  digunakan  saat  ini  di  seluruh  dunia.  Hal ini  dikarenakan  plastik  memiliki  keunggulan dalam segi kekuatan, keawetan dan mudah dalam pengolahan untuk berbagai macam kebutuhan [1]. Namun  limbah  plastik  saat  ini  menjadi  menjadi permasalahan  besar  dikarenakan  materialnya tidak dapat terurai sehingga dapat membahayakan lingkungan dalam berbagai bentuk.
Struktur  yang  berbahan  beton  sangat  rentan terhadap  retak  karena  sifat  bahannya  yang  getas
serta  sifat  beton  yang  kuat  terhadap  tekanan, namun  lemah  terhadap  tarikan.  Sifat  lemah terhadap  tarik  mengakibatkan  beton  hancur  atau patah  tanpa  terjadi  perubahan  bentuk  ketika tegangan maksimum telah tercapai.
Beton  yang  diberi  penambahan  plastik  akan menambah  kuat  tarik  beton  sehingga  apabila diterapkan pada struktur dapat mengurangi retak- retak rambut. [2]
Pada  penelitian  ini  akan  dicoba  persentase pemakaian  limbah  plastik  pada  campuran  beton 0%,  0.5  %,  1.5%,  dan  2,5%,  sehingga  dapat diketahui  persentase  pemakaian  limbah  plastik efektif  pada  campuran  beton  yang  dapat meningkatkan  nilai  kuat  lentur  pada  beton. Diharapkan limbah plastik yang digunakan tidak hanya  dapat  menjadi  solusi  dalam  pemanfaatan limbah  plastik  namun  juga  dapat  meningkatkan kualitas beton dari segi nilai kuat lentur beton.

## II. M ETODE
Pada penelitian ini terdapat beberapa langkah yang dilakukan, sebagai berikut:

## A. Pengujian Material
Pengujian material sangat penting dikarenakan kualitas  beton  yang  dihasilkan  tergantung  pada kualitas  material  pembentuknya.  Semakin  bagus kualitas  material  maka  semakin  bagus  pula kualitas beton yang akan dihasilkan. Oleh karena itu,  dibutuhkan  pengujian  material  untuk menentukan kualitas material yang sesuai dengan syarat  teknis  dan  standar  yang  telah  ditetapkan. Dalam  penelitian  ini,  standar  untuk  pengujian material  sendiri  mengacu  kepada  American Standard  Testing  and  Material  (ASTM)  dan pengujian yang dilakukan hanya terhadap agregat kasar,  agregat  sedang,  dan  agregat  halus  saja dikarenakan semen yang digunakan adalah semen hasil  dari  produksi  yang  telah  diuji  di laboratorium  menurut  standar  yang  telah ditetapkan,  sehingga  mutu  yang  dihasilkan terjamin.
B. Perencanaan  Campuran  Beton  ( Mix Design) Pembuatan  campuran  beton  ini  didasarkan sesuai  perencanaan  campuran  beton  yang  sudah dibuat.  Material  campuran  beton  yang  sudah didapatkan  pada  saat  perencanaan  kemudian ditimbang  sesuai  komposisinya.  Semua  material dicampur  dengan  bantuan  concrete  mixer. Lakukan campuran awal yaitu terdiri dari semen, pasir, kerikil serta cacahan plastik HDPE.
Plastik merupakan bahan polimer sintesis yang dibuat  melalui  proses  polimerisasi  [3].  Plastik memiliki beberapa kelebihan diantaranya ringan, fleksibel,  dan  kuat  [4].  Plastik  yang  digunakan pada  campuran  beton  pada  penelitian  ini merupakan  limbah  plastik  dari  berbagai  jenis namun jenis yang paling banyak ditemukan yaitu HDPE.
High Density Polyethylene atau disebut HDPE adalah  polietilena  termoplastik  yang  terbuat  dari minyak  bumi.  HDPE  memiliki  karakteristik sedikit buram dan transparan serta elastik. Plastik ini tidak tembus air, tidak berbau, tahan panas dan tahan benturan.  Karakteristik HDPE berdasarkan ilmu dan teknologi bahan [5] sebagai berikut:
1. Berat jenis (g/cm3) : 0,96 2. Kristalinitas (v/o) : 50 3. Muai panas (˚C-1) : 120x10-6 4. Daya hantar panas  (˚C/m)    : 0.52
5. Kekuatan tarik (MPa) : 20 -40
Limbah  plastik  digunakan  sebagai  bahan tambah  berbentuk  cacahan  dengan  ukuran  lolos saringan 4.75 mm dan tertahan pada saringan 2.36
mm seperti yang terlihat pada Gambar 1. Variasi plastik yang akan dibuat memiliki persentase 0%, 0.5%,  1.5%,  dan  2.5%  dari  berat  semen. Karakteristik  HDPE  yang  diharapkan  mampu meningkatkan kualitas beton ialah kekuatan tarik. Kekuatan tarik adalah kemampuan material untuk menahan  beban  tarikan  terhadap  deformasi  atau perubahan  bentuk  [2].  Kuat  tarik  beton  biasanya 8%  -  15% dari  kuat  tekan  beton  [9].  Pada  beton dengan  nilai  kuat  tekan  30  MPa  didapatkan korelasi  nilai  kuat  tarik  lentur  2.4  -  4.5  MPa, sedangkan  untuk  kuat  tarik  lentur  plastik  HDPE 20 – 40 MPa. Berdasarkan hal ini dapat diketahui bahwa nilai kuat tarik lentur plastik HDPE cukup tinggi  dan  apabila  digunakan  sebagai  bahan tambah  pada  campuran  beton  diharapkan  dapat meningkatkan kuat tarik lentur pada beton.

## Gambar 1. Cacahan limbah plastik HDPE
Pada  saat  pencampuran  air  terdapat  sedikit perlakuan khusus pada admixture yaitu sikament NN. Sikament NN harus dicampur terlebih dahulu dengan  air  adukan  kira-kira  0,5  dari  jumlah  air adukan yang digunakan. Sikament NN yang telah dicampurkan  air  ini  yang  terlebih  dahulu dimasukkan  pada  campuran  awal  dan  kemudian bisa  ditambahkan  air  adukan  sisa  lainnya  jika masih diperlukan.
C. Pengujian Slump Pelaksanaan slump  test bertujuan  untuk menentukan  tingkat  kelecekan  atau  keplastisan adukan  beton,  sehingga  dapat  diketahui  nilai kekentalan  beton  tersebut.  Campuran  beton  ini memerlukan air dan kebutuhannya sesuai dengan perencanaan dan perhitungan. Campuran dikatakan  encer  apabila  penggunaan  air  terlalu banyak atau melebihi dari perencanaan sebaliknya beton dikatakan kental / kaku apabila penggunaan  air  kurang  dari  air  yang  di rencanakan.
Pengujian  slump  dilakukan  dengan  sebuah kerucut  terpancung  standar  dengan  ukuran diameter  puncak  10  cm.  Diameter  dasar  20  cm
dan tinggi 30 cm, dan juga menggunakan tongkat pemadat dengan diameter 1,6 cm dan panjang 60 cm.  Slump  yang  digunakan  untuk  metoda pemadatan yang dibagi menjadi 3 lapisan dengan cara  penusukan  sebanyak  25  kali  untuk  tiap lapisannya. [6]

## D. Pembuatan Benda Uji
Proses  pembuatan  benda  uji  pada  dasarnya dilakukan  setelah  proses  pencampuran  material telah  dilakukan.  Cetakan  yang  dipakai  dalam pembuatan  benda  uji  berupa  balok  ukuran 15x15x60  cm  untuk  uji  lentur,  dimana  sebelum campuran  beton  dimasukkan,  cetakan  harus dilumuri  terlebih  dahulu  menggunakan  oli pelumas.  Pemberian  oli  pada  cetakan  bertujuan mempermudah saat pelepasan cetakan beton.

## E. Pemadatan Benda Uji
Pemadatan untuk benda uji ini bisa dilakukan secara manual atau dibantu dengan alat penggetar karena  campuran  beton  sudah  ditambahkan admixture  superplastisizer  yang  memiliki  fungsi salah  satunya  membuat  campuran  bersifat mengalir  tanpa  memisahkan  semen  dengan agregat.  Proses  pemadatan  dengan  alat  getar dilakukan hingga permukaan beton secara visual tampak mengkilap dan tidak terdapat gelembung yang keluar. Apabila campuran beton dipadatkan dalam  waktu  yang  singkat,  maka  dapat menyebabkan  beton  menjadi  keropos  sehingga mutu beton yang direncanakan tidak akan tercapai dan sebaliknya apabila campuran beton dipadatkan  dalam  waktu  yang  lama  maka campuran  beton  akan  mengalami  segregasi. Pemadatan pada benda uji balok dengan lebar 150 mm  pemadatan  dilakukan  sebanyak  2  lapis dengan  setiap  lapisan  ditusuk  sebanyak  25  kali lalu dilanjutkan dengan menggetarkan benda uji.

## F. Perawatan Benda Uji
Perawatan benda uji (curing) merupakan suatu cara  untuk  merawat  beton  dengan  menggunakan air.  Dalam  proses  perawatannya,  benda  uji direndam  di  dalam  air  selama  waktu  yang  telah ditentukan, biasanya beton direndam hingga umur uji  kuat  tekan  beton  pada  umur  28  hari  atau  56 hari.
Berdasarkan ASTM C31/C31M-10 perawatan standar terdiri dari 2 bagian, perawatan awal dan perawatan  akhir.  Perawatan  awal  dilakukan dengan  cara  penyimpanan  benda  uji  maksimum 24  jam  segera  setelah  pencetakan  dan  finishing dalam  rentang  temperatur  16-27  ˚C.  Sedangkan untuk  perawatan  akhir  perlakuan  dilakukan  30 menit  setelah  cetakan  dilepas,  rawat  spesimen dengan  permukaan  basah  pada  temperatur  23±2 ˚C dengan tangki air atau ruang basah. Saat 3 jam sebelum pengujian, temperatur perawatan standar
tidak diperlukan asal silinder dijaga tetap lembab dan  temperatur  lingkungan  dipertahankan  antara 2030 ˚C. [7]

## G. Pengujian Kuat Lentur
Kuat  lentur  beton  merupakan  kemampuan balok  beton  yang  diletakan  pada  dua  perletakan untuk  menahan  gaya  dengan  arah  tegak  lurus sumbu  benda  uji,  yang  diberikan  kepadanya, sampai  benda  uji  patah,  dinyatakan  dalam  Mega Pascal  (MPa)  gaya  per  satuan  luas.  Ilustrasi pengujian  kuat  tarik  lentur  dapat  dilihat  pada Gambar 3. [8]

## Gambar 3 Pengujian kuat lentur
Menentukan  nilai  kuat  lentur  beton  apabila bidang patah terletak di daerah 1/3 bagian tengah dihitung  menurut  persamaan  (1),  sedangkan apabila  bidang  patah  terletak  di  luar  daerah  1/3 bagian tengah namun jarak antara titik pusat dan titik  patah  kurang  dari  5%  dari  jarak  antara  titik perletakan  maka  kuat  lentur  beton  dihitung menurut persamaan (2).
(1)
(2)
Dimana  fr  adalah    kuat  lentur  (MPa),  P  adalah beban pada waktu lentur (N), L adalah jarak antar tumpuan (mm), a adalah  jarak dari perletakan ke gaya(mm), b adalah lebar penampang balok (mm), h adalah tinggi penampang balok (mm).
Tahapan  yang  perlu  dilakukan  pada  saat pengujian  kuat  lentur  beton  adalah  diantaranya: pengukuran  dimensi  benda  uji;  penimbangan berat  benda  uji;  buat  garis  melintang  sebagai tanda  dan  petunjuk  titik  perletakan;  letakkan benda  uji  pada  tumpuan  dan  atur  benda  uji  siap untuk  pengujian;  atur  pembebanannya  untuk menghindari terjadi benturan; hentikan pembebanan  dan  catat  beban  maksimum  yang menyebabkan patah pada benda uji; ukur dan catat lebar dan tinggi tampang lintang patah dan ambil harga  rata-ratanya;  ukur  dan  catat  jarak  antara
tampang lintang patah dari tumpuan luar terdekat pada 4 tempat di bagian  tarik pada arah bentang dan  ambil  harga  rata-rataya;  dan  melakukan perhitungan data hasil uji kuat lentur pada setiap benda uji [9].

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN
A. Rancangan Campuran Beton
Rancangan campuran beton dilakukan berdasarkan panduan standar yang telah ditentukan  oleh  ACI  211.4R-93.  Data  agregat yang diperlukan untuk membuat campuran beton berdasarkan hasil pengujian agregat terlihat pada Tabel 1.

## Tabel 1 Data ageregat untuk rancangan campuran beton
Data Fisik Agregat Satuan Agregat Halus Agregat Sedang Agregat Kasar Berat isi Padat (DRUW) kg/l 1.70 1.70 1.52 BJ SSD 2.56 2.44 2.62 BJ Kering 2.48 2.28 2.58 Penyerapan % 3.54 5.26 1.46 Kandungan air % 0.01 0.64 1.01 Komposisi agregat % 40 5 55 Faktor gembur 1.11 1.14 1.08 Tabel 2.  Jumlah kebutuhanbahan per 1 m 3 Jenis Bahan Satuan Variasi 0% Variasi 0.5% Variasi 1.5% Variasi 2.5% Semen kg/m 3 535.96 535.96 535.96 535.96 Agregat halus kg/m 3 526.07 526.07 526.07 526.07 Agregat sedang kg/m 3 102.13 102.13 102.13 102.13 Agregat kasar kg/m 3 1013.30  1013.30  1013.30  1013.30 Air kg/m 3 181.06 181.06 181.06 181.06 Sikament NN kg/m 3 10.72 10.72 10.72 10.72 Cacahan limbah plastik tertahan #2.36 kg/m 3 0 2.68 8.04 13.40
Berdasarkan  data  yang  sudah  didapatkan, maka  dapat  dibuat  rancangan  campuran  beton dengan  tambahan  limbah  plastik.  Jumlah kebutuhan bahan per 1 m 3 dapat dilihat pada Tabel 2.
B. Pengujian saat Pencampuran Beton Nilai slump pada  setiap  variasi  telah memenuhi  batas slump rencana  yaitu  80  –  120
mm. Hasil bobot isi beton benda uji silinder dapat dilihat pada Gambar 4.

## Gambar 4 Bobot isi beton
Bobot  isi  beton  mengalami  peningkatan  pada variasi 0.5% dan 1.5%, dan kemudian turun pada saat  variasi  2.5%.  Peningkatan  bobot  isi  beton pada  variasi  0.5%  dan  1.5%  dikarenakan kepadatan  campuran  beton  meningkat  akibat plastik yang ditambahkan mengisi rongga-rongga pada campuran dan bekerja secara maksimal pada variasi 1.5%. Namun, pada bobot isi variasi 2.5% mengalami  penurunan  akibat  plastik  pada campuran  yang  terlalu  banyak  sehingga  jumlah agregat tergantikan dengan plastik yang memiliki bobot isi lebih kecil dari pada bobot isi agregat.

## C. Pengujian Kuat Lentur Beton
Hasil  pengujian  kuat  lentur  beton  dengan tambahan limbah plastik cacah pada umur 56 hari dapat  dilihat  pada  Tabel  3  dan  grafik  pada Gambar 5.
Tabel 3 Hasil pengujian kuat lentur 56 hari
Variasi Cacahan Plastik (%) Notasi Beb an (kg) Kuat lentu r l b h a P fr 0 450  151.25  149.63  150  39,7 5,28 0,5 450 155,75  154,79  150  39,5 4,77 1,5 450 151,13  148,13  150  28,3 3,84
Gambar  5  Grafik  hasil  pengujian  kuat  lentur  beton umur 56 hari
Berdasarkan  data  hasil  pengujian  kuat  lentur beton  umur  56  hari  dapat  diketahui  bahwa  kuat lentur beton umur 56 hari mengalami penurunan 9.672%  pada  variasi  0.5%,  dan  27.204%  pada variasi  1.5%  terhadap  nilai  kuat  lentur  tanpa tambahan  limbah  plastik.  Penggunaan  plastik dengan variasi 0.5%, dan 1.5% pada beton belum mampu menahan retak akibat beban tarikan pada saat  pengujian  lentur.  Nilai  kuat  lentur  pada variasi 2.5% tidak digunakan karena berdasarkan analisis  keretakan  jalur  retak  berada  diluar  1/3 bagian tengah bentang dan besar dari 5% bentang.

## D. Keretakan pada Benda Uji Balok
Pola retak benda uji balok pada saat uji lentur untuk  pada  variasi  0%,  0.5%,  dan  1.5% merupakan tipe 1 yang keretakannya berada di 1/3 bentang  tengah,  sedangkan  pada  variasi  2.5% merupakan  tipe  3  yang  keretakannya  berada diluar  1/3  bentang  tengah  dan  besar  dari  5% bentang    yang  diilustrasikan  seperti  yang  pada Gambar 3. Pola retak untuk tipe 1 dan tipe 2 nilai kuat lenturnya dapat digunakan [5]. Berdasarkan hasil  tersebut  maka  benda  uji  pada  variasi  2.5% tidak dapat digunakan hasil dari kuat lenturnya.

## Gambar 6 Pola retak benda uji balok
Pada  Gambar  6  dapat  dilihat  bahwa  setiap pertambahan  variasi  cacahan  plastik  pada  beton mempengaruhi pola retak yang dihasilkan dimana pola retak yang dihasilakan semakin memanjang.

## IV. K ESIMPULAN
Pada  pengujian  kuat  lentur  pada  benda  uji balok terjadi penurunan kuat lentur seiring dengan pertambahan  variasi  cacahan  limbah  plastik dengan penurunan maksimum pada variasi 1.5% sebesar 27.20%.
Pola  retak  yang  dihasilkan  merupakan  retak lentur,  dimana  retak  lentur  yang  dihasilkan semakin memanjang seiring dengan pertambahan variasi cacahan plastik.
Ini menunjukan limbah plastik tidak berperan meningkatan nilai kuat lentur dari balok.

## U CAPAN T ERIMAKASIH
Penghargaan  dan ucapan  terima kasih disampaikan  kepada  P3M  PNP  atas  bisa terselenggaranya  kegiatan  penelitian  ini,  melalui skema Penelitian Terapan Ungulan  (PTU) tahun 2021

## R EFERENSI
[1]  Tahir,  I.,  2018.  Material  Plastik  dan Permasalahan Lingkungan.  Departemen
Kimia  Fakultas  Matematika  dan  Ilmu Pengetahuan  Alam  UGM.  Diakses  pada tanggal 10 Februari 2021 dari http://chemistry.ugm.ac.id/2018/12/material -plastik-dan-\permasalahanlingkungan
[2]    Suwarno, A., & Sudarmono, S., 2016. Kajian
Penggunaan Limbah Plastik Sebagai Campuran  Agregat  Beton.  Wahana  Teknik Sipil:  Jurnal  Pengembangan  Teknik  Sipil, 20(1).
[3]  Nasution,  R.  S.,  2015.  Berbagai  Cara Penanggulangan  Limbah  Plastik.  Elkawnie, 1(1), 97-104
[4]  Candra, R. M., dan Sucita, D., 2015. Sistem Pakar  Penentuan  Jenis  Plastik  Berdasarkan Sifat  Plastik  Terhadap  Makanan  yang  akan Dikemas  Menggunakan  Metode  Certainty Factor  (Studi  Kasus:  CV.  Minapack
Pekanbaru).  Jurnal  CoreIT:  Jurnal  Hasil Penelitian  Ilmu  Komputer  dan  Teknologi Informasi, 1(2), 77-85.
[5] Ilmu dan teknologi bahan (1989): ilmu logam dan bukan logam / Lawrence H. Van Vlack ;
alih bahasa Sriati Djaprie, M.E., M.Met
[6]    ASTM  C143/C143M,  2012.  Standard  Test Method  for  Slump  of  HydraulicCement Concrete. ASTM International: West Conshohocken.
[7]    ASTM  C31/C31M, 2010.  Standard  Practice for  Making  and  Curing  Concrete  Test Specimens in the Field. ASTM International: West Conshohocken
[8]  ASTM C78, 2002. Standard Test Method for Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam  with  Third-Point  Loading).  ASTM International: West Conshohocken.
[9]    Pane,  F.  P.,  dan  Windah,  H.T.R.S.,  2015. Pengujian  Kuat  Tarik  Lentur  Beton  dengan Variasi  Kuat  Tekan  Beton.  Jurnal  Sipil Statik, 3(5), 313-321.