## Sifat Mekanis Beton Dengan Styrofoam
Dicki Dian Purnama 1 , Budi Wicaksono 2
1,2 Program Studi Teknik Sipil, Institut Teknologi PLN Jl. Lingkar Luar Barat, Duri Kosambi, Cengkareng, Jakarta Barat dicki@itpln.ac.id
Diterima redaksi: 5 Maret 2021 | Selesai revisi: 10 April 2021 | Diterbitkan online : 28 April 2021

## ABSTRAK
Penggunaan  material  beton  pada  perkerasan  jalan  sudah  lazim  digunakan  yakni  sebagai perkerasan  kaku.  Namun  konsekuensi  akibat  penggunaan  lapis  perkerasan  jalan  adalah berkurangnya  daerah  resapan  air  akibat  tertutup  oleh  lapis  perkerasan  tersebut.  Dengan semakin  berkurangnya  daerah  resapan  terutama  pada  area  parkir  dan  taman  yang  akan mempengaruhi  penyerapan/infiltrasi  air  ke  dalam  tanah  yang  dalam  skala  besar  dapat menyebabkan genangan air pada suatu daerah. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan material  beton  yang  memiliki  tingkat  permeabilitas  yang  cukup  dengan  memanfaatkan material yang umumnya menjadi limbah / sampah pada kehidupan sehari-hari Styrofoam dan  menjadikannya  beton  yang  ramah  lingkungan.  Tujuannya  mencari  nilai  prosentase limbah Styrofoam meskipun kekuatan beton otomatis akan berkurang karena peningkatan nilai porositas dan permeabilitasnya dibanding beton konvensional . Metode perencanaan mix design menggunakan SNI 7656-2012 dan benda uji kuat tekan beton berupa silinder diameter 150 mm dan tinggi 300 mm. Hasil pengujian menunjukan bahwa nilai kuat tekan tertinggi  didapatkan  pada  variasi  1  beton  normal  21,39  MPa  sedangkan  yang  terendah diperoleh beton variasi 4 (dengan prosentase penggunaan Styrofoam sebesar 30%) dengan nilai kuat 10,19 MPa
Kata kunci : beton, perkerasan jalan, kuat tekan, ramah lingkungan

## ABSTRACT
The  use  of  concrete  material  on  road  pavement  is  commonly  used,  namely  as  rigid pavement.  However,  the  consequence  of  using  a  road  pavement  layer  is  a  reduction  in water absorption areas due to being covered by the pavement layer. With the reduction in catchment areas, especially in parking areas and parks, which will affect the absorption / infiltration of water into the ground which on a large scale can cause stagnation of water in an area. This study aims to obtain a concrete material that has a sufficient permeability level by utilizing materials that generally become waste / garbage in Styrofoam daily life and making it environmentally friendly concrete. The goal is to find the percentage value of Styrofoam waste even though the strength of automatic concrete will decrease due to the increase in porosity and permeability values compared to conventional concrete. The mix design planning method uses SNI 7656-2012 and the concrete compressive strength test specimen is a cylinder with a diameter of 150 mm and a height of 300 mm. The test results show that the highest compressive strength value is obtained in variation 1 normal concrete 21.39 MPa while the lowest is obtained concrete variation 4 (with a percentage of using Styrofoam of 30%) with a strength value of 10.19 MPa
Keywords : concrete, pavement, compressive strength, environmentally friendly

## 1. PENDAHULUAN
Perkerasan  jalan  terdiri  atas  beberapa lapisan yang saling  menyusun hingga membentuk suatu struktur. Pada dasarnya, ini merupakan  konstruksi bangunan  yang  terbuat dari  campuran  antara  material  pengikat  dan bahan agregat yang berfungsi untuk melayani beban  lalu  lintas.  Lapis  perkerasan  jalan  raya dapat dibedakan menjadi dua jenis yakni lapis perkerasan  kaku  (bahan  pengikat  berupa semen)  serta  lapis  perkerasan  lentur  (bahan pengikat berupa aspal).
Area  parkir  dan  taman  yang  umumnya merupakan area terbuka dan cukup luas dapat berfungsi sebagai daerah resapan air sehingga air  dapat  ber- infiltrasi /menyerap  ke  dalam tanah  dan  mengurangi  resiko  terjadinya bencana  banjir  atau  genangan.  Namun  area tersebut umumnya sudah banyak di-betonisasi yang  menyebabkan  resapan  air  menjadi terganggu. Upaya yang dapat dilakukan adalah dengan  pembuatan  material  lapis  perkerasan dengan  tingkat  permeabilitas  yang  baik sehingga sebagian besar air yang berada di atas beton  tetap  akan  menyerap  ke  dalam  tanah serta  sebagian  kecilnya  akan  menuju  sistem drainase.
Limbah Styrofoam di  kota  Bandung mencapai  27  ton  per  bulan.  Jumlah  tersebut tentu  akan  jauh  meningkat  untuk  skala nasional. Masalah lain yang timbul dari adanya limbah Styrofoam dan  spons  yaitu  bahwa kedua  material  tersebut  adalah  sampah  non organik  yang  sulit  terurai.  Sementara  spons memiliki  daya  serap  air  yang  baik  sehingga pemanfaatan  kedua  limbah  tersebut  dapat menjadi  upaya  perbaikan  lingkungan  dengan cara pengurangan jumlah limbah dalam bentuk beton ramah lingkungan.
Berdasarkan  perumusan  masalah  tersebut penelitian  ini  mempunyai  tujuan  bagaimana pemanfaatan  material  limbah Styrofoam sebagai material penyusun beton dengan nilai kuat tekan dan porositas yang baik dan ramah lingkungan.
Astutik  (2014)[1]  meneliti  tentang  kuat tekan,  porositas  dan  permeabilitas pervious concrete dengan  campuran  agregrat  limbah gerabah  dengan  menggunakan  prosentase sebesar 0%, 44.6%, 50.9%, dan 10% diperoleh hasil  bahwa  nilai  kuat  tekan  umur  28  hari pervious  concrete dengan  variasi  0%,  44.6%,
50.9%,  100%  campuran  pecahan  agregrat limbah gerabah memberikan hasil 5.662 MPa; 5.473 MPa; 3.963 MPa; 2.925 MPa. Pengujian nilai  porositas pervious  concrete yang dihasilkan dari pencampuran pecahan agregrat limbah gerabah 0%, 44.6%, 50.9%, dan 100% adalah  29.048%;  30.33  %;  31.941  %;  39.317 %. Nilai uji permeabilitas menggunakan bahan pengikat  semen  dengan  variasi  0%,  44.6%, 50.9%,  100%  campuran  pecahan  agregrat limbah  gerabah  memberikan  hasil  0,0758 cm/dtk; 0,1203 cm/dtk; 0,1343 cm/dtk; 0,2487 cm/dtk dan hasil tanpa semen adalah 18.4798 cm/dtk;  21.0162  cm/dtk;  21.7312  cm/dtk; 25.9522 cm/dtk.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
Styrofoam atau expanded polystyrene dikenal sebagai gabus putih yang biasanya digunakan untuk  membungkus  barang  elektronik. Polystyrene  sendiri  dihasilkan  dari  styrene (C6H5CH9CH2),  yang  mempunyai  gugus phenyl  (enam  cincin  karbon)  yang  tersusun secara  tidak  teratur  sepanjang  garis  karbon dari  molekul.  Penggabungan  acak  dari bensena mencegah molekul membentuk garis yang  sangat  lurus  sehingga  hasilnya merupakan polyester mempunyai  bentuk yang  tidak  tetap,  transparan  dan  dalam berbagai bentuk plastik.
Polystyrene merupakan  bahan  yang  baik ditinjau  dari  segi  mekanis  maupun  suhu, namun  bersifat  agak  rapuh  dan  lunak  pada suhu  dibawah  100 o C  (Billmeyer,  1984). Polystyrene memiliki berat jenis sampai 1050 kg/m 3 , kuat tarik sampai 40 MN/m 2 , modulus lentur  sampai  3  GN/m 2 ,  modulus  geser sampai 0,99 GN/m 2 , angka poisson 0,33[2].
Dalam  bentuknya  yang  granular, styrofoam atau expended  polystyrene memiliki  berat satuan yang sangat kecil yaitu berkisar antara 13 – 22 kg/m 3 . Selain  ringan styrofoam juga  memiliki kemampuan  meyerap  air  yang  sangat  kecil (kedap  air).  Penggunaan styrofoam dalam beton dapat dianggap sebagai rongga udara. Namun keuntungan menggunakan styrofoam dibandingkan  menggunakan  rongga  udara dalam  beton  berongga  adalah styrofoam mempunyai kekuatan tarik. Dengan demikian,  selain  akan  membuat  beton menjadi  ringan  dapat  juga  bekerja  sebagai serat  yang  rapat  meningkatkan  kemampuan
kekuatan  dan  khususnya  daktilitas  beton. Kerapatan  atau  berat  satuan  beton  dengan campuran styrofoam dapat  diatur  dengan mengontrol jumlah styrofoam yang digunakan  dalam  beton  untuk  memperoleh beton  dengan  berat  satuan  yang  lebih  kecil. Namun  kuat  tekan  beton  yang  diperoleh tentunya akan lebih rendah[3].

## 3. METODE/PERANCANGAN PENELITIAN
A. Alur Penelitian
Alur  penelitian  ini  dibagi  menjadi beberapa tahapan yaitu :
1. Tahap persiapan
a. Mengumpulkan  data  dan  teori dasar  tentang  material  yang  akan digunakan sebagai bahan penyususn beton. b. Pendataan dan penyiapan alat-alat serta material yang akan digunakan dalam penelitian.
2. Tahap pengujian material penyusun Pengujian  agregat  halus  terdapat berbagai  macam  tinjauan  akan  tetapi pada  penelitian  ini  hanya  beberapa tinjauan saja yang dilakukan pengujian yang erat kaitannya dengan penelitian.
a. Agregat Halus
1) Berat jenis dan absorbsi
2) Kadar Air
3) Analisa saringan
4) Kadar lumpur
b. Agregat Kasar
Pengujian  agregat  halus  terdapat berbagai  macam  tinjauan  akan  tetapi pada  penelitian  ini  hanya  beberapa tinjauan saja yang dilakukan pengujian yang erat kaitannya dengan penelitian.
1) Berat Jenis dan absorbsi
2) Kadar Air
3) Analisa saringan
4) Kadar Lumpur
5) Keausan Agregat
3. Tahap  pembuatan  benda  uji (Mix Design) dan Perawatan
a. Penentuan Mix  Design Beton  ( proporsi campuran )
Perencanaan campuran
menggunakan  metode  SNI  7656- 2012. Dengan mempertimbangkan nilai parameter dari agregat halus,
agregat  kasar,  air  dan  semen sebagai bahan penyusun beton.
b. Pembuatan Benda Uji beton.
Pembuatan  benda  uji  dilakukan untuk  pengujian  tekan,  pengujian permeabilitas dan pengujian porositas  dengan  jumlah  sesuai
Tabel  1.  Sebelum  pencetakan campuran beton ke dalam silinder beton  maka  diperlukan  pengujian slump  test untuk  melihat  tingkat kelecakan  beton.  Jika  nilai slump test memenuhi  persyaratan  maka campuran  beton  bisa  langsung  di tuang  ke  dalam  cetakan  silinder dan  dituang  menjadi  3  lapis  dan ditusuk sebanyak 25 kali tiap lapis.
c. Benda  uji  yang  telah  dibuat didiamkan  dahulu  dalam  cetakan silinder  selama  ±  24  jam,  setelah cukup mengeras benda uji dimasukan ke dalam bak perendam  selama  umur  yang direncanakan 7, 14, dan 28 hari.
4. Tahap pengujian benda uji Tahap  ini  di  lakukan  pengujian  kuat tekan  beton  umur  7,  14,  dan  28  hari untuk  benda  uji  tekan  berbentuk silinder. Serta pengujia porositas untuk beton  dengan  umur  28  hari  untuk masing-masing variasi.
5. Tahap Analisis Data Pada  tahap  ini  data-data  yang  di peroleh dari hasil pengujian kuat tekan di  analisis  dengan  bantuan  program microsoft  excel untuk  mendapatkan hubungan  antara  variabel  –  variabel yang  diteliti  dalam  penelitian.  Pada tahap analisis data diperiksa kesesuaian nilai hipotesa awal penelitian dengan hasil pengujian. Jika data sudah sesuai pembuatan kesimpulan  bisa  dilakukan.  Namun jika data tidak sesuai dengan hipotesa awal perlu adanya analisa lebih lanjut terkait penyebab ketidaksesuaian.
6. Tahap Pembuatan Kesimpulan Tahap  ini  dilalui  setelah  semua  data sudah  terkumpul  dan  bisa  dibuat kesimpulan yang berhubungan dengan tujuan penelitian yang dilakukan.

## B. Bahan benda uji
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Semen PCC Type I merk Semen Tiga Roda/Setara.
2. Air  yang  digunakan  harus  memenuhi standar yang berlaku.
3. Agregat halus (Pasir)
4. Agregat kasar (Split)
5. Bahan substitusi yang akan digunakan yaitu styrofoam .

## C. Jumlah Benda Uji
Jumlah benda uji yang digunakan adalah 36  buah  untuk  pengujian  kuat  tekan  dan masing-masing  12  buah  untuk  pengujian porositas.  Beton  ditest  uji  tekan  pada  saat berumur 7 hari, 14 hari, dan 28 hari.
Tabel 1. Benda Uji Type Beton Umur Pengujian (Hari) Jumlah Benda Uji Kuat Tekan Normal 7 3 14 3 28 3 BS1 7 3 14 3 28 3 BS2 7 3 14 3 28 3 BS3 7 3 14 3 28 3 Total 36
D. Mix Design (SNI 7656 : 2012)
Berdasarkan  data-data  hasil  pengujian  material yang  telah  digunakan  dalam  pembuatan  beton, maka  selanjutnya  dilakukan  perhitungan mix design beton normal untuk fc’ 20 MPa.
1. Data-data ketentuan material sebagai berikut : a. Agregat Kasar (Batu Pecah) Tabel 2. Data Hasil Pengujian Agregat Kasar No Data Pengujian Agrerat Kasar Hasil Pengujian 1 Modulus Kehalusan Batu Pecah (MHB) 6,81 2 Berat jenis batu pecah Saturated Surface Dry (SSD) 2,62 3 Berat jenis kering 2,59 4 Penyerapan 1,01 % 5 Berat kering (berat satuan) 1,500,449 kg/m 3 6 Ukuran agregat (max) 25 mm 7 Kadar Air (kandungan air) 2,43 %
b. Agregat Halus (Pasir Bangka)
Tabel 3. Data Hasil Pengujian Agregat Halus No Data Pengujian Agrerat Halus Hasil Pengujian 1 Modulus Kehalusan Pasir (MHB) 2,40 2 Kategori jenis pasir Bangka Zona 3
3 Berat jenis pasir Bangka Saturated Surface Dry (SSD) 2,56 4 Berat jenis kering 2,50 5 Penyerapan 2,00 % 7 Kadar Air (kandungan air) 4,38 % Tabel 4 Perkiraan Berat Campuran untuk 1 m³ Beton Berdasarkan Koreksi Kandungan Air Materia l Keadaan Kering (Kg/M 3 ) Keadaan Basah (Kg/M 3 ) Air 193 156,589 Semen 279,71 279,71 Agregat Kasar 1065,35 1091,238 Agregat Halus 841,94 878,817 Total 2380 2406,354

## 4. Analisis dan Pembahasan
Kuat  tekan  beton  diambil  pada  umur  7, 14 dan 28 hari dengan jumlah sampel tiap variasi benda uji sebanyak 3 buah. Rekap hasil  pengujian  ditampilkan  pada  Tabel 5.  Pengujian dilakukan di Laboratorium Beton IT PLN. Keterangan : Normal - Beton Normal BS 1  Beton dengan Tambahan Styrofoam 10%
BS 2 - Beton dengan Tambahan Styrofoam 20%
BS 3 - Beton dengan Tambahan Styrofoam 30%
Berikut data-data dan hasil yang digunakan pada pengujian kuat tekan beton variasi 1 :
Jari-jari silinder = 75 mm Luas penampang silinder = ¼ π r 2 = ¼ x 3,14 x (150 mm) 2 = 17671,459 mm2
Beton variasi 1 pada umur 7 hari :
Sampel 1 Kuat tekan = Kuat tekan = ,
= 14,769
Sampel 2 Kuat tekan =
Kuat tekan = ,
= 17,316
Sampel 3 Kuat tekan = Kuat tekan = ,
= 17,788
Rata- rata kuat tekan beton variasi 1 = # $  %# $  %# $
= , % , % , &&
= 15,96 MPa
Untuk  variasi  dan  umur  pengujian  lain mengikuti prosedur seperti contoh perhitungan diatas.
Tabel 5 Kuat Tekan Beton No Variasi Kuat tekan (MPa) 7 (hari) 14 (hari) 28 (hari) 1 Normal 14.77 18.84 20.88 17.32 19.35 21.39 15.79 17.83 21.90 Rata-rata 15.96 18.67 21.39 2 BS1 10.70 14.77 19.86 10.70 14.26 21.39 12.22 15.28 20.88 Rata-rata 11.20 14.77 20.71 3 BS2 8.66 10.19 10.70 7.64 11.20 12.73 8.66 12.22 11.71 Rata-rata 8.32 11.20 11.71
Terlihat  bahwa  variasi  1  (beton  normal) mendapatkan  nilai  tertinggi  diantara  variasi lain. Sedangkan antara penambahan
Styrofoam dan busa spons juga mendapatkan nilai  yang  berbeda.  Hasil  uji  tekan  beton dengan  menggunakan  variasi  busa  spons
mendapat nilai yang lebih tinggi dibandingkan  variasi  yang  menggunakan Styrofoam . Tampak juga penambahan prosentase  penggunaan Styrofoam ataupun busa spons akan menurunkan nilai kuat tekan beton.
Gambar 1 . Grafik Kuat Tekan Beton Ditinjau Berdasarkan Umur Pengujian
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 7 (hari) 14 (hari) 28 (hari)
Normal BS1 BS2 BS3
Gambar 2 . Grafik Kuat Tekan Beton Ditinjau Berdasarkan Umur Pengujian
5. Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan yang diperoleh berdasarkan pengujian ini adalah
a. Secara umum penggunaan Styrofoam
dan busa spons dapat digunakan pada campuran beton. Akan tetapi semakin tinggi prosentase penggunaan Styrofoam maka  akan memperkecil nilai kuat tekan beton.
b. Nilai  kuat  tekan  beton  tertinggi diperoleh beton normal dengan nilai kuat  tekan  sebesar  21,39  MPa dimana  rencana  target  kuat  tekan awal  adalah  sebesar  20  MPa. Sedangkan  yang  terendah  diperoleh beton  variasi  4  (dengan  prosentase penggunaan Styrofoam sebesar 30%) dengan  nilai  kuat  10,19  MPa. Adapun  nilai  kuat  tekan  berturut- turut  dari  variasi  1  hingga  7  adalah 21,39 MPa; 20,71 MPa; 11,71 MPa; 10,19  MPa,  19,18  MPa;  18,5  MPa dan 11,37 MPa.
Saran yang terkait dengan penelitian ini adalah :
a. Penggunaan Styrofoam bisa dilakukan dengan prosentase dan tipe yang berbeda.
b. Jika ingin diaplikasikan pada campuran beton,
penggunaan Styrofoam sebaiknya  ditambahkan
dengan  bahan admixture untuk menambah kekuatan beton. c. Selanjutnya gunakan bahan
admixture untuk tipe variasi selanjutnya dan tinjauan sifat mekanis lain seperti lentur, geser dan Tarik bias dilakukan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Astutik, Herna Puji, dkk. 2014. Kuat
Tekan,  Porositas  Dan  Permeabilitas Pervious Concrete Dengan Campuran Agregrat Limbah Gerabah.  Matriks  Teknik  Sipil. Universitas Sebelas Maret. Volume 2 No 1 Hal 132-139.
[2] Crawford,  R.J.,  (1998), Plastic Engginering,  Third  Edition ,  John Wiley & Sons Inc, Singapura
[3] Sudipta, I Gusti Ketut, dkk. 2009.
Permeabilitas Beton Dengan Penambahan  Styrofoam.  Jurnal Ilmiah  Teknik  Sipil.  Universitas
Udayana.  Volume  13  No  2.  Hal 192-198
[4] Badan  Standarisasi  Nasional.  2012. Standar  Nasional  Indonesia  7656- 2012 Tata Cara Pemilihan Campuran Untuk  Beton  Normal,  Beton  Berat Dan Beton Massa.
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 Normal BS1 BS2
BS3 7 (hari) 14 (hari) 28 (hari)