## OPTIMASI PEMAKAIAN SERAT ROSELLA PADA CAMPURAN BETON DENGAN VARIASI MAKSIMUM UKURAN AGREGAT 10 MM, 15 MM, DAN 25 MM
M. Boby Hasan Arfani 1 , Bertinus Simanihuruk 2 , dan Hikma Dewita 3
1 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tama Jagakarsa, Jl. TB Simatupang No. 152, Jakarta, Indonesia mbobyhasanarfani@gmail.com
2 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tama Jagakarsa, Jl. TB Simatupang No. 152, Jakarta, Indonesia bsimanihuruk@gmail.com
3 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tama Jagakarsa, Jl. TB Simatupang No. 152, Jakarta, Indonesia dewitahikma@gmail.com
Masuk: 26-05-2022, revisi: 08-03-2023, diterima untuk diterbitkan: 14-03-2023

## ABSTRACT
Concrete is one of the oldest engineering and structural materials. There are many types of concrete available, made by varying the proportions of the main ingredients with adjusted cement and aggregate phases and optimized fiber additions to create good quality concrete. The maximum variation of aggregate and the addition of natural fibers that are adjusted can make the quality of the concrete reach its optimum value. In this study, there were 4 types of samples including  normal  concrete,  concrete  with  a  maximum  aggregate  variation  of  10  mm,  15  mm,  and  25  mm  with optimization of the use of rosella fiber 500 g/m 3 with the initial design concrete quality of K-300. From the research, it  was  found  that  the  strength  value  of  normal  concrete  was  K-316  (316,21  kg/cm 2 ),  concrete  with  a  maximum aggregate size variation of 10 mm with rosella fiber added 500 g/m3 K-479 (479,51 kg/m 3 ), concrete with a maximum aggregate size variation of 15 mm with rosella fiber added 500 g/m 3 K-428 (428,85 kg/cm 2 ), concrete with a maximum aggregate size variation of 25 mm with rosella fiber added 500 g/m 3 K-341 (341,5 kg/cm 2 ). From these results, it can be concluded that concrete with a maximum aggregate variation of 10 mm and an additional 500 g/m 3 roselle fiber is the optimum proportion of mixture for K-300 concrete.
Keywords: fibrous concrete; Rosella Fiber; aggregate variation; compressive strength

## ABSTRAK
Beton  adalah  salah  satu  bahan  teknik  dan  struktur  tertua.  Ada  banyak  jenis  beton  yang  tersedia,  dibuat  dengan memvariasikan proporsi bahan utamanya dengan fase semen dan agregat yang disesuaikan serta tambahan serat yang dioptimasi agar dapat menciptakan kualitas beton yang bermutu baik . Variasi agregat maksimum serta penambahan serat alami yang disesuaikan bisa  membuat  mutu beton  mencapai nilai optimumnya.  Pada  penelitan  ini terdapat 4 jenis  sampel  diantaranya  ada  beton  normal,  beton  dengan  variasi  agregat  maksimum  10  mm,  15  mm  dan  25  mm dengan optimasi pemakaian serat rosella 500 g/m 3 dengan mutu beton rencana awal K-300. Dari penelitian didapati hasil nilai kuat beton normal K-316 (316,21 kg/cm 2 ), beton dengan variasi ukuran agregat maksimum 10 mm dengan bahan tambah serat rosella 500 g/m 3 K-479  (479,51 kg/cm 2 ), beton dengan variasi ukuran agregat maksimum 15 mm dengan  bahan  tambah  Serat  Rosella  500  gram/m 3 K-428  (428.85  kg/cm 2 ),  beton  dengan  variasi  ukuran  agregat maksimum  25  mm  dengan  bahan  tambah  Serat  Rosella  500  g/m 3 K-341  (341,5  kg/cm 2 ).  Dari  hasil  ini  dapat disimpulkan bahwa beton dengan variasi agregat maksimum 10  mm dan  tambahan  Serat  Rosella 500  g/m 3 adalah proporsi campuran bahan yang optimum untuk beton K-300.
Kata kunci: beton berserat; Serat Rosella; variasi agregat; kuat tekan

## 1. PENDAHULUAN
Beton  adalah  salah  satu  bahan  teknik  dan  struktur  tertua.  Ada  banyak  jenis  beton  yang  tersedia,  dibuat  dengan memvariasikan proporsi bahan utamanya. Dengan fase semen dan agregat yang disesuaikan serta tambahan serat yang dioptimasi agar dapat menciptakan kualitas beton yang bermutu baik (Miron & Rendon, 2017).
Agregat kasar pada  beton  memiliki variasi maksimum ukuran yang berbeda–beda. yang dimaksud  dengan  agregat kasar disini adalah batu pecah atau krikil yang biasa dipergunakan untuk beton, batu pecah atau kerikil pada umumnya mempunyai variasi ukuran 0,063 mm–150 mm (Hizrian, 2017). Variasi gradasi agregat kasar sendiri termasuk faktor penentu mutu beton, jika ukuran agregat kasar lebih kecil dan bervariasi maka akan memperkecil pori pada beton hal
ini  dikarenakan  agregat  kasar  yang  berukuran  kecil  bisa menutupi  rongga–rongga yang  terdapat  di  sekitar  agregat kasar yang mempunyai ukuran yang lebih besar.
Gradasi agregat yang bagus dan ukuran agregat yang kecil akan dapat menghasilkan kepadatan ( destiny ) yang paling tinggi  dan  porositas  yang  paling  rendah.  Hal  ini  termasuk  keterlibatan  dalam  memperoleh  kuat  tekan  beton  yang maksimum. (Purwati et al., 2014).
Menambahkan  serat  dengan  jumlah  yang  optimum  mampu  memperbaiki  perilaku  beton  sesudah  retak  seperti meningkatkan regangan tarik setelah beton runtuh, maka diperoleh beton yang lebih keras dan lebih tahan terhadap benturan  (Opirina  et  al.,  2019).  Meningkatnya  kekerasan  beton  sering  disebabkan  karena  konsentrasi  serat  dan ketahanan serat terhadap cabutan khususnya dipilih berdasarkan perbedaan aspek serat (perbedaan panjang/diameter) dan faktor lain misalnya bentuk dan tekstur permukaan.
Hal  lain  yang  melatar  belakangi penilitian  ini  adalah  pemanfaatan  bahan–bahan  alam untuk  dipergunakan  sebagai penguat beton, berupa serat Fiber Reinfoced Concrete . Serat sendiri terbagi menjadi 2 yaitu serat buatan dan serat alam.  Dari  beberapa  peneilitain  yang  telah  dilakukan,  penambahan  serat  pada  beton  akan  meningkatkan  dan memperbaiki  kualitas  beton.  Penelitian  bertujuan  untuk  mengetahui  perngaruh  penambahan  Serat  Rosella,  variasi agregat terhadap kuat beton. dan variasi agregat yang optimum untuk beton K-300.

## Serat Rosella
Serat Rosella atau Hibiscus Sabdariffa termasuk salah satu serat kulit pohon alami yang dimanfaatkan sebagai bahan penguat komposit untuk struktur ringan. Tanaman ini termasuk dalam keluarga Malvaceae yang memiliki lebih dari 300 spesies di dunia. Ada dua spesies yang paling dikenal yaitu Hibiscus Sabdariffa dan Hibiscus Cannabinus .
Hibiscus  Sabdariffa banyak  dibudidayakan  di  Tanznia,  Indonesia,  Srilanka,  Malaysia,  Kalimantan,  Afrika,  Sudan, Mesir, Filipina, Brasil, Australia, Meksiko, Hawai, dan Florida Amerika Serikat. Ini adalah tanaman tahunan yang dapat tumbuh lebih dari 2 meter dan memiliki batang silindris berwarna hijau tua hingga merah. Daunnya memiliki panjang antara 7,5-12,5 cm dan berwarna hijau dengan ukuran urat kemerahan. Hibiscus Sabdariffa memiliki dua tipe esensial yaitu bunga kuning dan Calycesnya Ree atau hijau. Saat ini banyak peneliti yang tertarik dengan Serat Rosella sebagai bahan penguat komposit.
Serat Flax telah  banyak  digunakan  terutama  dalam  pembuatan  suku  cadang  otomotif.  Tabel  1  memperlihatkan Hibiscus Sabdariffa memiliki sifat fisik dan kimia yang serupa dan juga beberapa serat alami lainnya. Berat jenis serat Hibiscus Sabdariffa adalah 1,38 g/cm³ dan diameter serat berkisar antara 40 – 90, nilai-nilai ini bergantung pada umur tanaman.  Rendahnya  kepadatan  serat  alam  ini  disebabkan  oleh  adanya  luman  (struktur  berongga)  di  dalam  serat. Kerapatan serat alami yang rendah merupakan keuntungan bagi serat alami yang memungkinkan produksi komposit yang lebih ringan. (Bhattacharyya et al., 2015).
Tabel 1. Mechanical properties of some natural fiber (Bhattacharyya et al., 2015) Fyber Type Density (g/cm 3 )  Diameter (ηm) Hibiscus Sabdariffa 1,38 40-90 Banana 1,48 17-23 Flax 1-1,5 80-250 Hemp 1,5 17,8-21,6 Jute 1,3-1,5 15,9-20,7
Pencampuran serat alami harus dipertimbangkan dengan seksama, karena serat alami dapat memperbaiki sifat mekanis pada beton namun juga bisa merusak, untuk itulah perlu takaran yang sesuai agar serat bisa bekerja dengan maksimal, serat yang terlalu banyak dapat mengakibatkan turunnya kuat tekan pada beton karena sifat serat yang menyerap air menyebabkan proses hidrasi pada beton terganggu sehingga mempengaruhi proses pengikatan (Kusuma & Risdianto, 2018).
Sedangkan berdasarkan peneltiian yang dilakukan oleh Hafiz (1998), kadar pencampuran Serat Rosella pada beton yang terbaik per m 3 adalah 500 g/m 3 , pencampuran dengan kadar tersebut dapat menghasilkan kuat tekan tertinggi. Tabel 2 memperlihatkan sifat fisik yang belum terdapat di Tabel 1.
Tabel 2. Mechanical properties of some natural fiber (Hafiz, 1998)
Fyber Type  Young’s Modulus (GPa) Tensile Strength (MPa) Elongation (%) Flax 27-80 345-1830 1,2-3,2 Jute 11-32 400-800 1,8
Hemp 30-60 350-800 1,6-4,0 Banana 20 529-914 4,5-6,5 Tabel 2 (lanjutan). Mechanical properties of some natural fiber (Hafiz, 1998) Fyber Type Young’s Modulus (GPa) Tensile Strength (MPa) Elongation (%) Hibiscus Sabdariffa 17 147-184 5-8

## 2. METODE PENELITIAN
Metode eksperimen dilakukan dengan cara membandingkan beton normal dengan beton yang memakai Serat Rosellaa dan variasi ukuran agregat. Dengan rencana beton mutu K-300 sebagai kontrol. Benda uji berbentuk silinder diameter 15 cm dan tinggi 30 cm.
Komponen yang digunakan pada eksperimen ini yaitu Semen Portland tipe I, agregat halus (pasir), agregat kasar (batu pecah), air, dan bahan tambahan (Serat Rosella) serta variasi agregat. Serat Rosella ditambah per m 3 beton adalah 500 g/m 3 dengan panjang 5 cm. Variasi agregat adalah 10 mm, 15mm dan 25 mm. Pada eksperimen ini akan dilihat kualitas kuat tekan beton pada usia 14 dan 28 hari.
Eksperimen dilakukan di Laboratorium PT Adhimix RMC Indonesia dari mulai persiapan alat dan bahan, pengujian agregat, penyusunan benda uji, perawatan, hingga pengujian kuat tekan tekan beton.
Rencana Mix Design menggunakan metode SNI 03-2834-2000.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel 3 memperlihatkan hasil tes kuat tekan beton pada umur yang ke 14 hari. Cor dilakukan pada tanggal 8 Agustus 2021 dan tes dilakukan pada tanggal 21 Agustus 2021.
Tabel 3. Hasil pengujian kuat tekan beton umur 14 hari
No. Kode Kuat Tekan (kg/m 2 ) 1 Normal 218,43 2 Normal 275,78 3 10 mm 387,71 4 10 mm 377,46 5 15 mm 313,85 6 15 mm 282,53 7 25 mm 243,01 8 25 mm 296,50
Dari hasil uji kuat tekan 14 hari didapati hasil beton normal tanpa campuran Serat Rosella memiliki nilai kuat tekan rata-rata sebesar K-247 (247,10 kg/m 2 ). Untuk beton dengan variasi agregat 10 mm dan campuran Serat Rosella 500 g/m 3 memiliki nilai kuat tekan K-382 (382,58 kg/m 2 ). Sedangkan beton dengan variasi agregat 15 mm dan campuran serat  rosella 500  g/m 3 mempunyai nilai  kuat  tekan  rata-rata  K-303  (303,19  kg/m 2 ), dan  yang  terakhir untuk beton dengan variasi agregat 25 mm dan campuran serat rosella 500 g/m 3 didapati hasil K-269 (269,75 kg/m 2 ). Dari hasil ini  dapat  dilihat  bahwa  nilai  kuat  tekan  beton  normal  masih  lebih  kecil  dari  nilai  kuat  tekan  beton  variasi  agregat dengan campuran serat rosella 500 g/m 3.
Tabel 4 memperlihatkan hasil tes kuat tekan beton pada umur yang ke 28 hari. Cor dilakukan pada tanggal 8 Agustus 2020 dan tes dilakukan pada tanggal 6 September 2020.
Tabel 4. Hasil pengujian kuat tekan beton umur 28 hari
No. Kode Kuat Tekan (kg/m 2 ) 1 Normal 306,02 2 Normal 327.22 3 10 mm 420,72 4 10 mm 538,31 5 15 mm 422,28 6 15 mm 435,42 7 25 mm 344,09 8 25 mm 338,91
Untuk beton normal tanpa campuran Serat Rosella meningkat kuat tekannya pada umur ke 28 hari dengan rata-rata kekuatan  K-316  (316,62  kg/m 2 ).  Beton  dengan  variasi  agregat  10  mm  dan  campuran  Serat  Rosella  500  g/m 3 mengalami kenaikan nilai kuat tekan dengan rata-rata hasil K-479 (479,51 kg/m 2 ). Sedangkan untuk beton dengan variasi agregat 15 mm dan campuran Serat Rosella 500 g/m 3 mengalami kenaikan dengan rata-rata nilai K-428 (428,85 kg/m 2 ). Beton dengan variasi agregat 25 mm dengan campuran Serat Rosella meningkat kuat tekanya dengan nilai rata-rata K-341 (341,5 kg/m 2 ).
Perbandingan hasil kuat tekan 14 dan 28 hari diperlihatkan melalui grafik pada Gambar 1. Semua jenis benda uji beton mengalami  kenaikan  nilai  kuat  tekannya  pada  umur  28  hari,  hasil  ini  memperlihatkan  bahwa  pencampuran  Serat Rosella dan variasi agregat kasar sangat berpengaruh pada nilai kuat tekan beton.
Gambar 1. Perbandingan hasil kuat tekan 14 dan 28 hari

## 4. KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  analisis  dan  perhitungan  hasil  perencanaan  mix  design  dan  pengujian  kuat  tekan  maka  dapat disimpulkan:
1. Variasi  ukuran  agregat  maksimum  dan  campuran  Serat  Rosella  sangat  mempengaruhi  kualitas  nilai  kuat tekan beton.
2. Variasi  agregat  kasar  yang  optimum  untuk  beton  K-300  adalah  variasi  agregat  maksimum  10  mm, dikarenakan dari mutu rencana K-300 beton dengan variasi agregat maksimum 10 mm memiliki nilai kuat tekan beton paling tinggi.
3. Nilai kuat tekan beton K-300 dengan variasi agregat maksimum 10 mm adalah K-479, beton variasi agregat maksimum 15 mm adalah K-428, beton variasi agregat maksimum 25 mm adalah K-341.

## Saran
Demi terus berkembangnya pengetahuan tentang beton mutu K-300 dengan serat rosella dengan variasi agregat 10 mm, 15 mm dan 25 mm ini, maka peneliti mempunyai sebuah saran diantaranya sebagai berikut:
1. Perlunya dibuat sampel yang lebih banyak lagi agar dapat mengetahui dengan pasti nilai optimum beton.
2. Perlunya dilakukan penelitian kuat tekan tarik lentur, agar dapat membuktikan lebih jelas tentang pengaruh Serat Rosella.
3. Perlunya  dilakukan  penelitian  dengan  mencampur  agregate  kasar  10  mm,  15  mm,  dan  25  mm  dengan persentasi tertentu untuk mendapatkan hasil optimum untuk beton.

## DAFTAR PUSTAKA
Badan Standardisasi Nasional. (2000). Tata Cara Pembuatan Rencana Campuran Beton Normal (SNI 03-2834-2000).
0 247,10 316,62 0 382,58 479,51 0 303,19 428,85 0 269,75 341,5 0 100 200 300 400 500 600 0 14 28 Kuat Tekan Beotn (F c') Umur Beton Grafik Kuat Tekan Beton (Fc') Beton Normal Beton Aggregat 10 mm
Beton Aggregat
15 mm Beton Aggregat 25 mm
Bhattacharyya,  D.,  Subasinghe,  A.,  &  Kim,  N.  K.  (2015).  Natural  fibers:  Their  Composites  and  Flammability Characterizations. Multifunctionality  of  Polymer  Composites ,  102-143.  https://doi.org/10.1016/B978-0-323- 26434-1.00004-0
Hafiz,  A.  A.  (1998). Beton  Menggunakan  Campuran  Agregat  Daur  Ulang  dan  Serat  Alam  Rosela [Skripsi  tidak dipublikasi]. Universitas Indonesia. https://lib.ui.ac.id/file?file=pdf/metadata-20238980.pdf
Hizrian. (2017, November 28). Pengertian Agregat dan
Klasifikasinya.
Medium . https://hizrian.medium.com/pengertian-agregat-dan-klasifikasinya-342a92049a98
Kusuma,  G.  Y.,  &  Risdianto,  Y.  (2018).  Pemanfaatan  Serat  Rami  pada  Pembuatan  Beton  Normal  terhadap Kemampuan Uji Sifat Mekanis. Rekayasa Teknik , 3 (3). https://ejournal.unesa.ac.id/index.php/rekayasa-teknik- sipil/article/view/26395/24175
Miron,  L.  E.  R.  D.,  &  de  Rendon,  M.  E.  L.  (2017).  Influence  of  Sulfur  Ions  on  Concrete  Resistance  to Microbiologically Induced Concrete Corrosion, Concrete Durability (pp.11-21). Springer. DOI: 10.1007/978- 3-319-55463-1_2
Opirin,  L.,  Sari,  D.  P.,  &  Hanif,  M.  (2019).  Pengaruh  Penambahan  Serat  Tandan  Kosong  Kelapa  Sawit  (TKKS) terhadap Kuat Tarik Belah Beton Normal. Portal: Jurnal Teknik Sipil , 11 (2), 16-23. http://dx.doi.org/10.30811/portal.v11i2.1522
Purwati, A., As’ad, S., & Sunarmasto. (2014). Pengaruh Ukuran Butiran Agregat terhadap Kuat Tekan dan Modulus
Elastisitas Beton Kinerja Tinggi Grade 80. Matriks Teknik Sipil , 2 (2), 58-63.
https://doi.org/10.20961/mateksi.v2i2.37436
Optimasi  Pemakaian  Serat  Rosella  pada  Campuran  Beton dengan Variasi Maksimum Ukuran Agregat 10 mm, 15 mm, dan 25 mm