## Jenis Artikel: original research

## Analisis Kualitas Paving Block Berpenguat Abu Sekam Padi
Tila Liana 1 , Dwiria Wahyuni 1 , Asifa Asri 1 , Nurhasanah 1 , Hasanuddin 1 , Marjuki 1
1 Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Tanjungpura
Corresponding e-mail : dwiriawahyuni@physics.untan.ac.id
KATA  KUNCI: paving block , sifat fisis, sifat mekanis, abu sekam padi
Diserahkan: 21 Desember 2022 Diterima: 31 Desember 2022 Diterbitkan: 31 Januari 2023 Terbitan daring: 31 Januari 2023

## 1. Pendahuluan
Paving  block merupakan  bahan  banguna n  yang  terbuat  dari  campuran  semen  Portland  atau  bahan  perekat hidrolis  lain  (gips  hemihidrat,  kapur  padam,  dan  pozolan),  air,  dan  agregat. Paving  block dapat  digunakan untuk  menutup  permukaan  jalan  atau  jalan  di  area  taman.  Namun  demikian, paving  block yang  dipr oduksi oleh  produsen  lokal  sering  kali  tidak  diketahui  kualitasnya  (Novrina  dkk.,  2021). Paving  block yang  memiliki mutu  kualitas  yang  baik  adalah paving  block yang  memiliki  nilai  kuat  tekan  dan  ketahana n  kejut  yang  tinggi terhadap  beban  yang  berada  di  atasnya,  serta  daya  serap  air  yang  rendah  (Setiawan  dkk . ,  2010).  Kualitas paving  block dipenga ruhi  oleh  bahan  dasar  ataupun  bahan  tambahan.  Dengan  demikian,  kualitas pavong  block

## Jurnal Phi
ABSTRAK. Paving block  dengan  kualitas  tinggi dapat dibuat  dengan  menambahkan bahan  penguat.  Penelitian  ini  menggunakan  abu  sekam  padi  (ASP)  sebagai  bahan penguat pengganti sebagian semen. ASP diperoleh dengan membakar sekam padi selama 16 jam yang kemudian diayak dengan ayakan 20-40 mesh. Hasil karakterisasi pada ASP menunjukkan adanya silika amorf sebanyak 71,1% dengan puncak gelombang 2 𝜃 pada sudut 22º. Variasi  yang dilakukan  adalah menambahkan ASP sebanyak 0%, 5%, 7,4%, 10%, dan 12% terhadap jumlah total semen dalam pembuatan paving block, sedangkan analisis dilakukan terhadap sifat fisis dan mekanisnya. Paving block dengan daya serap air tertinggi adalah pada penambahan ASP 7,4% dengan nilai rata-rata 4,46%. Semakin tinggi jumlah ASP (lebih dari 7,4%), daya serap air menurun. Nilai kuat tekan tertinggi adalah  pada variasi 8%  yaitu  50,45 MPa.  Sementara  itu,  semakin  tinggi  kandungan ASP,  nilai  ketahanan  kejut  semakin  tinggi. Nilai ketahanan kejut terbaik  adalah  pada variasi penambahan ASP 12% yaitu nilai rata-rata retak 1,99 × 10 6 J , dan nilai rata- rata hancur 2,17 × 10 6 J. Secara umum, paving block dengan penguat ASP mengalami perbaikan kualitas (sifat fisis dan mekanis) jika dibandingkan dengan paving block tanpa ASP.  Semua  variasi  memenuhi  SNI  03-0691-1996  dengan  mutu  A-B  yaitu  dapat digunakan untuk jalan dan lahan parkir.
dwiriawahyuni@physics.untan.ac.id 79
dapat  ditingkatkan  dengan  penambahan  bahan  penguat,  misalnya  limbah  plastik  dan  serat  bendrat  yang menaikkan  kelas kualitas paving block dari tidak terklasifikasi menjadi kelas D (Hutauruk,  2021). Pemilihan  bahan  penguat  dalam  rangka  peningkatan  kualitas paving  block adalah  hal  yang  krusial. Bahan  penguat  hendaknya  memiliki  sifat  serupa  dengan  bahan  utama  yang  digantikan.  Penambah an   serat (ijuk,  plastik,  kawat)  tidak  memberikan  perubahan  signifikan  terhadap  nilai  kuat  tekan paving block (Adibroto, 2014) , dan  penambahan  limbah  kertas  tidak  memperb aiki   kualitas  meskipun paving  block menjadi   lebih ringan  (Syifa  dkk . ,  2020).  Sebaliknya,  abu  sekam  padi  (ASP)  berpotensi   sebagai  bahan  aditif  karena  memiliki sifat  pozolan  seperti  semen  (Bakhtiar  A,  2009).  ASP  memiliki   sifat  pozolan  karena  memiliki  kandungan   silika dan  memiliki  tekstur  yang  halus.  Pembakaran  sekam  padi  pada  suhu  700 º C  selama  90  menit  dapat menghasilkan  kandungan  silika  90,17%  pada  ASP.  Sifat  pozolan  pada  ASP  tidak  memiliki  karakteristik  dasar seperti  semen,  tetapi  ketika  ditambahkan  air  maka  akan  terjadi  reaksi  kimia  untuk  membentuk  kalsium alumina  hidrat  yang  mempunyai  sifat  seperti  semen  (Nugraha,  dkk.,  2021).
Berdasarkan  latar  belakang  yang  telah  dipaparkan,  ASP  berpotensi  sebagai  bahan  tambahan  dalam pembuatan paving  block sehingga  dapat  mengurangi  penggunaa n  semen.  Namun,  komposisi  yang  tepat  untuk dari  ASP  belum  banyak  diketahui.  Pada  penelitian  ini,  komposisi  ASP  yang  ditambahkan  dalam  pembuatan paving block adalah  0%,  5%,  7.4%,  10%,  dan  12%  dari  berat  semen  yang  digunakan.  Sifat  fisis  yang  diuji   yaitu penyerapan  air,  sedangkan  sifat  mekanik  yang  diuji  yaitu  uji  kuat  tekan  dan  uji  ketahanan  kejut.  Selain  itu, abu  sekam  padi  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  akan  diuji  fase  kristalinnya  menggunakan X-ray diffraction (XRD)  dan  kandungan  silikanya  dengan X-ray  fluorescence (XRF).

## 2. Metodologi
Pembuatan paving  block dilakukan  dengan  menimbang  massa  pasir,  semen,  pasir,  ASP,  dan  kerikil  sesuai Tabel  1.  Semua  bahan  tersebut  diaduk  dengan  penambahan  air  secukupnya.  Dalam  penelitian  ini,  ASP diperoleh  denga n  membakar  sekam  padi  selama  16  jam  yang  kemudian  diayak  dengan  ayakan  20-40  mesh. ASP  digunakan  sebagai  bahan  pengganti  sebagian  semen.  Bahan  yang  telah  dicampur  kemudian  dicetak dengan  cetakan paving  block yang  berukuran  (10 × 6 × 2 0)  cm,  lalu  ditekan  dengan  mesin  hidrolik  kap  300 kg ∙ cm 2 .  Campura n  yang  telah  dicetak,  kemudian  dirawat  selama  28  hari  dengan  menyiramkan  air  setiap  pagi dan  sore. Paving  block kemudian  diuji  sifat  mekanisnya  seperti  kuat  tekan,  daya  serap  air,  dan  ketahanan kejut.
Tabel  1. Variasi  bahan  pembuatan paving  block Keterangan  Sampel Bahan Pasir (kg) Semen (kg) Abu Sekam Padi (kg) Kerikil  (kg) Variasi ASP 0% 9,6 9,6 - 1,3 Variasi ASP 5% 9,6 9,1 0,50 1,3 Variasi ASP 7,4% 9,6 8,81 0,70 1,3 Variasi ASP 10% 9,6 8,65 0,95 1,3 Variasi ASP 12% 9,6 8,5 1,15 1,3 3. Pembahasan

## 3.1 Fabrikasi  Paving  Block
Paving  block yang  difabrikasi  (Gambar  1)  secara  kualitatif  berwarna  lebih  terang  dan  terasa  kasar  untuk  variasi tanpa  ASP.  Setelah  ASP  ditambahkan,  warna paving  block menjadi  lebih  gelap  dan  terasa  lebih  halus  seiring dengan  bertambah nya  jumlah  ASP.  Perubahan  warna  pada paving  block dikarenakan  kandungan  selulosa  dan lignin  di  dalam  ASP  yang  menjadi  karbon  saat  proses  pembaka ran  (Krishna rao  dkk . ,  2001).
(a) (b) (c) (d) (e) Gambar  1. Hasil  fabrikasi paving  block berukuran  (10  x  6  x  20)  cm,  (a)  variasi  ASP  0%;  (b)  variasiASP  6%);
(c)  variasi  ASP  8%;  (d)  variasi  ASP  10%;  dan  (e)  variasi  ASP  12%.

## 3.2 Karakterisasi Fisis Abu Sekam Padi
Silika  pada  ASP  muncul  melalui  proses  pembakaran.   ASP  yang  baik  berwarn a  abu  hingga  putih  (Chakraverty dkk . ,  1988).  Pada  penelitian  ini,  abu  sekam  padi  dibakar  dengan  suhu  rata -rata  300 º C  selama  16  jam.  Hasil  ASP dari  pembakaran  adalah  abu  kehitaman.  Hasil  uji  dengan  XRF  menunjukkan  bahwa  kandung an  terbesar  pada ASP  adalah  senyawa  Silika  (Si)  sebesar  71,1%.  Hasil  uji  XRD  pada  abu  sekam  padi  dapat  dilihat  pada  Gambar  2. Puncak  gelombang  2 θ berada  pada  22º  yang  merupakan  karakteristik  silika  amorf  (Sapei  dkk . ,  2008;  Umeda and  Kondoh,  2008).  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  perlakuan  pada  ASP  dap at  membentuk  silika  amor f  yang digunakan  sebagai  bahan  pengga nti  semen.
Gambar  2. Hasil  uji  XRD  abu  sekam  padi.

## 3.3 Daya  Serap  Air Paving Block
Daya serap air menunjukkan kemampuan bahan dalam menyerap air dengan selang waktu tertentu. Nilai daya serap  air  dihitung  dengan  persamaan  1,  dengan m b adalah  massa paving block dalam  kondisi  basah  s etelah perendaman dengan air selama  24  jam,  dan m k adalah  massa paving block kondisi kering setelah  dipanaskan selama 24  jam.
Gambar  3  menunjukkan  nilai  rata-rata  daya  serap  air  pada paving block yang  difabrikasi,  yaitu  antara 4,46%  sampai  dengan  9,34%.  Nilai  rata-rata  daya  serap  air  terendah  diperoleh  pada  variasi  ASP  7,4%, sedangkan nilai tertinggi  diperoleh pada v ariasi ASP 12%. Hal  yang menarik adalah bahwa penambahan ASP di bawah  10%  tidak merubah  daya  serap  air secara  signifikan. Akan  tetapi,  terjadi  kenaikan  nilai rata-rata  daya 𝑚 𝑏 − 𝑚 𝑘 𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑠𝑒𝑟𝑎𝑝 𝑎𝑖𝑟 = × 100% 𝑚 𝑘 (1)
dwiriawahyuni@physics.untan.ac.id 81
serap  air  sebesar  1,8  kali  saat  ASP  ditambahkan  lebih  dari  10%.  Hal  ini  dimungkinkan  terjadi  akibat  silika  yang terkandung  pada  ASP  bersifat  menyerap  air  dan  ukuran  ASP  yang  besar,  dan  dalam  jumlah  besar, menyebabkan paving  block memiliki   rongga  kosong  yang  banyak.  Daya  serap  air  yang  tinggi  akan menyebabkan paving  block mudah  hancur  dan  rapuh.  Semakin  sedikit  air  yang  diserap  maka  semakin  kuat paving  block .
Gambar  3. Nilai  rata-rata  daya  serap  air paving  block.
Dengan  demikian,  berdasarkan  Gambar  3,  penambahan  ASP  dapat  memp erbaiki  kualitas paving  block . Berdasarkan  SNI  03-0691-1996, paving  block berada  pada  kelas  mutu  C.  Penamb ahan  ASP  sejumlah  kurang dari  10%  menaikkan  kualitas paving block menjadi  kelas  mutu  B,  akan  tetapi  penambahan  ASP  lebih  dari  10% akan  membuat paving  block memiliki  kelas  mutu  D.

## 3.4 Kuat Tekan  dan Ketahanan Kejut  Paving Block
Nilai  kuat  tekan  menunjukkan  kekuatan  benda  dalam  menerima  tekanan  hingga  terjadi  patahan  atau   retakan. Pengujian  kuat  tekan  dilakukan  dengan  perawatan  selama  28  hari.  Gambar  4(a)  mempresentasikan  bahw a  nilai rata-rata  kuat  tekan paving  block adalah  dari  35,12%  hingga  50,45%.  Nilai  kuat  tekan  terendah  adalah  variasi tanpa  menambahkan  ASP,  kemudian  mengalami  peningkatan  pada  variasi  penambah an  ASP  6%  sampai  d engan 8%,  namun  terjadi  penurunan  kembali  pada variasi  penamba han  ASP  10%  sampai  dengan  12%.  Nilai  kuat tekan optimum  diperoleh  pada  variasi  penambaha n  ASP  6%  sampai  dengan  8%.  Hal  ini  dikarenakan  jumlah persentase  semen  yang  besar  mampu  mengikat  ASP  sehingga  merekat  dengan  baik.  Ukuran  ASP  yang  lebih besar  dari  semen  juga  menyebabkan paving  block lebih  padat  sehingga  mampu  menahan  beban  yang diberikan  saat  proses  pengujian.  Sementara  itu,  penuruna n  nilai  kuat  tekan  pada  variasi  tambahan  ASP  10% sampai  dengan  12%  terjadi  akibat  persentase  ASP  yang  lebih  besar  membuat paving  block lebih  cepat mengeras   sebelum  semen  mampu  mengikat  ASP  dengan  baik.  Ukuran  ASP  yang  besar  dari  semen  dan persentase  yang  besar  mengakibatkan paving  block lebih  banyak  memiliki  rongga  sehingga  pada  proses pengujian  mudah  terjadi  retak  hingga  hancur  karena  tidak  mampu  menahan  beban  yang  diberikan. Berdasarkan  hal  ini,  didapatkan  bahwa  penambaha n  ASP  pada   persentase  tertentu  dapat  digunakan  sebagai pengganti  sebagian  semen  dan  meningkatka n  nilai  kuat  tekan paving  block.
Sebagai  tambahan, semua variasi yang  digunakan yaitu  0%,  5%,  7,4%,  10%,  dan  12%  telah  memenuhi  SNI 03-0691-1996  yaitu  kuat  tekan  minimum   8,5 – 35  MPa  dan  kuat  tekan  rata-rata  10 – 40  MPa.  Pada  penelitian  ini, nilai  rata-rata  kuat  tekan  yang  diperoleh  berada  di  antara  35,12  dan  50,45  MPa.  Dengan  demikian,  kualitas paving  block dengan  penambaha n  ASP  termasuk  pada  mutu  A  yaitu  dapat  digunakan  untuk  jalan. Kecenderungan  peningkatan  sifat  mekanis  setelah  ditambahkan  ASP  ini  juga  sejalan  dengan  kajian  Givi,  dkk (2010),  bahwa  penambaha n  4%  nanosilika fly  ash 15  nm  dan  80  nm  pada  beton  dapat  meningkatka n  kekuatan
dwiriawahyuni@physics.untan.ac.id 82
Liana, T., Wahyuni, D., Asifa, A., Nurhasanah, Hasanuddin, Marjuki. 2023. Paving ASP Vol 9 (1), 2023
tekan  pada  beton  sebesar  2%.  Hasil  yang  sama  dilaporkan  Heidari  dan  Tovakoli  (2013),  jika  penambaha n   nano - silika  pada  beton  tanah  keramik  dapat  meningka tkan  kekuatan  sifat  mekanisnya.
Uji  ketahanan  kejut  adalah  sifat  mekanis  yang  didefinisikan  sebagai  kemampuan  penyerapan  energi dari beban dinamis untuk membuat benda retak dan patah. Gambar 4(b) menunjukkan nilai rata-rata uji kejut berkisar  antara  772  J  hingga  1.990  J  untuk  nilai  retak  dan  antara  913  J  hingga  2172  J  untuk  nilai  hancur. Penambahan  abu  sekam  padi  pada  v ariasi  0%  menghasilkan  energi  terendah,  sedangkan  nilai  tertinggi  ada pada variasi penambahan abu sekam padi 12%. Semakin besar persentase penambahan abu sekam padi maka semakin besar  pula  energi yang  diserap oleh paving block . Hal ini disebabkan karena ukuran dan pers entase jumlah  ASP  jika  digabung  dengan  pasir  lebih  besar  daripada  semen  sehingga  mampu  membentuk  material yang keras.  Material yang keras   mampu  menahan  beban kejut secara bertahap hingga akhirnya  mulai retak lalu hancur.
Gambar  4 .  Sifat  mekanis paving  block terhadap  penambah an  abu  sekam  padi;  (a)  rata-rata  kuat  tekan  dan (b)  rata-rata  uji  ketahan an  kejut.

## 4. Kesimpulan
Penambah an  ASP  dalam  pembuatan paving  block dapat  meningkatkan  kualitasnya  menurut  SNI  03 -0691-1996. Berdasarkan  sifat  daya  serap  air  dan  kuat  tekan,  ASP  yang  baik  untuk  ditambahkan  adalah  kurang  dari  10%, dengan  nilai  optimum  adalah  pada  7,4%  .  Akan  tetapi,  berdasarkan  sifat  ketahanan  kejut,  semakin  banyak jumlah  ASP,  kemamp uan paving  block dalam  menaha n  beban  kejut  akan  meningkat.

## Keterlibatan  Penulis
Keterlibatan setiap penulis adalah TL  melakukan eksperimen  dan  mengambil data, DW  memberikan gagasan pokok  ide  penelitian  dan  melakukan  analisis  data,  AA  menulis  manuskrip  revisi  dan  menganalisis  data,  M menulis manuskrip  original, N dan  H menganalisis data.

## Daftar  Pustaka
Adibroto,  F.  2014.  Pengaruh  Penambahan  Berbagai  Jenis  Serat  pada  Kuat  Tekan  Paving  Block. J.  Rekayasa  Sipil .  10(1),  1 – 11. Bakhtiar  A.  2009.  Studi  Peningkatan  Mutu  Pavong  Block  dengan  Penambahan  Abu  Sekam  Padi. J.  Tek.  Sipil .  1(2),  73 – 80. Chakraverty,  A.,  Mishra,  P.,  and  Banerjee,  H.D.  1988.  Investigation  of  combustion  of  raw  and  acid-leached  rice  husk  for production  of  pure  amorphous  white  silica, J.  Mater.  Sci. 23(1),  21 – 24.
Givi,  A. N.,  Rashid,  S.  A.,  Aziz, F. N.  A.,  dan  Salleh,  M.  A.  M.  2010.  Experimental  Investigation  of  The  Size Effects  of SiO 2
dwiriawahyuni@physics.untan.ac.id 83
Nano-Particles On The Mechanical Properties of Binary Blended Concrete. Composites Part B: Engineering . 41(8), 673- 677.
Heidari, A., dan Tavakoli, D. 2013. A study of the mechanical properties of ground ceramic powder concrete incorporating nano-SiO2 particles. Construction and building  materials . 38, 255-264. Hutauruk, D.M. 2021. Pengaruh Serat Bendrat Terhadap Kuat  Tekan Paving Block Berbahan Dasar Limbah Plastic Hdpe, J. Civ. Eng.  Build.  Transp. 5(1), 9 – 16.
Krishnarao, R. V, Subrahmanyam, J., dan Kumar, T.J. 2001. Studies on the formation of black particles in rice husk silica ash, J. Eur. Ceram. Soc. 21(1), 99 – 104.
Novrina, K., Sukatiman, S., dan Nurhidayati, A. 2021. Perbandingan Mutu dan Harga Paving Block Hasil Produksi Manual Oleh Produsen Lokal. Indonesian. Journal Of Civil Engineering Education .  7(2), 1-9.
Nugraha,  A.  W.  2021.  Potensi  Penggunaan  Partikel  Nanosilika  dari  Abu  Sekam  Padi  Sebagai  Bahan  Tambahan  Dalam Pembuatan Beton (Mini Review). Agroindustrial Technology Journal . 5(1), 21-33.
Sapei,  L.,  Nöske,  R.,  Strauch,  P.,  dan  Paris,  O.  2008.  Isolation  of  mesoporous  biogenic  silica  from  the  perennial  plant Equisetum hyemale, Chem. Mater. 20(5), 2020 – 2025.
Setiawan,  P., ST,  P.,  dan  Bachtiar,  G.  2010.  Penggunaan  Abu  Sekam  Padi  Dan  Kapur  Sebagai  Bahan  Pengganti  Sebagian Semen Komposit Pada Pembuatan Paving Block, Menara J. Tek. Sipil . 5(1), 66 – 82.
Syifa,  D.J.,  Gumilang,  P.D.,  Lestari,  A.D.,  Gunawan,  L.I.,  dan  Safarizki,  H.A.  2020.  Papblock  :  Paving  Block  Dengan  Bahan Tambah Limbah Kertas. J. Ilm. Teknosains . 5(2), 113 – 116.
Umeda,  J.  dan  Kondoh,  K.  2008.  High-purity  amorphous  silica  originated  in  rice  husks  via  carboxylic  acid  leaching  process, J. Mater. Sci. 43(22), 7084 – 7090.