## Analisis Pengaruh Penggunaan Nano Silika Sebagai Substitusi Semen Terhadap Kuat Tekan Beton Fc’ 25 MPa
Agung Laksono* 1 , Denie Chandra 2 , Ratih Baniva 3
1,2,3 Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indo Global Mandiri, Jl. Jendral Sudirman No.629 Km.4
e-mail: 1 agunglaksono1902@gmail.com , 2 denie_chandra@uigm.ac.id , 3 ratih.baniva@uigm.ac.id

## Abstract
The use of alternative cementitious materials continues to be developed, one of which is the addition of  nanomaterials  to  the  concrete  mixture.  Nanomaterials  are  nanoscale  materials  that  are  being developed into smaller binders than cement grains. Nano silica is a nanoscale material that is very good  for  manufacturing  high  performance  concrete.  The  application  of  nanotechnology  is  an effective way to reduce environmental pollution and increase the durability of concrete. The purpose of this study was to determine the compressive strength characteristics of concrete using nanosilica as a cement substitution with percentages of 3%, 5% and 8%. Tests were carried out in slump tests, setting time, and compressive strength of concrete with all variations of nano silica. The results show that using nano silica in the concrete mixture can affect the thickness and density of the resulting concrete.  The  use  of higher nano  silica  can  increase  the  concrete  slump  value. The  results  of  the concrete setting time test show that the use of nano silica with a higher percentage can slow down the final setting time of the concrete. The compressive strength of substitution variation using 3% nano  silica  produced  the  highest  compressive  strength  at  28  days,  namely  26.20  MPa,  with  an increase in concrete compressive strength of 3.4% compared to normal concrete. Using nano silica can  reduce  the  number  of  pores  and  make  concrete  denser,  thereby  increasing  the  strength  and durability of concrete, however using more nano silica causes clumping to occur, thereby reducing the bonding power between other concrete constituent materials..

## Keywords:  cementitious, nanomaterials, nano silica, slump tests, compressive strength

## Abstrak
Penggunaan  alternatif  material  berbasis  semen  terus  dikembangkan  salah  satunya  penambahan nanomaterial  pada  campuran  beton.  Nanomaterial  merupakan  material  skala  nano  yang  tengah berkembang menjadi binder yang berukuran lebih kecil dari butiran semen. Nanosilika merupakan jenis  material  berskala  nano  yang  sangat  baik  digunakan  dalam  pembuatan  high  performance concrete.  Penerapan  nanoteknologi  merupakan  cara  yang  efektif  cara  untuk  mengurangi pencemaran  lingkungan  dan  meningkatkan  durabilitas  beton.  Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk mengetahui  bagaimana  karakteristik  kuat  tekan  beton  yang  menggunakan  nanosilika  sebagai subtitusi semen dengan persentase 3%, 5% dan 8%. Pengujian dilakukan berupa uji slump, setting time  serta  kuat  tekan  beton  dengan  semua  variasi  penggunaan  nano  silika.  Hasil  menunjukkan bahwa penggunaan nano silika pada campuran beton dapat mempengaruhi tingkat kekentalan dan kepadatan  beton  yang  dihasilkan.  Penggunaan  nano  silika  yang  lebih  tinggi  dapat  meningkatkan nilai slump beton. Hasil uji setting time beton menunjukkan bahwa penggunaan nano silika dengan persentase yang lebih tinggi dapat memperlambat waktu ikat akhir beton. Kuat tekan beton variasi subtitusi yang menggunakan nano silika 3% menghasilkan kuat tekan tertinggi pada umur beton 28 hari yaitu sebesar 26,20 MPa dengan peningkatan kuat tekan beton sebesar 3.4% dari beton normal.
Penggunaan nano silika dapat mengurangi jumlah pori dan membuat beton lebih padat sehingga meningkatkan  kekuatan  dan  durabilitas  beton,  akan  tetapi  dengan  penggunaan  nano  silika  yang lebih banyak menyebabkan terjadinya penggumpalan sehingga mengurangi daya ikat antar material penyusun beton lainnya.
Kata kunci : nanomaterial, nanosilika, slump, setting time, kuat tekan

## 1. Pendahuluan
Penggunaan beton  sebagai  bahan  pembentuk  struktur  telah  banyak  digunakan  didunia  konstruksi. Beton  sering  diaplikasikan  pada  pembuatan  konstruksi  gedung,  jembatan,  jalan  dan  bangunan  air (Sopa, 2023). Material beton banyak diminati karena memiliki kekuatan tekan tinggi, tahan dalam waktu  yang  lebih  lama,  serta  biaya  pemeliharaan  yang  tidak  terlalu  tinggi  dibandingkan  material lainnya.
Salah satu material penyusun beton pada umumnya terdiri bahan pengisi berupa pasir dan batu pecah, serta  semen  dan  air  sebagai  binder  (Fauzi,  2022).  Penggunaan  bahan  baru  dan  material  alternatif berbahan  semen  sebagai  upaya  material  berkelanjutan  terus  dikembangkan  salah  satunya penambahan  material  nano  pada  campuran  beton  (Devi,  2022).  Nanomaterial  merupakan  bahan berskala nano dengan ukuran partikelnya berkisar kurang dari 100 nm  (Prihatini, 2016). Material nano saat ini tengah menjadi inovasi untuk menjadi bahan pengikat yang berukuran lebih kecil dari bahan semen (Setiati, 2016).
Nano  silika  (SiO2)  adalah  jenis  material  berbahan  silika  yang  berskala  nanometer.  Secara  umum, nanosilika diproduksi dari silika berukuran mikro. Penambahan butiran nano seperti nano silika, nano alumina,  nano  clay,  hingga  cementitious  material  mengubah  kualitas  beton.  Nanomaterial  yang digunakan  sebagai  substitusi  parsial  semen  dalam  pembuatan  beton  dapat  mengubah karakteristik beton  seperti  proses  hidrasi  yang  dipercepat,  porositas  lebih  kecil  dan  meningkatkan  kepadatan mikrostruktur  serta  kuat  tekan  beton  (Gumelar,  2019).  Penggunaan  nano  silika  10%  dapat meningkatkan durabilitas beton terhadap serangan sulfat lebih baik dibandingkan beton konvensional (Saloma,  2015).  Penambahan  nano  silika  0–10%  sejumlah  kecil  efektif  meningkatkan  kuat  tekan beton  hingga  75%  (Huseien,  2019).  Penggunaan  nanosilika  4%  menghasilkan  kuat  tekan  sebesar 35,04 MPa, sedangkan beton tanpa menggunakan nanosilika 23,98 MPa. Persentase kenaikan kuat tekan beton yang menggunakan silika berukuran nano adalah sebesar 46,16%.
Nano silika adalah bubuk kuarsa atau bubuk silika yang ditandai dengan persentase kandungan SiO2 yang tinggi yaitu lebih dari 99%. Nano silika merupakan bahan kimia anorganik ulta halus berbentuk bubuk  putih  yang  tidak  berbau.  Nano  silika  komersil  adalah  silika  berukuran  nano  yang  telah diperdagangkan  secara  komersil.  Nano  silika  mempunyai  ukuran  partikel  antara  20–40  nm. Nanosilika  adalah  campuran  pembuatan  beton  mampu  memperkuat  kepadatan  beton  dan permeabilitas  beton  (Gumelar,  2019).    Nano  silika  adalah  material  dengan  jumlah  yang  banyak diproses  dengan  teknologi  nano.  Penggunaan  nanosilika  sebagai  subtitusi  material  semen  pada pembangunan bidang konstruksi dapat meningkatkan kuat tekan dan dapat mengurangi efek akibat gempa serta memiliki kekedapan yang lebih baik (William, 2023).
Green  concrete terus  dikembangkan  untuk  bahan  pembangunan  berkelanjutan  dengan  cara penerapan  limbah  industri  untuk  mengurangi  polusi  terhadap  lingkungan  (Puspita,  2020).  Beton nanomaterial adalah beton generasi baru yang terbentuk dari material dengan ukuran butir berskala nano.  Nanosilika  yang  ditambahkan  pada  campuran  pembuatan  beton  meningkatkan  kepadatan
beton. Tujuan penelitian untuk menganalisis  kuat tekan, tingkat porositas dan permeabilitas beton yang menggunakan nanosilika. Nanosilika sebagai subtitusi semen sebesar 4%, 6% dan 8%. Hasil pengujian  kekuatan  tekan  beton  konvesional  adalah  sebesar  23,98  MPa  pada  28  hari.  Optimum penggunaan nano silika 4% menghasilkan 35 MPa. Jika dibandingkan dengan dua variasi nano silika lainnya, persentase 4% menghasilkan nilai kuat tekan tertinggi (Gumelar, 2019).
Perkembangan  inovasi  beton  pada  dunia  konstruksi  mengalami  peningkatan  yang  cukup  pesat. Teknologi  material  konstruksi  terus  diupayakan  memiliki  kuat  tekan  yang  lebih  tinggi  dan  lebih durable  dibandingkan  beton  konvensional,  salah  satunya  adalah  dengan  penggunaan  material berskala  nano.  Penelitian  bertujuan  untuk  menganalisis  sifat  mekanik  dan  daya  tahan  beton  yang menggunakan  material  nano.  Material  pembentuk  beton  antara  lain  adalah  agregat,  semen, nanosilika,  superplasticizer,  dan  air.  Berdasarkan  hasil  diperoleh  bahwa  optimum  penggunaan nanosilika  5%  dari  berat  binder  dapat  mengurangi  kebutuhan  pemakaian  semen  sebanyak  30  kg. Persentase dengan hasil kuat tekan optimum adalah dengan penambahan nanosilika, meningkatkan kuat  tekan  sebesar  16,70%.  Oleh  karena  itu  beton  dengan  penambahan  nano  silika  sebanyak  3% memiliki kepadatan yang lebih baik dibandingkan kepadatan beton normal (Setiati, 2016).
Penelitian  beton  yang  menggunakan  nanomaterial  dilakukan  untuk  mengetahui  durabilitas  beton (Saloma, 2015). Material yang digunakan adalah semen tipe 1, nanosilika berukuran 10  - 150 nm, serbuk kuarsa dalam 0,3 - 25,0 µm, pasir halus (kuarsa pasir) ukuran 50 - 650 μm, agregat kasar 5 - 10  mm,  dan  superplasticizer.  Dalam  penelitian  ini,  mekanisme  yang  dibahas  penggabungan nanomaterial  dalam  beton  meningkatkan  daya  tahan  terhadap  serangan  sulfat.  Penerapan nanoteknologi  merupakan  cara  yang  efektif  cara  untuk  mengurangi  pencemaran  lingkungan  dan meningkatkan daya tahan beton. Bagi negara-negara seperti Indonesia, teknologi ini dapat berperan sebagai  peran  penting  dalam  memenuhi  kebutuhan  infrastruktur  yang  sangat  besar  secara berkelanjutan.  Berdasakan  hasil  pengujian  Nanosilika  mampu  meningkatkan  kinerja  beton  dan menghasilkan kuat tekan sebesar 129,48 MPa. Peningkatan ketahanan nano silika sebagai subtitusi semen sebesar 10% terhadap serangan sulfat lebih baik dibandingkan beton tanpa nano silika.
Penelitian  ini  menganalisis  pengaruh  penambahan  nano  silika  (NS)  dan  fly  ash  (FA)  pada  beton berkinerja tinggi. Penambahan Nano silika (NS) ditambahkan dalam empat persentase yaitu 1%, 2%, 3%, 4% dari berat semen. Berdasarkan hasil pengujian menunjukkan bahwa Nano silika berfungsi sebagai  bahan  pengisi  yang  dapat  membantu  mengisi  pori-pori  dan  mempercepat  proses  hidrasi. Selain itu karena  efek pengisian pori-pori dari Nano silika yang membuatu material beton menjadi lebih  padat.  Penggunaan  material  nano  seperti  Nano  SiO 2 dapat  menghasilkan  karakteristik  beton yang  jauh  lebih baik  dari  beton  konvensional  dengan  kompsisi  campuran  yang  sama.  Nano  silika sebagai  pengganti Semen Portland  biasa  hingga  3% dapat  mempercepat  pembentukan hidrasi  dan meningkatkan ketahanan terhadap permeabilitas air pada beton. Hasil kuat tekan benda uji beton 28 hari dengan penambahan 4% nanosilika menghasilkan kuat tekan sebesar 75,5 MPa (Vivek, 2020). Berdasarkan  uraian  diatas,  penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  bagaimana  penggunaan nanosilika sebagai substitusi semen dengan persentase 3%, 5% dan 8% terhadap uji slump dan setting time beton serta pengaruh terhadap kuat tekan beton dengan mutu beton rencana Fc’ 25 MPa.

## 2. Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan berupa metode eksperimental.  Material yang digunakan adalah bubuk silika murni SiO 2 99,9% berukuran 7-40 nm seperti yang terdapat pada Gambar 1.

## Gambar 1. Nano silika
Pengumpulan data dalam penelitian ini akan menggunakan dua jenis data yaitu data primer dan data sekunder.
Berikut batasan penelitian terkait analisis adalah sebagai berikut:
1. Varisi penggunaan nanosilika sebagai substitusi semen sebanyak 3%, 5% dan 8%.
2. Mutu beton rencana adalah Fc’ 25 MPa.
3. Agregat halus berupa pasir yang digunakan berasal dari Tanjung raja.
4. Agregat kasar adalah batu pecah (split) berasal dari Bojonegoro.
5. Semen yang digunakan adalah PCC tipe 1.
6. Pengujian kuat tekan beton dilakukan pada umur 7, 14, dan 28 hari.
Tahap  awal  pembuatan  beton  adalah  mempersiapkan  alat  dan  bahan.  Alat  berupa  timbangan, saringan, sieve shaker, piknometer, gelas ukur, oven, mixer, kerucut abrams, cetakan beton 10 cm x 20 cm, mesin uji kuat tekan, Vicat apparatus, bak perendaman. Sedangkan material yang dibutuhkan adalah berupa semen, agregat halus, agregat kasar, nano silika, dan air dipersiapkan sesuai dengan jumlah komposisi yang telah direncakan sesuai mutu beton rencana.
Pengujian  karakteristik  agregat  yang  akan  digunakan  dilakukan  sesuai  standar  SNI.  Berikut pengujian karakteristik agregat meliputi pengujian Analisa Saringan (SNI 03-1968-1990), pengujian Berat  Jenis  dan  Penyerapan  (SNI  03-1970-1990),  pengujian  Kadar  Lumpur  (SNI  03-4428-1997), pengujian Kadar Air (SNI 03-1971-1990).
Setelah semua bahan selesai dipersiapkan dan agregat halus dan kasar telah memenuhi semua standar pengujian agregat, dilakukan proses pencampuran material penyusun beton. Kemudian memasukkan material penyusun sedikit demi sedikit agar memastikan semua bahan tercampur merata dan benar- benar homogen. Selanjutnya setelah semua bahan tercampur rata, pengujian beton segar dilakukan berupa  uji  slump  dan  setting  time  beton  sesuai  standar  SNI.  Setelah  beton  dicetak  dan  mencapai waktu 24 jam, dilakukan pembukaan cetakan silinder dan melakukan curing dengan cara merendam beton dalam air untuk menjaga hidrasi beton untuk melakukan uji kuat tekan. Pengujian kuat tekan beton dilakukan sesuai standar SNI 1974 : 2011.
Kuat  tekan  beton  akan  mengingkat  seiring  bertambahnya  umur  beton  hingga  mencapai  kekuatan 100% pada 28 hari. Perhitungan kuat tekan beton pada rumus berikut ini (SNI 031974-2011).
f’c = 𝑃 𝐴 (1)
Keterangan:
Fc = Kuat tekan beton (MPa) P = Gaya tekan aksial (N) A = Luas penampang melintang beda uji (mm 2 )
Berikut komposisi campuran beton untuk kebutuhan m 3 .
Tabel 1. Komposisi Campuran beton 1 m 3 Bahan Berat/m 3 Semen Agregat Halus Agregat Kasar Air 445,45 kg 535,71 kg 1249,61 kg 194,23 ltr Tabel 2. Komposisi Campuran beton 1 silinder Jenis Bahan Semen Agregat Halus Agregat Kasar Air Nanosilika kg kg kg ltr kg Beton Normal BNS-3% BNS-5% BNS-8% 0,909 0,882 0,864 0,836 1,093 1,093 1,093 1,093 2,549 2,549 2,549 2,549 0,396 0,396 0,396 0,396 - 0,027 0,045 0,073

## 3. Hasil dan Pembahasan

## Hasil Pengujian Agregat Halus
Agregat  halus  sebelum  digunakan  didalam  campuran  beton  harus  dilakukan  pengujian  terlebih dahulu untuk menguji kelayakan material yang akan digunakan. Uji karakteristik agregat halus terdiri dari pengujian analisa saringan, pengujian kadar lumpur, pengujian kadar air, pengujian berat jenis dan penyerapan air. Hasil test dapat dilihat pada Tabel 3 dan kurva analisa saringan pada Gambar 2.
Tabel 3. Hasil uji karakteristik agregat halus
No. Pengujian Hasil Standar  Keterangan 1 Modulus kehalusan (FM) 2,27 1,5–3,8 Memenuhi 2 Kadar lumpur (%) 2,42 Maks 5% Memenuhi 3 Kadar air (%) 1,07 Maks 4% Memenuhi 4 Bulk spesific gravity (kondisi SSD) 2,54 1,6-3,3 Memenuhi 5 Persentase absorbsi air (%) 1,90 Maks 4% Memenuhi

## Gambar 2. Hasil pengujian analisis saringan agregat halus
Hasil  saringan gradasi pasir menghasilkan persentase lolos komulatif saringan 4,75 mm sebanyak 99,855%, saringan 2,36 mm sebanyak 99,343%, saringan 1,18 mm sebanyak 96,746%, saringan 0,60 mm sebanyak 61,088%, saringan 0,30 mm sebanyak 15,119%, saringan 0,15 mm sebanyak 1,023% dan saringan pan sebanyak 0%. Hasil pengujian saringan pasir yang digunakan berada dalam kurva gradasi No.3 berdasarkan SNI 03-2834-2000 merupakan jenis agregat halus katagori cukup halus. Modulus  kehalusan  agregat  halus  yang  menurun,  dapat  meningkatkan  rasio  rongga  halus  agregat meningkat  sehingga  terdapat  banyak  pori  dan  dapat  menurunkan  kepadatan  serta  kekuatan  beton (Sun, 2023).

## Hasil Pengujian Agregat Kasar
Pengujian agregat kasar berupa batu pecah agar mengetahui karakteristik material agregat kasar. Uji tersebut berupa pengujian analisa saringan, pengujian kadar lumpur, pengujian kadar air, pengujian berat  jenis  dan  penyerapan  air.  Hasil  test  dapat  dilihat  pada  Tabel  4  dan  Grafik  analisa  saringan agregat kasar pada Gambar 3.

## Tabel 4. Hasil uji karakteristik agregat kasar
No. Pengujian Hasil Standar  Keterangan 1 Modulus kehalusan (FM) 6,00 5,5–8,5 Memenuhi 2 Kadar lumpur (%) 0,21 Maks 1%  Memenuhi 3 Kadar air (%) 1,11 Maks 4%  Memenuhi 4 Bulk spesific gravity (kondisi SSD) 2,78 2,55-2,83  Memenuhi 5 Persentase absorbsi air (%) 0,57 Maks 3%  Memenuhi
0 20 40 60 80 100 120 0.15 0.3 0.6 1.2 2.4 4.8 10 % L o lo s S ar in gan Ukuran saringan (mm) Analisa Saringan Agregat Halus Batas Atas Batas Bawah Hasil Uji

## Gambar 3. Hasil pengujian analisis saringan agregat kasar
Hasil distribusi saringan agregat kasar berada dalam kurva gradasi dengan persentase lolos komulatif saringan  38,10  mm  sebanyak  99,94%,  saringan  25,00  mm  sebanyak  99,85%,  saringan  19  mm sebanyak 60,66%, saringan 12,5 mm sebanyak 23,38%, saringan 9,5 mm sebanyak 16,21%, saringan 4,75 mm sebanyak 0,21% dan saringan 2,36 mm sebanyak 0,14%, dan saringan 1,18 mm sebanyak 0,06%.  Hasil  pengujian  agregat  kasar  yang digunakan  masuk diantara  batas  atas  dan  batas  bawah ukuran butir maksimum agregat 40 mm. Agregat kasar dengan ukuran butir yang lebih kecil memiliki kehalusan permukaan kurang baik (Enda, 2021).

## Hasil Slump Test
Uji slump dilakukan pada campuran beton normal, beton nano silika 3%, beton nano silika 5%, dan beton nano silika 8%. Berdasarkan uji yang dilakukan nilai slump beton normal memiliki nilai slump sebesar 12,4 cm, beton variasi subtitusi dengan nano silika 3% slump 12 cm,  beton variasi subtitusi dengan nano silika 5% memiliki nilai slump 12,3 cm,  beton variasi subtitusi dengan nano silika 8% memiliki  nilai  slump  12,5  cm.  Berikut  merupakan  hasil  uji  slump  beton  dengan  beberapa  jenis campuran beton terdapat pada Gambar 4.
Gambar 4. Hasil uji slump beton terhadap variasi jenis campuran beton
0 20 40 60 80 100 120 4.8 10 20 40 % L o lo s Sari n g an Ukuran Saringan (mm) Analisa Saringan Agregat Kasar Batas Atas Batas Bawah Hasil Uji
10.0 11.0 12.0 13.0 12.40 12.00 12.30 12.50 N il a i sl u m p (cm ) Jenis campuran beton Hasil uji slump beton
Hasil ini menunjukkan bahwa penggunaan nano silika pada campuran beton dapat mempengaruhi tingkat  kekentalan  beton  yang  dihasilkan.  Semakin  tinggi  tingkat  kekentalan  beton  segar  maka semakin sulit untuk pengerjaannya (nilai workability rendah) akan tetapi dapat menghasilkan kuat tekan  yang  tinggi  dikarenakan  padatnya  beton  yang  dihasilkan.  Penggunaan  nanosilika  dapat meningkatkan  kekentalan  beton  segar  (AlTawaiha,  2023).  Hasil  uji  slump  persentase  penggunaan nano  silika  3%,  5%  dan  8%  masuk  dalam  nilai  slump  yang  sesuai  rencana.  Dalam  perencanaan campuran beton sesuai SNI, untuk nilai slump beton Fc 25 MPa adalah 12±2. Hal ini menunjukkan bahwa  semua  campuran  baik  beton  normal,  BN-S  3%,  BN-S  5%  dan  BN-S  8%  memenuhi persyaratan nilai slump rencana dan dapat dilakukan pencetakan benda uji.

## Hasil Pengujian Setting time
Pengujian  setting  time  dilakukan pada  campuran  beton  normal,  beton nano  silika  3%, beton nano silika 5%, dan beton nano silika 8%. Pengujian setting time dilakukan dengan mencatat nilai waktu ikat awal dan waktu ikat akhir. Hasil pengujian waktu ikat dengan beberapa jenis campuran beton ditunjukkan pada Gambar 5.

## Gambar 5. Hasil uji setting time terhadap variasi jenis campuran beton
Berdasarkan hasil uji setting time , beton normal memiliki nilai waktu ikat awal 105 menit dan waktu ikat akhir sebesar 195 menit, beton variasi subti-tusi dengan nano silika 3% memiliki nilai waktu ikat awal sebesar 90 menit dan waktu ikat akhir sebesar 180 menit,  beton variasi subtitusi dengan nano silika 5% memiliki nilai waktu ikat awal 105 menit dan waktu ikat akhir sebesar 195 menit, beton variasi  subtitusi  dengan  nano  silika  8%  memiliki  nilai  waktu  ikat  awal  120  menit  dan  waktu  ikat akhir sebesar 210 menit. Penggunaan nano silika dengan persentase yang lebih tinggi dapat semakin memperlambat  waktu  ikat  akhir  beton  segar.  Waktu  ikat  akhir  beton  yang  lebih  lama  dapat disebabkan  kandungan  nanosilika  yang  lebih  banyak  dibandingkan  semen  sehingga  dapat menyebabkan  algomerasi  partikel  dan  dapat  mengurangi  daya  lekat  antar  bahan  penyusun  beton sehingga memperlama  waktu  ikat  beton.  Hidrasi  trikalsium  silikat  (C 3 S)  dapat  dipercepat  dengan penambahan  partikel  silika  berskala  nano  atau  kalsium  silikat  hidrat  (C-S-H).  Percepatan  hidrasi diharapkan dapat mempengaruhi sifat fisik semen dan meningkatkan kekuatan tekan beton (Rouhan, et.al. 2019).
0 50 100 150 200 250 Beton Normal B-NS 3% B-NS 5%
B-NS 8%
105 90 105 120 195 180 195 210 Set ti ng t ime (m en it) Jenis campuran beton Hasil uji setting time beton waktu ikat awal waktu ikat akhir

## Hasil pengujian kuat tekan beton
Pengujian  kuat  tekan  beton  untuk  semua  umur  beton  dengan  campuran  beton  normal  dan  beton variasi nanosilika 3%, 5% dan 8%. Hasil rekapitulasi hasi pengujian kuat tekan beton untuk semua jenis variasi campuran ditunjukkan pada Tabel 5 dan Gambar 6.
Tabel 5. Hasil kuat tekan beton
Jenis Beton Umur beton (hari) Beban rata- rata (P) (kN) Luas (mm 2 ) Kuat Tekan (MPa) Beton Normal 7 134,7 7850 17,15 14 157,3 7850 20,04 28 199 7850 25,35 BNS-3% 7 144,7 7850 18,43 14 162,7 7850 20,72 28 205,7 7850 26,20 BNS-5% 7 143,7 7850 18,3 14 158,7 7850 20,21 28 200 7850 25,48 BNS-8% 7 126,3 7850 16,09 14 154 7850 19,62 28 197,3 7850 25,14
Berdasarkan rekapitulasi hasil uji kekuatan tekan terhadap beton normal yang menggunakan nano silika dan dengan tanpa menggunakan subtitusi nanosilika pada semua umur benda uji meningkat. Hal ini dikarenaka kuat tekan 100% dicapai pada umur 28 hari. Kuat tekan beton yang menggunakan nano  silika  sebagai  substitusi  semen  sebesar  3%  menghasilkan  kuat  tekan  tertinggi  atau  paling optimum yaitu sebesar 26,20 MPa pada umur beton 28 hari. Berikut merupakan hasil rekapitulasi kuat tekan beton terdapat pada Gambar 6.
Gambar 6. Hasil uji Kuat Tekan Beton
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 7 hari 14 hari 28 hari K u at T ek an (MPa) Umur Beton ( hari)

## Hasil Kuat Tekan Beton
Pada variasi penggunaan nanosilika sebesar 5% dan 8% terjadi sedikit penurunan kuat tekan. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan nano silika yang lebih banyak dapat menurunkan kuat tekan beton dikarenakan nano silika dalam jumlah yang banyak dapat mengurangi daya lekat terhadap material penyusun  beton  lainnya.  Pada  semua  umur  beton  variasi  optimum  untuk  penggunaan  nanosilika sebesar 3% menghasilkan nilai kuat tekan tertinggi dibandingkan kedua variasi nano silika 5% dan 8%. Penambahan nano silika dapat mengurangi jumlah pori dan membuat beton lebih padat sehingga meningkatkan kekuatan dan daya tahan beton akan tetapi dengan penggunaan nano silika yang lebih banyak  menyebabkan  terjadinya  penggumpalan  sehingga  mengurangi  daya  ikat  antar  material penyusun beton lainnya. Penggunaan nano silika hingga 3–4% dapat meningkatkan daya tahan dan karakteristik mekanis beton karena pengaruh pengisian, penyempurnaan struktur pori, dan perilaku pozzolan nano-silika. Kekuatan tekan beton meningkat seiring dengan peningkatan nano silika, dan dapat menurun jika nano silika yang digunakan dari 4% (Althoey, 2023).

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  pengujian  slump  beton  menunjukkan  bahwa  penggunaan  nano  silika  pada campuran  beton  dapat  mempengaruhi  tingkat  kekentalan  dan  kepadatan  beton  yang  dihasilkan. Penggunaan nano  silika  yang  lebih  tinggi  dapat  meningkatkan  nilai  slump  beton. Hasil  uji  slump persentase penggunaan nano silika 3%, 5% dan 8% masuk dalam nilai slump yang sesuai rencana. Hasil  uji  setting  time  beton  menunjukkan  bahwa  penggunaan  nano  silika  dengan persentase  yang lebih tinggi dapat memperlambat waktu ikat akhir beton. Waktu ikat awal beton yang paling cepat adalah pada variasi persentase nano silika 3% yaitu sebesar 90 menit dan waktu ikat akhir sebesar 180 menit.
Kuat tekan beton yang menggunakan nano silika dan beton tanpa nano silika pada umur 7 hari, 14 hari dan 28 hari mengalami penambahan kuat tekan seiring dengan bertambahnnya umur beton. Kuat tekan beton variasi subtitusi dengan nano silika 3% menghasilkan kuat tekan tertinggi yaitu sebesar 26,20 MPa, dan dapat meningkatkan kuat tekan beton sebesar 3,4%. Pada variasi penggunaan nano silika  sebesar  5%  dan  8%  terjadi  sedikit  penurunan  kuat  tekan.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa penggunaan  nano  silika  dengan  jumlah  yang  lebih  tinggi  dapat  membuat  kuat  tekan  beton  lebih rendah  dikarenakan  dalam  jumlah  yang  banyak  dapat  mengurangi  daya  lekat  terhadap  material penyusun beton lainnya sehingga mempengaruhi kekuatan beton. Pada semua umur beton yang diuji, campuran  optimum  adalah  pada  variasi  penggunaan  nanosilika  sebesar  3%  dengan  menghasilkan nilai kuat tekan tertinggi. Penambahan nano silika dapat mengurangi jumlah pori dan membuat beton lebih padat sehingga meningkatkan kekuatan dan daya tahan beton akan tetapi dengan penggunaan nano  silika  yang  lebih  banyak menyebabkan terjadinya  penggumpalan  sehingga  mengurangi  daya ikat antar material penyusun beton lainnya.

## Daftar Pustaka
AlTawaiha, H., Alhomaidat, F., & Eljufout, T. (2023). A Review of the Effect of Nano-Silica on the Mechanical  and  Durability  Properties  of  Cementitious  Composites.  Infrastructures,  8(9). https://doi.org/10.3390/infrastructures8090132 .
Althoey, F., Zaid, O., Martínez-García, R., Alsharari, F., Ahmed, M., & Arbili, M. M. (2023). Impact of  Nano-silica  on  the  hydration,  strength,  durability,  and  microstructural  properties  of concrete:  A  state-of-the-art  review.  Case  Studies  in  Construction  Materials,  18(March), e01997. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2023.e01997 .
Devi, D. S., Baniva, R., & TT, M. N. (2022). Analisis Sifat Fisik Dan Mekanik Geopolymer Foam Concrete  Dengan  Variasi  Rasio  Foaming  Agent  Dan  Air.  Bearing  :  Jurnal  Penelitian  Dan Kajian Teknik Sipil , 7(4), 215. https://doi.org/10.32502/jbearing.v7i4.5498 .
Enda D, Pribadi JA, F. O. (2021). Pengaruh Pengurangan Persentase Volume Agregat Kasar Dalam Campuran  Beton  Terhadap  Kuat  Tekan  Beton  Normal  Dengan  Penambahan  Zat  Aditif. Seminar Nasional Industri Dan Teknologi, Lcm, 56 – 57.
Fauzi, M., Puspita, N., & Julio, R. R. (2022). Pengaruh Penambahan Kaolin Sebagai Bahan Subtitusi Parsial Semen Pada Beton Ringan. Jurnal Tekno Global UIGM Fakultas Teknik, 11(2), 45 – 50. https://doi.org/10.36982/jtg.v11i2.2802 .
Gumelar, B., & Wardhono, A. (2019). Pengaruh Variasi Penambahan Nanosilika Komersial Pada Kuat Tekan, Porositas, dan Permeabilitas Beton. Rekayasa Teknik Sipil, 1 – 8.
Huseien, G. F., Shah, K. W., & Sam, A. R. M. (2019). Sustainability of nanomaterials based self- healing  concrete:  An  all-inclusive  insight.  Journal  of  Building  Engineering,  23,  155 – 171. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2019.01.032
Norhasri, M. S. M., Hamidah, M. S., & Fadzil, A. M. (2017). Applications of using nano material in concrete: A review. Construction and Building Materials, 133, 91 – 97. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.12.005 .
Prihatini, E., & Putra, R. R. (2021). Pengaruh Penggunaan Nanomaterial Abu Sekam Padi Terhadap Kuat Tekan Mortar. Cived, 8(3), 175. https://doi.org/10.24036/cived.v8i3.114400 .
Puspita, N., Hani’A, A. I., & Fauzi, M. (2020). The effect of Ground Granulated Blast Furnace Slag (GGBFS) on Portland cement type II to compressive strength of high quality concrete. IOP Conference
Series: Materials Science and Engineering, 830(2), 0 – 7. https://doi.org/10.1088/1757-899X/830/2/022068 .
Rouhani, A., Azimi, N., Akbari, M., Ahmadpour, A., & Ashrafpour, E. (2019). Effect of adding nano size  silica  on  setting  time  and  porosity  of  mineral  trioxide  aggregate.  Iranian  Endodontic Journal, 14(3), 197 – 201. https://doi.org/10.22037/iej.v14i3.23010 .
Saloma, Nasution, A., Imran, I., & Abdullah, M. (2015). Improvement of concrete durability by nanomaterials. Procedia Engineering, 125, 608–612. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.11.078 .
Setiati, R. N. (2016). Pengaruh Penambahan Nano Material Terhadap Sifat Mekanik Dan Durabilitas Beton. Jurnal Jalan-Jembatan, 33(2), 92 – 101.
Singh,  L.  P.,  Ali,  D.,  Tyagi,  I.,  Sharma,  U.,  Singh,  R.,  Hou,  P.  (2019).  Durability  studies  of nanoengineered  fly  ash  concrete.  Construction  and  Building  Materials,  194,  205-215. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.11.022 .
SNI 03-2834-2000. Tata cara pembuatan rencana campuran beton normal.
SNI 2847-2013. Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan Gedung.
SNI 03-4428-1997. Metode Pengujian Agregat Halus Atau Pasir Yang mengandung Bahan Plastik Dengan Cara Setara Pasir.
SNI 03-1968-1990. Metode Pengujian Tentang Analisis Saringan Agregat Halus Dan Kasar.
SNI 03-1970-1990. Metode Pengujian Berat Jenis Dan Penyerapan Air Agregat Halus.
SNI 03-1971-1990. Metode Pengujian Kadar Air Agregat.
SNI 03-1972-1990. Metode Pengujian Slump Beton.
Sopa N.R, Y. M., Nisumanti, S., & Chandra, D. (2023). Pengaruh Penambahan Silica Fume Terhadap Kuat  Tekan  Beton  Fc’25.  Publikasi  Riset  Orientasi  Teknik  Sipil  (Proteksi),  5(1),  1– 6. https://doi.org/10.26740/proteksi.v5n1.p1-6 .
Sun,  Z.,  Xiong,  J.,  Cao,  S.,  Zhu,  J.,  Jia,  X.,  Hu,  Z.,  &  Liu,  K.  (2023).  Effect  of  Different  Fine Aggregate  Characteristics  on  Fracture  Toughness  and  Microstructure  of  Sand  Concrete. Materials, 16(5). https://doi.org/10.3390/ma16052080 .
Vivek,  D.,  Elango,  K.  S.,  Saravanakumar,  R.,  Rafek,  B.  M.,  Ragavendra,  P.,  Kaviarasan,  S.,  & Raguram,  E.  (2020).  Effect  of  nano-silica  in  high  performance  concrete.  Materials  Today: Proceedings, 37(Part 2), 1226 – 1229. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.06.431 .