i
PERVIOUS CONCRETE DARI LIMBAH PAVING BLOCK
TROTOAR SEBAGAI RESAPAN UNTUK MENDUKUNG USU MENJADI KAMPUS HIJAU
TUGAS AKHIR
diajukan untuk memenuhi persyaratan mencapai gelar Sarjana S1 pada Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara
BUKHARO BANJAI 17 0404 101
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2020
iv HALAMAN PERSEMBAHAN
Kupersembahkan Tugas Akhir ini untuk Ummi dan Abi Kakak, Abang, dan Adik Anggota Siap-siap Anggota Lece Group Anggota Penghuni Musper Anggota Ambah Dan Keluarga Sipil 17 Terima Kasih atas do’a dan dukungannya
v KATA PENGANTAR
Assalammu’alaikum Wr. Wb.
Salam Sejahtera
Alhamdulillah wa syukron Lillah, puji dan syukur saya ucapkan kepada Allah Subhanahu wa Ta’ala yang telah memberikan petunjuk, kemudahan dan kekuatan kepada saya untuk menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Pervious Concrete Dari Limbah Paving block Trotoar Sebagai Resapan Untuk Mendukung USU Menjadi Kampus Hijau” tepat pada waktunya sebagai salah satu syarat untuk meluluskan diri dari Departemen Teknik Sipil yang amat saya banggakan dengan seluruh ilmu, pelajaran, ikatan dan kenangan di dalamnya.
Dengan seluruh ketulusan dan kerendahan hati, saya sebagai penulis ingin meminta maaf apabila pembaca menemukan banyak kekurangan dalam penelitian yang saya lakukan ini. Dengan hati terbuka, saya akan sangat senang menerima masukan yang membangun dari pembaca.
Penulis sadar bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan, serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu:
1. Keluarga saya, Ummi dan Abi, Kak Puput dan Bang Danin, serta Yaya yang selalu mendukung apapun yang saya lakukan. Yang selalu memberikan cintanya kepada saya, yang selalu memberikan kepercayaannya kepada saya dan yang selalu mendo’akan saya tiada henti. Kalian adalah dunia saya, saya akan membanggakan kalian, InsyaAllah. Semoga Allah swt. senantiasa melindungi dan menyayangi kita semua, dunia dan akhirat. Aamiin.
2. Kakak Ir. Rahmi Karolina, S.T., M.T. selaku dosen mata kuliah, dosen pembimbing, serta mentor lomba dan bisnis. Terimakasih telah banyak memberikan kesempatan berbagai macam pengalaman yang sangat berguna bagi penulis dalam kehidupan kampus dan modal di masa mendatang. Terimakasih banyak atas semua dukungannya kak.
vi 3. Bapak Prof. Dr. Ing. Ir. Johannes Tarigan selaku Wakil Dekan I Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, juga sebagai dosen saya di mata kuliah terberat yang selalu semangat dan disiplin dalam mengajar juga selalu memotivasi dan memberikan petuah bagi mahasiswa-mahasiswa beliau termasuk saya.
4. Bapak Ir. Medis Sejahtera Surbakti, M.T., Ph.D selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, yang banyak mengajarkan kedisiplinan, dan kerendahan hati selama studi. Selalu mendukung dalam setiap kegiatan yang saya lakukan jika membutuhkan persetujuan dari Bapak.
5. Bapak Dr. Ir. M. Ridwan Anas, S.T., M.T. selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang juga selalu memberikan tantangan dalam proses perkuliahan sehingga menuntut saya untuk menjadi pribadi yang siap siaga ketika diberi amanah.
6. Bapak Dr. Ir Muhammad Aswin, S.T., M.T. selaku Koordinator KBK Struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, Dosen Penguji, dan juga sebagai dosen di beberapa mata kuliah yang saya ambil, yang telah memberikan banyak ilmu semasa perkuliahan dengan penjelasan yang selalu detail dan perfeksionis sehingga mendorong saya untuk melakukan sesuatu dengan maksimal.
7. Bapak Ir. Sanci Barus, M.T. selaku Dosen Penguji dan dosen di beberapa mata kuliah yang pernah saya ambil, yang begitu banyak memberikan ilmu dan pengalaman hidup di dunia teknik sipil, serta atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini.
8. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang begitu hebat dalam mendidik dan memberikan ilmunya kepada saya. Kepada Pak Agung, Pak IJ, Pak Irwan, Kak Icha, Pak Rudi, Pak Roesyanto, serta seluruh dosen saya selama perkuliahan.
9. Keluarga besar Laboratorium Bahan dan Rekayasa, terutama Bapak Ir. Torang Sitorus, M.T. selaku Kepala Laboratorium, Kak Sela sebagai pegawai administrasi Laboratorium dan Asisten-Asisten yang yang telah memberikan izin pengunaan fasilitas laboratorium baik untuk Lomba maupun penelitian Tugas Akhir.
vii 10. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada penulis Terlebih kepada ibu Deli, bang Gun dan pak Rahmat yang selau berbaik hati dalam proses administrasi dan banyak lagi selama perkuliahan.
11. Anisa Nurfadilah (Asakusa), M. Wahyu Alwi Srg. (Bgyuuu), Mega Eka Pratiwi Butar-Butar (Bunda Mega), kalian adalah sosok dibalik kelancaran dan keberhasilan saya dalam menyelesaikan studi S-1 saya ini. Kalau soal main ataupun kerja, selalu gak kenal waktu. Kemanapun di gas terus. Saya bangga pada kalian. Terimakasih banyak, jasa kalian tidak akan terlupakan sampai kapanpun. Semoga Allah swt. membalas semua kebaikan kalian.
12. Teman-teman AMBAH, Zefanya (Bos Bea Cukai), Dicky (Rajib si ahli IT), Sarah (Ibu Dokter), Tya dan Destri (Duo Sejoli), Nova (Parpajak). Terimakasih telah menjadi teman yang hebat untuk saya di perantauan. Sudah tujuh tahun kira-kira kita bareng, semoga seterusnya begitu.
13. Teman-teman Lece Group, Ari Dewa (Panglima Bucin), Faiz Halim (Jendral No life), dan Harvyl Zaky (Big Boss). Terimakasih sudah menemani saya di masa- masa kelam hingga terang di dunia persilatan teknik sipil ini. Ditunggu kerjasamanya di dunia kerja.
14. Kader-kader Musper, Dloli, Robbi, Ozik, Pak Naufal, Ajis USU, Bendzik, dan Zadun. Terimakasih telah menjadi alarm saya dalam menunaikan ibadah dan kebaikan demi kebaikan selama masa perkuliahan. InsyaAllah teman till jannah.
15. Ductor, Lya, Siti, Rio, dan Rior yang sudah menjadi jembatan dalam mobilitas pergerakan saya.
16. Keluarga besar sipil 17 yang saya banggakan, semoga kita sukses selalu kawan- kawan! Sipil Jaya !
17. Keluarga besar Handana yang telah memberikan izin lokasi untuk melakukan penelitian Tu
18. Untuk CV. Barokat Maqobul Stone Crusher atas dukungan material yang diberikan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
19. Untuk adik-adik stambuk 2020, Akbar, Fahmi, Harvan, Juan, Dimas, Deta, Aprilia, dan Siti yang ikut serta membantu dan meluangkan tenaga dalam penelitian Tugas Akhir ini.
viii 20. Seluruh pihak yang telah membantu dan mendukung asa dari awal perkuliahan
sampai detik ini.
Penulis sadar bahwa masih banyak kekurangan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. Namun, penulis sudah berusaha semaksimal mungkin untuk dapat menyajikan riset yang terbaik. Semoga Tugas Akhir ini dapat menjadi manfaat dalam dunia ilmu pendidikan serta perkembangan ilmu pengetahuan.
Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi semua pembaca.
Medan, Penulis,
Bukharo Banjai 17 0404 101
ix LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR
Nama : Bukharo Banjai
NIM : 17 0404 101
Judul TA : Pervious Concrete Dari Limbah Paving block Trotoar Sebagai Resapan Untuk Mendukung Usu Menjadi Kampus Hijau
Nama Pembimbing : Ir. Rahmi Karolina S.T, M.T
No. Tanggal Keterangan Ttd / Paraf
1. 23/09/20 - Perbaiki isi laporan sesuai dengan revisi berita acara
2. 25/09/20
- Perbaiki rumusan, tujuan, dan batasan penelitian pada bab 1
- Perbanyak referensi pada tinjauan pustaka
3. 06/10/20
- Jelaskan metode pembuatan dan penelitian dengan detail dan lengkapi informasi mengenai pervious concrete
4. 11/10/20
- Perbaiki gambar-gambar, ambil dari sumber yang jelas dan buat sitasinya
x 5. 09/11/20
- Buat rekapitulasi hasil pengujian dengan baik - Tabel benda uji dan
komposisi belum
dicantumkan pada laporan
6. 16/11/20
- Perbaiki struktur penulisan bab 3
- Perbaiki flowchart sesuai perubahan yang baru
7. 04/12/20
- Lengkapi acuan yaitu SNI ataupun ASTM pada laporan terutama pada batasan masalah
8. 15/12/20
- Perbaiki dan perhatikan cara pengeplotan grafik yang benar
9. 22/12/20
- Pada bab 4, uraikan dengan detail hasil penelitian benda Uji
xi DAFTAR ISI
HALAMAN PERNYATAAN ... iii
HALAMAN PERSEMBAHAN ... iv
KATA PENGANTAR ... v
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR ... ix
DAFTAR ISI ... xi
BAB 1. PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 4
1.3 Tujuan Penelitian ... 4
1.4 Batasan Masalah ... 5
1.5 Manfaat Penelitian ... 6
1.6 Sistematika Penulisan ... 6
1.7 Jadwal Penelitian ... 8
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA ... 9
2.1 Beton Normal ... 9
2.2 Pervious Concrete (Beton Lolos Air) ... 11
2.3 Karakteristik Pervious Concrete ... 13
2.3.1 Kekuatan Tekan ... 13
2.3.2 Kemampuan menyerap air ... 14
2.3.3 Kekuatan Tarik ... 14
2.4 Material Penyusun Pervious Concrete ... 15
2.4.1 Semen ... 15
2.4.2 Agregat ... 19
2.5 Mix Proporsi Pervious Concrete ... 23
xii
2.6 Aplikasi Pervious Concrete ... 24
2.7 Paving block ... Error! Bookmark not defined. 2.7.1 Klasifikasi Paving block ... 26
2.7.2 Kelebihan Paving block ... 28
2.7.3 Kekurangan Paving block ... 28
2.7.4 Harga pokok produksi ... 29
2.8 Metode Pembuatan Paving block di Masyarakat ... 29
2.9 Biopori... 31
2.10 Pengujian Pervious Concrete ... 33
2.10.1 Kuat Tekan (f’c) ... 33
2.10.2 Laju Infiltrasi ... 34
2.11 Penelitian Terdahulu ... 35
2.11.1 Influence of Ement Flow and Aggregate Type on The Mechanical and Acoustic Characteristics of Porous Concrete ... 35
2.11.2 Properties of porous concrete from waste crushed concrete (recycled aggregate) ... 36
2.11.3 Preliminary study of pervious concrete with the addition chemical admixture type b ... 38
2.11.4 Previous Concrete Development ... 39
BAB 3. METODOLOGI PENELITIAN ... 41
3.1 Umum ... 41
3.2 Flowchart Penelitian ... 43
3.3 Pengumpulan Data Literatur ... 44
3.4 Bahan Penyusun Pervious Concrete ... 44
3.5 Persiapan Bahan Limbah Paving block ... 46
3.6 Alat Penelitian ... 48
3.7 Pemeriksaan Bahan Penyusun Pervious Concrete ... 48
3.7.1 Analisa Ayakan Agregat Kasar (SNI 03-1968-1990) ... 48
3.7.2 Berat Isi Agregat Kasar (ASTM C-29) ... 51
xiii
3.7.3 Berat Jenis dan Absorbsi Agregat Kasar (SNI 03-1969-1990) ... 52
3.7.4 Pengujian Kadar Lumpur Agregat Kasar (ASTM C-117) ... 55
3.8 Mix Design Pervious Concrete... 56
3.9 Pembuatan, Perawatan, dan Pengujian Benda Uji ... 57
3.9.1 Pembuatan Benda Uji ... 58
3.9.2 Perawatan Benda Uji ... 60
3.9.3 Pengujian Benda Uji ... 61
3.10 Perhitungan Harga Pokok Produksi ... 69
BAB 4. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 71
4.1 Perencanaan Campuran Beton (Mix Design Proportion) ... 71
4.1.1 Perhitungan Design Mix Proportion ... 71
4.2 Pengujian Pervious Concrete ... 74
4.2.1 Pengujian Kuat Tekan Pervious Concrete... 74
4.2.2 Pengujian Laju Infiltrasi ... 76
4.2.3 Pengujian Sistem Skala Penuh dengan Biopori ... 78
4.3 Perhitungan Nilai Ekonomis Pervious Concrete ... 80
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN ... 83
5.1 Kesimpulan ... 83
5.2 Saran ... 84
DAFTAR PUSTAKA ... lxxxv
xiv DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Jadwal Penelitian ... 8
Tabel 2.1 Persyaratan semen Portland ... 17
Tabel 2.2 Batas Gradasi Agregat Kasar... 20
Tabel 2.3 Batas Gradasi Agregat Halus... 21
Tabel 2.4 Perkiraan dari Proporsi Material Pervious Concrete... 24
Tabel 2.5 Sifat-sifat Fisika ... 27
Tabel 3.1 Komposisi Pervious Concrete dalam 1 m3 Variasi II-40% ... 56
Tabel 3.2 Jumlah Benda Uji Tiap Variasi Campuran ... 57
Tabel 4.4.1 Proporsi Campuran Beton Lolos Air ... 71
Tabel 4.4.2 Nilai B/Bo Efektif (Effective B/Bo Values) ... 71
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Kuat Tekan Pervious Concrete Umur 28 Hari ... 74
Tabel 4.4 Tabel hasil laju infiltrasi Variasi I Pervious Concrete Umur 28 Hari ... 77
Tabel 4.5 Tabel hasil laju infiltrasi Variasi I Pervious Concrete Umur 28 Hari ... 77
Tabel 4.6 Data Pengujian Sistem Skala Penuh tanpa Biopori ... 78
Tabel 4.7 Data Pengujian Sistem Skala Penuh dengan Biopori ... 79
Tabel 4.9 Harga Pokok Produksi ... 81
Tabel 4.10 Menghitung Keuntungan Penjualan ... 82
xv DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Genangan Air di wilayah Kampus USU ... 1
Gambar 1.2 Trotoar Konvensional ... 2
Gambar 1.3 Trotoar dari pervious concrete dengan sistem biopori ... 3
Gambar 1.4 Tampak atas Trotoar dari Pervious concrete dan sistem Biopori ... 3
Gambar 2.1 Beton Normal ... 9
Gambar 2.2 Pervious Concrete segar ... 11
Gambar 2.3 Crack patterns of conventional concrete ... 13
Gambar 2.4 Kemampuan Menyerap/Meloloskan Air ... 14
Gambar 2.5 Kekuatan Tarik ... 15
Gambar 2.6 Agregat kasar tertahan ayakan 4,75 mm ... 19
Gambar 2.7 Bentuk-bentuk Paving block ... 28
Gambar 2.8 Cetakan Manual Press ... 30
Gambar 2.9 Hydraulic Pressure Machine ... 31
Gambar 2.10 Lubang Biopori ... 31
Gambar 2.11Pengujian Kuat Paving block ... 33
Gambar 2.12 Uji infiltrasi ... 34
Gambar 2.13 Hubungan antara void ratio dengan berat jenis dari pervious concrete ... 35
Gambar 2.14 Hubungan aliran pasta semen dengan kuat tekan ... 35
Gambar 2.15 Total void ratio dibanding dengan ... 36
Gambar 2.16 Kuat tekan dari kedua variasi ... 37
Gambar 2.17 Kuat tekan dari kedua variasi ... 37
Gambar 2.18Kuat tekan benda uji silinder pada umur 28 hari ... 38
Gambar 2.19 Kuat tarik benda uji silinder pada umur 28 hari ... 38
xvi
Gambar 2.20 Laju infiltrasi umur 28 hari ... 39
Gambar 2.21 Grafik dari Kuat Tekan Paving block ... 39
Gambar 2.22 Grafik dariNilai Infiltrasi ... 40
Gambar 3.1 Flowchart Penelitian ... 43
Gambar 3.2 Semen Portland Tipe I ... 44
Gambar 3.3 Agregat Kasar (kerikil) ... 45
Gambar 3.4 Agregat Limbah Paving block ... 45
Gambar 3.5 Limbah Paving block Trotoar ... 46
Gambar 3.6 Limbah Paving block Trotoar ... 46
Gambar 3.7 Pengayakan Agregat Limbah Paving block ... 47
Gambar 3.8 (a) Proses Pencucian, (b) Proses Penjemuran... 47
Gambar 3.9 Timbangan Digital Kapasitas 30 kg ... 49
Gambar 3.10 Shieve Shaker Machine ... 49
Gambar 3.11 Satu Set Ayakan Kerikil ... 49
Gambar 3.12 Bejana Besi ukuran sedang ... 51
Gambar 3.13 Ember ... 52
Gambar 3.14 Ayakan 4,75 mm ... 53
Gambar 3.15 Oven ... 53
Gambar 3.16Keranjang Dunagan ... 53
Gambar 3.17 Alat Dunagan ... 54
Gambar 3.18Material/bahan yang Sudah di Siapkan ... 58
Gambar 3.19 Molen Elektrik ... 59
Gambar 3.20 Fresh Pervious Concrete ... 59
Gambar 3.21 Pencetakan Pervious Concrete ... 60
xvii
Gambar 3.22 Pembukaan Paving block dengan Pervious Concrete dari Cetakan ... 60
Gambar 3.23 Penyimpanan Benda Uji ... 61
Gambar 3.24 Penimbangan Benda Uji ... 62
Gambar 3.25 Pembebanan Benda Uji ... 62
Gambar 3.26 Titik Lokasi Lahan Pengujian ... 65
Gambar 3.27 Membersihkan Lahan ... 65
Gambar 3.28 Kotak Kedap air dengan GRC dilapisi Waterproof ... 66
Gambar 3.29 (a) Penggalian (b) Pengukuran kedalaman (c) penutupan lubang dengan alat ... 67
Gambar 3.30 Pembuatan Alat Uji ... 68
Gambar 3.31 Pembuatan Alat Uji ... 69
Gambar 4.1 Grafik Hubungan Antara Kuat Tekan dan Kadar Pori ... 72
Gambar 4.2 Grafik Hubungan Antara Kadar Pori dan Kadar Pasta ... 72
Gambar 4.3 Rekapitulasi Pengujian Kuat Tekan Paving block umur 28 hari ... 75
Gambar 4.4 Kuat Tekan Rata-Rata Silinder Beton Umur 28 Hari ... 76
Gambar 4.5 Rekapitulasi Uji Laju Infiltrasi Balok Beton Umur 28 Hari ... 77
Gambar 4.6 Grafik Hasil pengujian sistem skala penuh tanpa Biopori ... 79
Gambar 4.7 Grafik Hasil pengujian sistem skala penuh dengan Biopori ... 80
xviii ABSTRAK
Universitas Sumatera Utara masih melakukan upaya untuk menyelesaikan masalah-masalah yang menjadi hambatan untuk menuju USU Green Campus pada beberapa tahun terakhir. Salah satu masalahnya adalah kawasan kampus yang rawan banjir ataupun genangan air. Berkurangnya permukaan vegetasi yang mampu menyerap air hujan adalah penyebabnya. Hal ini terjadi karena semakin banyaknya pembangunan yang menutupi permukaan tanah di wilayah kampus seperti lahan parkir dari aspal, pelataran dari paving impermeabel, dan fasilitas lapangan olahraga berupa lantai semen. Apabila terjadi hujan, air pada permukaan (surface runoff) akan mengalir cepat dan memenuhi drainase. Akibat daya tampung drainase yang kecil, dalam beberapa saat terjadi hujan deras akan menyebabkan banjir. Berkaitan dengan masalah yang sedang terjadi pada kampus USU tersebut, selama empat dekade terakhir Pervious Concrete dikembangkan secara ekstensif di negara-negara maju dan digunakan untuk mengurangi jumlah air limpasan dan meningkatkan kualitas air di dekat trotoar dan tempat parkir. Dengan demikian jika merevitalisasi limbah trotoar berupa beton paving impermeabel menjadi trotoar dari pervious concrete yang dihubungkan dengan sistem biopori, upaya memaksimalkan pengendalian surface runoff dapat ditingkatkan. Penggunaan limbah trotoar tersebut juga menjadi pendorong konsep Green Campus yang sustainable serta bernilai ekonomis. Dari hasil penelitian diperoleh kuat tekan rata- rata pervious concrete yang tertinggi yaitu variasi II.40% sebesar 8,5 MPa dan kuat tekan rata-rata terendah yaitu variasi II.60% sebesar 4,6 MPa. Untuk pengujian infiltrasi pervious concrete, nilai infiltrasi maksimum yaitu variasi II.60% sebesar 2,17 x 10-4 mm/jam dan nilai infiltrasi minimum yaitu variasi I.40% sebesar 1,95 x 10-4 mm/jam. Untuk hasil uji sistem skala penuh dengan biopori, rasio antara debit yang terinfiltrasi dengan debit yang keluar menuju drainase senilai 5 : 1 dan untuk tanpa biopori senilai 3 : 1. Produk pervious concrete ini memiliki harga pokok produk sebesar Rp. 1.994,00/buah.
Kata Kunci: green campus, pervious concrete, kuat tekan, laju infiltrasi, biopori
1 BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Green Campus atau Kampus Hijau adalah kampus yang memiliki perhatian kepada lingkungan dan telah melakukan upaya-upaya untuk menjaga kelestariannya secara sistematis dan sustainable. Tujuan utamanya adalah menunjuk pada pengembangan universitas yang berkelanjutan dengan mengacu pada praktik konservasi dan efisiensi energi. Universitas harus menggunakan pembangunan berkelanjutan sebagai konsep inti untuk menjalankan sekolah, dan akhirnya membentuk semacam universitas dengan bimbingan dan kapasitas pembangunan berkelanjutan sehingga mampu menjadi pemimpin pembangunan berkelanjutan di masyarakat (Tan et al., 2014).
Kampus hijau merupakan refleksi keterlibatan seluruh civitas akademika yang berada dalam lingkungan kampus agar selalu memperhatikan aspek lingkungan sekitar, kesehatan, dan keselamatan kerja. Salah satu permasalahan kampus USU untuk menjadi Kampus Hijau adalah wilayah yang rawan banjir ataupun genangan-genangan air akibat dari hujan dengan intensitas yang tinggi.
Hal ini terjadi karena beberapa hal, seperti elevasi muka tanah yang cukup rendah, pintu keluar air (out take) drainase berkapasitas kecil, dan sistem pengendalian surface runoff pada trotoar yang belum maksimal.
Gambar 1.1 Genangan Air di wilayah Kampus USU
Sumber: Dokumen Pribadi
2 Semakin sedikitnya permukaan vegetatif di daerah permukiman berkepadatan tinggi akibat banyaknya bangunan impermeable menyebabkan meningkatnya limpasan permukaan (C. Xu et al., 2020). Hal senada juga terjadi di areal kampus. Saat terjadi hujan, air akan menggenangi permukaan tanah yang tertutup material impermeabel seperti areal parkiran beton dan jalan beraspal yang ada. Trotoar yang bersifat impermeabel juga merupakan salah satu penyebab terjadinya genangan air di jalan. Air yang terkumpul di permukaan jalan saat terjadi limpasan permukaan ketika hujan, terhambat pergerakan alirannya menuju ke drainase akibat celah atau lubang dari trotoar yang tidak cukup atau terlalu kecil. Dengan demikian, air yang tergenang tersebut memerlukan permukaan yang dapat meneruskannya ke saluran drainase serta meloloskannya ke dalam tanah guna mengurangi limpasan permukaan.
Gambar 1.2 Trotoar Konvensional
(Sumber : Dokumen pribadi)
Menghadapi masalah tersebut, dikembangkanlah suatu teknologi pada beton yang dikenal dengan Technology Pervious Concrete. Pervious Concrete atau beton lolos air adalah bahan ramah lingkungan yang unik dan efektif yang sedang dikembangkan secara ekstensif dan digunakan selama empat dekade terakhir di Amerika Utara, Eropa dan Jepang dalam berbagai aplikasi seperti untuk mengurangi jumlah air limpasan dan meningkatkan kualitas air di dekat trotoar dan tempat parkir (Aamer Rafique Bhutta et al., 2013).
Pada tahun 2010, Kim & Lee melakukan riset ‘Pengaruh aliran semen dan jenis agregat terhadap karakteristik mekanis dan akustik pervious concrete’.
Dalam penelitiannya mengemukakan bahwa agregat ringan memungkinkan untuk dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan pervious concrete.
Dengan memperhatikan kelecakan semen dan fraksi agregat, akan didapatkan kekuatan tekan dengan agregat 8–13 mm dan 13–19 mm yaitu masing-masing lebih dari 10 MPa dan 8 Mpa (Kim & Lee, 2010). Pada tahun 2013, Aamer
Bata beton
Bahu jalan Jalan Raya Drainase
3 Rafique Bhutta dkk. dalam risetnya mengembangkan pervious concrete dengan permeabilitas dan kekuatan yang dapat diterima dengan menggunakan agregat daur ulang dari limbah pecahan beton. Kuat tekan pervious concrete dengan agregat daur ulang lebih rendah dibandingkan dengan agregat normal (Aamer Rafique Bhutta et al., 2013). Pada tahun 2017, Karolina dkk. melakukan riset pengembangan pervious concrete menggunakan variasi agregat kasar dan agregat halus adalah 100%, 0%; 95%, 5%; 90%, 10%; 85%, 15%; 80%, 20%
(Karolina et al., 2017). Pada tahun 2020, Karolina dkk. dalam risetnya menghasilkan paving dari pervious concrete yang memiliki kekuatan maksimum pada variasi tanpa menggunakan agregat halus, yaitu pada variasi I (BP 0) sebesar 13,50 Mpa (Karolina et al., 2020).
Dengan merevitalisasi trotoar sebelumnya yang berbentuk beton paving bersifat impermeabel dan mendekati karakteristik agregat ringan menjadi trotoar dari pervious concrete, upaya memaksimalkan pengendalian surface runoff dapat ditingkatkan.
Gambar 1.3 Trotoar dari pervious concrete dengan sistem biopori
(Sumber : Dokumen pribadi)
Gambar 1.4 Tampak atas Trotoar dari Pervious concrete dan sistem Biopori
(Sumber : Dokumen pribadi) Drainase
Trotoar
(pervious concrete) Bahu jalan Jalan Raya
Biopori
Pervious concrete Bahu jalan Jalan Raya Drainase
4 Beton ini akan diuji kekuatannya sebagai bangunan non struktural seperti area untuk pejalan kaki. Pada bahan beton ini, akan dicoba dengan memanfaatkan agregat daur ulang (limbah beton trotoar yang sebelumnya).
Namun, limbah yang digunakan tidak dapat 100% akibat adanya ketentuan fraksi untuk komposisi yang tepat. Dalam hal ini perlu dilakukan riset nilai presentasi dari limbah yang tersedia dengan tambahan presentasi bahan baru untuk mendapatkan hasil kuat tekan yang sesuai dengan mutu untuk pedestrian.
Pada penelitian ini juga akan diuji nilai infiltrasi dari pervious concrete, serta kemampuan biopori untuk menyerap infiltrasi air yang melewati nya.
1.2 Rumusan Masalah
Masalah dalam penelitian ini dirumuskan sebagai berikut:
1. Bagaimana penggunaan limbah paving block trotoar sebagai bahan material pembuatan inovasi trotoar dari pervious concrete?
2. Berapa presentasi limbah paving block trotoar yang layak digunakan sebagai material campuran pembuatan trotoar dari pervious concrete?
3. Bagaimana proporsi campuran yang sesuai untuk mendapatkan mutu pervious concrete untuk trotoar atau pedestrian?
4. Bagaimana nilai infiltrasi yang dihasilkan oleh proporsi campuran pervious concrete?
5. Bagaimana perbandingann rasio air hasil infiltrasi yang dapat diserap oleh tanah atau biopori dan air yang masuk ke drainase?
6. Bagaimana nilai ekonomis dari pervious concrete pada penelitian ini dibandingkan dengan paving block konvensional?
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan yang ingin dicapai dari studi ini antara lain:
1. Mendapatkan formulasi proporsi campuran dari pervious concrete mutu trotoar atau pedestrian dengan memanfaatkan limbah paving block trotoar.
2. Mendukung Kampus USU menjadi Kampus Hijau dengan menerapkan konsep pembangunan yang berkelanjutan dengan memanfaatkan limbah yang ada di area Kampus USU.
5 3. Pervious concrete tersebut diharapkan memiliki nilai infiltrasi yang baik sehingga mampu mambantu meloloskan limpasan air hujan lebih banyak ke dalam tanah maupun yang menuju drainase.
4. Pervious concrete tersebut juga diharapkan memiliki nilai ekonomis yang lebih tinggi dibandingkan dengan produk paving block konvensional.
1.4 Batasan Masalah
Untuk mengetahui secara jelas ruang lingkup yang akan dibahas dalam penulisan ini dan memudahkan penulis dalam menganalisis, maka dibuat batasan masalah yang meliputi:
1. Semen yang digunakan adalah Semen Portland Type I.
2. Agregat yang digunakan adalah kerikil dan limbah paving block trotoar.
3. Menggunakan alat pengukur debit atau flow meter.
4. Pemeriksaan karakteristik agregat meliputi pemeriksaan analisa agregat (SNI 03-1968, 1990), kadar lumpur (SNI S-04-2417-1989-F), berat isi (ASTM C 29, 1997), berat jenis dan absorbsi (SNI 03-1969-1990).
5. Penentuan fraksi agregat yaitu dengan memvariasikan agregat limbah yang lolos pada ayakan 9,5 mm dan tertahan di ayakan 4,75 mm dengan agregat kasar yang lolos pada ayakan 9,5 mm dan tertahan di ayakan 4,75 mm (Variasi I) dan lolos pada ayakan 19,0 mm dan tertahan di ayakan 9,5 mm (Variasi II).
6. Pembuatan benda uji atau perencanaan mix design mengacu pada standar ACI 522R-10 Report on Pervious Concrete Reapproved.
7. Benda uji yang digunakan adalah benda uji paving dengan dimensi 20x10x8 cm sebanyak 5 buah untuk pengujian kuat tekan dan benda uji trotoar skala penuh dengan dimensi 60 x 90 cm dengan pervious concrete dalam bentuk paving sebanyak 27 buah.
8. Pengujian benda uji meliputi pengujian kuat tekan paving di laboratorium, Infiltrasi dan sistem skala penuh dengan biopori.
9. Pengujian kuat tekan benda uji sebanyak 5 buah dilakukan pada umur 28 hari.
6 10. Pengujian infiltrasi dan sistem skala penuh dengan biopori di lapangan yaitu dengan memberikan limpasan air dengan volume konstan dan jangka waktu tertentu yaitu antara 0 menit s.d. 30 menit/60 menit.
1.5 Manfaat Penelitian
Berdasarkan penelitian ini, diharapkan dapat memberikan beberapa manfaat seperti:
1. Penelitian ini diharapkan dapat menjadi bahan informasi dan referensi studi untuk pengambangan teknologi pervious concrete di masa mendatang.
2. Memberikan kontribusi dalam mewujudkan kampus USU menjadi salah satu Green Campus.
3. Mengetahui proporsi campuran yang tepat dari pervious concrete berbahan limbah paving block untuk fungsi trotoar atau pedestrian.
4. Mengetahui pengaruh trotoar dari pervious concrete terhadap kelancaran jumlah air yang terinfiltrasi saat terjadi hujan.
5. Mengetahui nilai ekonomis dari pervious concrete berbentuk paving ini.
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dalam Tugas Akhir ini disusun per bab. Tiap-tiap bab terdiri dari beberapa bagian yang diuraikan secara terperinci dalam sub bab.
Adapun susunan bab yang akan ditulis pada Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut.
BAB I Pendahuluan
Bab ini dibahas dalam beberapa bagian secara beruntun yaitu latar belakang penelitian, rumusan masalah, batasan masalah, manfaat penelitian, sistematika penulisan dan jadwal penelitian.
BAB II Tinjauan Pustaka
Bab Bab ini membahas tentang referensi-referensi yang akan menjadi acuan dalam penulisan Tugas Akhir ini.
BAB III Metodologi Penelitian
7 Bab ini berisi tentang uraian tahapan penelitian yang meliputi pengumpulan data sekunder, pemeriksaan bahan dan perencanaan campuran, pembuatan benda uji, perawatan benda uji, pengujian benda uji, serta analisis data dan pembuatan laporan.
BAB IV Hasil dan Pembahasan
Bab ini berisi tentang analisis data dari hasil pengujian-pengujian di laboratorium seperti uji kuat tekan dan infiltrasi serta hasil pengujian infiltrasi di lapangan dengan benda uji skala penuh.
BAB V Kesimpulan dan Saran
Bab ini bertuliskan kesimpulan dan saran yang diperoleh penulis dari hasil penelitian yang telah diuraikan di bab sebelumnya serta yang diperoleh penulis selama kegiatan penelitian Tugas Akhir ini.
8 1.7 Jadwal Penelitian
Tabel 1.1 Jadwal Penelitian
No Jenis
Kegiatan
September Oktober November Desember 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 Studi literatur
2 Persiapan bahan dan alat
3
Pengujian material dan bahan
4 Pembuatan benda uji
5 Perawatan benda uji
6 Pengujian 7 Analisis dan
pengolahan data 8 Pembuatan
laporan 9 Publikasi
seminar hasil
9 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Beton Normal
Beton adalah campuran semen portland atau semen hidrolis lainnya, agregat halus, agregat kasar, dan air, dengan atau tanpa bahan tambahan (admixture).
Seiring dengan penambahan umur, beton akan semakin mengeras dan akan mencapai kekuatan rencana (𝑓′𝑐) pada umur 28 hari. Beton memliki daya kuat tekan yang baik oleh karena itu beton banyak dipakai atau dipergunakan untuk pemilihan jenis struktur terutama struktur bangunan, jembatan dan jalan (SNI- 2847, 2019).
Gambar 2.1 Beton Normal
(Sumber: Dokumen Pribadi)
Beton yang baik, adalah beton yang setiap butir agregat seluruhnya terbungkus dengan mortar. Demikian pula halnya dengan ruang antar agregat, harus terisi oleh mortar. Jadi kualitas pasta atau mortar menentukan kualitas beton. Semen adalah unsur kunci dalam beton, meskipun jumlahnya hanya 7%
sampai 15% dari campuran (Nugraha & Antoni, 2007).
Sifat yang penting pada beton adalah kuat tekan, bila kuat tekan tinggi, maka sifat-sifat yang lain pada umumnya juga baik. Faktor-faktor yang mempengaruhi kuat tekan beton terdiri dari kualitas bahan penyusun, nilai faktor air-semen, gradasi agregat, ukuran maksimum agregat, cara pengerjaan (pencampuran, pengangkutan, pemadatan dan perawatan) serta umur beton (Tjokrodimuljo, 2007).
Menurut Tjokrodimuljo (1996), macam-macam beton sebagai berikut:
a. Beton normal
10 Merupakan beton yang cukup berat, dengan Berat Volume 2400 kg/m³ dengan nilai kuat tekan 15 – 40 MPa dan dapat menghantar panas.
b. Beton ringan
Merupakan beton dengan berat kurang dari 1800 kg/m³. Nilai kuat tekannya lebih kecil dari beton biasa dan kurang baik dalam menghantarkan panas.
c. Beton massa
Beton massa adalah beton yang dituang dalam volume besar yaitu perbandingan antara volume dan luas permukaannya besar. Biasanya dianggap beton massa jika dimensinya lebih dari 60 cm.
d. Beton bertulang Beton biasa sangat lemah dengan gaya tarik, namun sangat kuat dengan gaya tekan, batang baja dapat dimasukkan pada bagian beton yang tertarik untuk membantu beton. Beton yang dimasuki batang baja pada bagian tariknya ini disebut beton bertulang.
e. Beton prategang
Jenis beton ini sama dengan beton bertulang, perbedaannya adalah batangnya baja yang dimasukkan ke dalam beton ditegangkan dahulu . batang baja ini tetap mempunyai tegangan sampai beton yang dituang mengeras.bagian balok beton ini walaupun menahan lenturan tidak akan terjadi retak.
f. Beton pracetak
Beton biasa dicetak /dituang di tempat.namun dapat pula dicetak di tempat lain,fungsinya di cetak di tempat lain agar memperoleh mutu yang lebih baik.selain itu dipakai jika tempat pembuatan beton sangat terbatas.sehingga sulit menyediakan tempat percetakanperawatan betonnya.
g. Beton serat
Beton serat adalah beton komposit yang terdiri dari beton biasa dan bahan lain yang berupa serat. Bahan serat dapta berupa serat asbes, serat tumbuh-tumbuhan (rami, bamboo, ijuk), serat plastic (polypropylene) atau potongan kawat logam.
h. Beton non pasir/Pervious concrete
11 Beton non pasir adalah suatu bentuk sederhana dan jenis beton ringan yang diperoleh menghilangkan bagian halus agregat pada pembuatannya. Rongga dalam beton mencapai 20-25 %.
i. Beton siklop
Beton ini sama dengan beton biasa, bedanya digunakan agregat dengan ukuran besar-besar. Ukurannya bisa mencapai 20 cm. Namun, proporsi agregat yang lebih besar tidak boleh lebih dari 20 %.
j. Beton hampa (Vacuum Concrete)
Beton ini dibuat seperti beton biasa, namun setelah tercetak padat kemudian air sisa reaksi diserap dengan cara khusus, disebut cara vakum (vacuum method). Dengan demikian air yang tinggal hanyalah air yang dipakai sebgai reaksi dengan semen sehingga beton yang diperoleh sangat kuat.
2.2 Pervious Concrete (Beton Lolos Air)
Pervious concrete (Beton Lolos Air) atau beton berpori adalah jenis beton khusus yang telah diakui dengan baik di era baru-baru ini karena kontribusinya dalam menjaga keseimbangan ancaman hidrologis dan lingkungan akibat urbanisasi yang begitu cepat (Debnath & Sarkar, 2019). Adanya rongga-rongga yang saling terhubung di dalam pervious concrete tersebut memungkinkan air hujan merembes dan lolos ke dalam tanah. Distribusi spasial pori-pori tersebut adalah faktor yang paling mempengaruhi untuk mempertahankan kekuatan, ketahanan, dan aspek-aspek yang menguntungkan lainnya. Bahan berpori umumnya dikendalikan oleh porositas, permeabilitas dan konektivitas antar pori (Deo & Neithalath, 2010).
Gambar 2.2 Pervious Concrete segar
(Sumber: Dokumen Pribadi)
12 Beton berpori atau beton non pasir terdiri dari aglomerasi agregat kasar berukuran tunggal yang diselimuti dengan lapisan pasta semen tipis sekitar 1,3 mm (Neville & J.J.Brooks, 1987). Mix design untuk pervious concrete terdiri dari: semen (270 – 415kg), agregat (1190 - 1480 kg), faktor air semen (0,27 – 0,34), perbandingan berat pasir dan kerikil (0 sampai 1 : 1). Menggunakan chemical admixtures. Penambahan pasir akan menurunkan kadar pori dan meningkatkan kuat tekan (ACI Committee 522, 2010).
Penggunaan beton non pasir sebagai bahan perkerasan begitu terbatas dan masih baru dikembangkan untuk aplikasi tertentu. Namun, beton non pasir telah digunakan secara luas sebagai bahan bangunan struktural di Eropa, Australia dan Timur Tengah lebih dari 70 tahun (Macintosh dkk, 1965, dalam Harber, 2005). Penggunaan paling awal beton non pasir terjadi di Inggris pada tahun 1852 dengan pembangunan dua rumah tinggal dan bangunan pelindung tepi laut sepanjang 61 m dan lebar 2,15 m (Francis, 1965, dalam Harber, 2005).
Penggunaan beton non pasir menjadi jauh lebih luas selama kekurangan bahan setelah Perang Dunia II, untuk dinding penahan beban yang dicetak ditempat untuk bangunan tidak bertingkat dan bertingkat.
Pervious concrete memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan. Adapun kelebihan dari pervious concrete menurut Aoki (2009) yakni sebagai berikut :
1. Menurunkan kemungkinan adanya banjir, terutama pada area pemukiman.
2. Mengisi kembali air tanah yang telah digunakan.
3. Mengurangi genangan air di jalan.
4. Meningkatkan kualitas air melalui perkolasi.
5. Menyerap suara.
6. Menyerap panas.
7. Mendukung pertumbuhan vegetasi tanaman.
Kelemahan dari pervious concrete adalah sebagai berikut:
1. Kuat tekan yang rendah dengan porositas yang tinggi.
2. Memerlukan perawatan yang mahal.
3. Penggunaan yang terbatas karena kuat tekan yang masih lemah.
13 2.3 Karakteristik Pervious Concrete
2.3.1 Kekuatan Tekan
Riset yang dilakukan Luo dkk. dan Shiotani dkk. dalam (Xie et al., 2020) telah memperlihatkan bahwa cracking adalah penyebab utama kerusakan struktur dalam bahan beton, metode estimasi distribusi retakan dan mekanisme kegagalan telah dipertimbangkan secara luas. Memahami kinerja beton di bawah tekanan beban sangat penting untuk mengevaluasi stabilitas dan kinerja layanan bangunan. Sama halnya dengan beton konvensional, kekuatan juga merupakan sifat dasar mekanis dari pervious concrete setelah mengeras.
Gambar 2.3 Crack patterns of conventional concrete
(Sumber: (Xie et al., 2020))
Riset terkini (G. Xu et al., 2018) menunjukkan bahwa kuat tekan pervious concrete lebih rendah daripada beton konvensional. Kegagalan beton konvensional merupakan proses progresif berupa proses inisiasi kerusakan skala mikroskopis, penyebaran dan penekan di bawah muatan eksternal sampai retak makroskopis akhirnya terjadi dan mengakibatkan kegagalan pada beton (Giaccio et al., 2007). Sekarang ini, penelitian atas beton konvensional relatif sudah matang, tetapi kesimpulan tentang pervious concrete khususnya telah diperoleh melalui eksperimen sebelumnya, proses spekitium berupa kegagalan pervious concrete selama tes-tes ini belum diketahui dan tingkat kerusakan belum terukur. (Xie et al., 2020)
14 2.3.2 Kemampuan menyerap air
Karakteristik utama yang diharapkan dari penciptaan pervious concrete adalah kemampuannya meneyerap air atau permeabilitas guna untuk menjaga siklus hidrologi air.
Gambar 2.4 Kemampuan Menyerap/Meloloskan Air
(Sumber:Dokumen Pribadi)
Pemilihan fraksi agregat memiliki efek maksimum pada porositas dan permeabilitas dari campuran. Peningkatan ukuran agregat menyebabkan peningkatan kemampuan permeabilitas karena void terbuka. Dari perbandingan campuran berukuran tunggal yang dinilai dan padat, diketahui bahwa campuran menurut ukuran tunggal menambah kekuatan campuran itu (Debnath & Sarkar, 2019).
2.3.3 Kekuatan Tarik
Kekuatan tarik dan modulus dinamis elastisitas merupakan parameter yang penting dalam mempertimbangkan perilaku struktur perkerasan.
Kekuatan beton lolos air umumnya 1-3,8 MPa. Kekuatan ini dipengaruhi oleh banyak faktor, terumata tingkat kepadatan dan porositas.
15 Gambar 2.5 Kekuatan Tarik
(Sumber:(Wijaya, 2020))
2.4 Material Penyusun Pervious Concrete
Pervious concrete memiliki beberapa bahan penyusun yang sama dengan beton normal. Adapun material penyusun pervious concrete adalah sebagai berikut.
2.4.1 Semen
Semen adalah bahan bersifat sifat adhesif maupun kohesif yang berfungsi sebagai bahan pengikat antar material penyusun beton. Semen merupakan bahan campuran yang secara kimiawi aktif setelah berhubungan dengan air. Berdasarkan (ACI Committee 522, 2010), Portland cement yang sesuai dengan ASTM C150/C150M, C595/C595M, atau C1157/C1157M digunakan sebagai pengikat utama untuk pembuatan pervious concrete.
Semen Portland Type I adalah tipe semen yang tidak memerlukan persyaratan khusus seperti jenis-jenis lainnya. Jenis ini paling banyak diproduksi karena digunakan untuk hamper semua jenis konstruksi (SNI T- 15-1990-03, 1990).
Menurut Rizky (2018), fungsi semen ialah untuk mengikat butir-butir agregat hingga membentuk suatu massa padat dan mengisi rongga-rongga udara di antara butiran. agregat. Dalam risetnya, ia mengemukakan beberapa sifat fisik semen. Adapun sifat-sifat fisik semen yaitu
1) Kehalusan Butir
16 Kehalusan semen mempengaruhi waktu pengerasan pada semen.
Secara umum, semen berbutir halus meningkatkan kohesi pada beton segar dan dapat mengurangi bleeding (kelebihan air yang bersama dengan semen bergerak ke permukaan adukan beton segar), akan tetapi menambah kecendrungan beton untuk menyusut lebih banyak dan mempermudah terjadinya retak susut.
2) Waktu ikatan
Waktu ikatan adalah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai satu tahap dimana pasta semen cukup kaku untuk menahan tekanan. Waktu tersebut terhitung sejak air tercampur dengan semen. Waktu dari pencampuran semen dengan air sampai saat kehilangan sifat keplastisannya disebut waktu ikat awal, dan pada waktu sampai pastanya menjadi massa yang keras disebut waktu ikat akhir.
Terdapat beberapa material penyusun semen Portland diantaranya kapur (CaO), silica (SiO3), alumina (Al2O3), magnesia (MgO), dan alkali. Semen yang ada harus memenuhi syarat yang sesuai dengan ASTM C-150 yang diadopsi dalam SII. 0013-81. Berdasarkan ASTM (2015), terdapat delapan jenis semen Portland berdasarkan klasifikasi fungsinya, yaitu sebagai berikut:
1. Tipe I, digunakan jika tidak membutuhkan spesifikasi khusus pada beton.
2. Tipe IA, digunakan jika beton tanpa spesifikasi khusus dan ada penambahan udara.
3. Tipe II, digunakan jika membutuhkan beton dengan ketahanan sedang terhadap sulfat atau panas hidrasi sedang.
4. Tipe IIA, digunakan jika membutuhkan beton dengan ketahanan khusus terhadap sulfat atau panas hidrasi sedang dan ada penambahan udara.
5. Tipe III, digunakan jika membutuhkan beton dengan kekuatan tinggi di awal.
6. Tipe IIIA, digunakan jika membutuhkan beton dengan kekuatan tinggi di awal, dan ada penambahan udara.
17 7. Tipe IV, digunakan jika membutuhkan beton dengan panas hidrasi
rendah.
8. Tipe V, digunakan jika membutuhkan semen dengan ketahanan tinggi terhadap sulfat.
Tabel 2.1 Persyaratan semen Portland
No. Uraian
Jenis semen Portland
I II III IV V
1. SiO2, minimum % - 20,0 - - -
2. Al2O3, maksimum % - 6,0 - - -
3. Fe2O3, maksimum % - 6,0 - 6,5 -
4. MgO, maksimum % 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0
5. SO3, maksimum % Jika C3A ≤ 8,0 Jika C3A ≥ 8,0
3,0 3,5
3,0 3,5 4,5
2,3 2,3
6. Hilang Pijar, maksimum % 5,0 3,0 3,0 2,5 3,0 7. Bagian tak larut % 3,0 1,5 1,5 1,5 1,5
8. C3S, maksimum % - - - 3,5 -
9. C2S, minimum % - - - 40 -
10. C3A, maksimum % - 8,0 15 7 5
11. C4AF+ 2C3A atau C4AF+ C2F, maksimum %
- - - - 25
12. Kehalusan :
Uji permeabilitas udara, m2/kg Dengan alat :
18 Turbidimeter, min
Blaine, min
160 280
160 280
160 280
160 280
160 280 13. Kekekalan :
Pemuaian dengan autoclave, maks %
0,8 0,8 0,8 0,8 0,8
14. Kuat tekan :
Umur 1 hari, kg/cm2, minimum Umur 3 hari, kg/cm2, minimum
Umur 7 hari, kg/cm2, minimum
Umur 28 hari, kg/cm2, minimum - 125
200
280 - 100
70 175 120 -
120 240
-
-
- -
70
170 - 80
150
210 15. Waktu pengikatan (metode
alternatif) Dengan alat : Gilmore
- Awal, menit, minimal - Akhir, menit, minimal Vicat
- Awal, menit, minimal - Akhir, menit, minimal
60 600
45 375
60 600
45 375
60 600
45 375
60 600
45 375
60 600
45 375
(Sumber: (Irawan, 2013))
19 2.4.2 Agregat
Agregat adalah material utama yang harus ada dalam sebuah pervious concrete. Agregat juga dapat diartikan sebagai material granular, misalnya pasir kerikil, batu pecah, dan kerak tungku besi yang dipakai bersama-sama dengan suatu media pengikat untuk membentuk suatu beton atau adukan semen hidraulik (SNI-2847, 2019).
Agregat terbagi menjadi dua jenis, yaitu agregat kasar yakni memiliki butiran yang berukuran antara 5 mm – 40 mm dan agregat halus yakni memiliki butiran yang berukuran antara 0,15 mm – 5 mm.
2.4.2.1 Agregat Kasar
Agregat kasar merupakan agregat yang tertahan oleh ayakan 4,75 mm (ASTM C33, 2010). Syarat-syarat agregat kasar sebagi berikut:
a. Agregat kasar harus terdiri butiran keras dan tidak berpori.
b. Bersifat kekal, aartinya tidak mudah pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca.
c. Modulus halus butir agregat kasar antara 5-7,1 dengan variasi butir sesuai standar gradasi.
d. Agregat kasar tidak boleh mengandung lumpur lebih dari 1 %, apabila kadar lumpur melampaui 1% agregat kasar harus di cuci.
e. Agregat kasar tidak boleh menganduk zat-zat yang reaktif terhadap alkali.
Gambar 2.6 Agregat kasar tertahan ayakan 4,75 mm
(Sumber: (Wijaya, 2020))
20 Tabel 2.2 Batas Gradasi Agregat Kasar
ASTM C-33 Standard Specification for Concrete Aggregate Table 2 Grading Requirements for Coarse Aggregate Size
Number
Nominal Size
Amount Fine Than Each Laboratory sieve (square Openungs)
Percentage by Weight Square
Openings 2” 1”-
1/2” 1” ¾” ½” 3/8” No.4 No.8 No.16 4 1-1/2” to
No.3/4”
100 90- 100
20-
55 15 0- -
0-5 - - -
467 1-1/2” to No.4
100 96-
100 - 35- 70
- 10-
30 0-5 - - 57 1” to
No.4
- 100 96-
100 - 25- 60
- 0-10 -
6 3/4” to No.3/8
- - 100 90- 100
25- 55
0-
15 0-5 - - 67 3/4” to
No.4
- - 100 90- 100
- 20-
55 0-10 0-5 7 1/2” to
No.4
- - -
100 90- 100
40-
70 0-15 0-5 8 3/8” to
No.8
- - - - 100 85-
100 0-30 0-10 0-5
(Sumber: (ASTM C33, 2010))
2.4.2.2 Agregat Halus
Agregat halus adalah agregat yang lolos dari ayakan 4,75 mm (ASTM C33).
a. Modulus kelengkapannya harus tidak kurang dari 2,3 atau lebih dari 3,1
b. Tidak mengandung lumbur lebih dari 5 %
c. Tidak mudah pecah atau hancur oleh pengaruh cuaca d. Tidak mengandung zat organik yang terlalu banyak
e. Khusus untuk beton dengan tingkat keawetan tinggi, agregat halus harus tidak reaktif terhadap alkali
21 f. Agregat halus dari laut/pantai boleh dipakai asal dengan
petunjuk Lembaga pemeriksaan bahan-bahan yang diakui.
Berikut tabel gradasi agregat halus berdasarkan ASTM C33 Tabel 2.3 Batas Gradasi Agregat Halus
Ukuran Saringan ASTM Persentasi Berat yang Lolos pada Tiap Saringan
9,5 mm 100
4,75 mm 95-100
2,36 mm 80-100
1,18 mm 50-85
0,600 mm 25-60
0,300 mm 5-30
0,150 mm 0-10
(Sumber: (ASTM C33, 2010))
2.4.2.3 Air
Air merupakan bahan yang digunakan dalam proses pelekatan antara semen dengan agregat. Air yang bebas dari senyawa organik adalah air yang dapat digunakan sebagai campuran adukan beton.
Dalam hal ini, pervious concrete yang merupakan ssalah satu jenis beton juga memerlukan air yang memiliki karakteristik yang sama. Air yang digunakan dapat berupa air tawar (dari sungai, danau, telaga, kolam, situ, dan lainnya), air laut maupun air limbah, asalkan memenuhi syarat mutu yang telah ditetapkan (Mulyono, 2003).
Beberapa persyaratan air sebagai bahan campuran beton menurut (SNI-2847, 2019)
1) Air yang digunakan pada campuran beton harus bersih dan bebas dari bahan-bahan merusak yang mengandung oli, asam, alkali,
22 garam, bahan organik, atau bahan-bahan lainnya yang merugikan terhadap beton atau tulangan.
2) Air pencampur yang digunakan pada beton prategang atau pada beton yang didalamnya tertanam logam aluminium, termasuk air bebas yang terkandung dalam agregat, tidak boleh mengandung ion klorida dalam jumlah yang membahayakan.
3) Air yang tidak dapat diminum tidak boleh digunakan pada beton, kecuali pemilihan proporsi campuran beton harus didasarkan pada campuran beton yang menggunakan air dari sumber yang sama dan hasil pengujian pada umur 7 dan 28 hari pada kubus uji mortar yang dibuat dari adukan dengan air yang tidak dapat diminum harus mempunyai kekuatan sekurang-kurangnya sama dengan 90% dari kekuatan benda uji yang dibuat dengan air yang dapat diminum.
2.4.2.4 Bahan Tambah (Admixture)
Bahan tambah bukan merupakan bahan inti dari suatu komposisi beton. Bahan tambah (admixture) adalah bahan-bahan yang ditambahkan ke dalam campuran beton pada saat atau selama percampuran berlangsung. Fungsi dari bahan ini adalah untuk mengubah sifat-sifat dari beton agar menjadi lebih cocok untuk pekerjaan tertentu, atau untuk menghemat biaya.
Admixture atau bahan tambah yang didefinisikan dalam (ASTM C.125-1995:61) dan dalam Cement and Concrete Terminology (ACI SP-19) adalah sebagai material selain air, agregat dan semen hidrolik yang dicampurkan dalam beton atau mortar yang di tambahkan sebelum atau selama pengadukan berlangsung. Bahan tambah digunakan untuk memodifikasi sifat dan karakteristik dari beton misalnya untuk dapat dengan mudah dikerjakan, mempercepat pengerasan, menambah kuat tekan, penghematan, atau untuk tujuan lain seperti penghematan energi.
2.4.2.5 Material inovasi limbah
Dalam perkembangan teknologi pervious conctrete, bahan-bahan penyusunnya mengalami perkembangan berupa inovasi terbaru untuk
23 menjawab tantangan-tantangan ataupun masalah yang masih dapat diminimalisir hingga diatasi. Sebagai contoh, Syahputra (2017) dalam risetnya menggunakan limbah pecahan beton sebagai bahan subtitusi agregat kasar. Ia menggunakan beton-beton yang telah hancur akibat pengujian kuat tekan di laboratorium beton atau beton-beton yang sudah dibuang dari pembongkaran suatu konstruksi. Aamer Rafique Bhutta dkk. (2013) juga menggunakan limbah beton dalam risetnya.
Karakteristik limbah beton yang keras dan komposisinya yang mengandung agregat kasar berupa kerikil membuat limbah ini dapat menjadi agregat inovasi subtitusi material agregat kasar sebagai bahan penyusun inti. Hal senada juga dapat berlaku pada limbah paving block.
Paving block merupakan salah satu material yang digunakan sebagai lapisan atas struktur jalan selain aspal. Paving block beton biasanya dibuat dari bahan campuran seperti semen portland atau bahan perekat lainnya, air, dan agregat (Hastuty & Sembiringand Nursyamsi, 2018).
2.5 Mix Proporsi Pervious Concrete
Karena tidak ada kode desain campuran standar untuk beton lolos air yang disediakan oleh SNI, proporsi campuran dipilih dengan metode uji coba mengikuti petunjuk yang ditetapkan (ACI Committee 522, 2010). ACI 522R mempertimbangkan proporsi campuran yang didasarkan pada kepadatan agregat yang sangat kering dan jumlah pasta semen yang dibutuhkan untuk mempertahankan isi kekosongan yang diinginkan. Namun tidak ada metode standar untuk menentukan kepadatan agregat. Rasio rasio semen air (w/c) sangat penting untuk beton tahan air, sehingga empat rasio w/c yang berbeda dipilih sebagai 0,28, 0,3, 0,32 dan 0,35.
24 Tabel 2.4 Perkiraan dari Proporsi Material Pervious Concrete
Material Proporsi (kg/m3)
Semen 270 - 415
Agregat 1190 - 1480
w/cm 0,27 – 0,34
Rasio agregat : semen 4-5 : 1 Rasio Sand : Agregat 0-1 : 1
(Sumber : (ACI Committee 522, 2010))
2.6 Aplikasi Pervious Concrete
Berdasarkan (ACI Committee 522, 2010), pervious concrete telah digunakan dalam berbagai macam aplikasi, termasuk:
1. Aspal berpori untuk tempat parkir.
2. Lapisan drainase yang kaku di bawah area mall.
3. Lantai rumah kaca agar lantai tetap bebas dari air.
4. Aplikasi dinding struktural yang membutuhkan karakteristik penyekat panas yang lebih ringan atau lebih baik.
5. Trotoar, dinding, dan lantai yang membutuhkan karakteristik penyerapan suara yang lebih baik.
6. Lapisan dasar jalan, jalan, jalan masuk, dan bandara.
7. Permukaan lapangan untuk taman dan tenis.
8. Lantai untuk area kebun binatang dan kandang binatang dan kandang kuda.
9. Tanggul jembatan.
10. Dek kolam renang.
11. Struktur pantai dan bendungan.
12. Sistem penyimpanan energi surya.
13. Dinding untuk mengebor sumur air.
14. Terumbu buatan di mana terbuka struktur beton tahan meniru struktur terumbu.
25 Umumnya, pervious concrete yang tidak diperkuat dengan tulangan digunakan dalam semua aplikasi diatas karena resiko tinggi tulangan baja mengalami korosi karena struktur pori yang terbuka dari materialnya.
2.7 Paving block
Paving block begitu banyak digunakan dalam dunia konstruksi. Namun bukan sebagai material bangunan gedung, melainkan sebagai material penutup permukaan tanah untuk perkerasan yang beragam pada jalanan sesuai dengan mutu yang di klasifikasi oleh SNI.
Beberapa pendapat artikel jurnal mengemukakan bahwa paving block adalah bahan bangunan yang dibuat dari campuran semen, pasir, dan air, sehingga karakteristiknya hampir mendekati dengan karakteristik mortar.
Mortar adalah bahan bangunan terdiri dari agregat halus, bahan perekat serta air, dan diaduk sampai homogen. Adukan mortar dibuat kelecekannya cukup baik sehingga mudah dikerjakan. Mortar sebagai bahan bangunan, biasa diukur sifat-sifatnya, misalnya kuat tekan, berat jenis, kuat tarik, daya serap air, kuat rekat dengan bata merah, susutan, dan sebagainya. Namun, berdasarkan kekuatannya yang tertera dalam SNI, paving block sendiri memiliki kekuatan yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan mortar (Tjokrodimuljo, 2012).
Paving block (bata beton) adalah material bangunan yang terbuat dari campuran agregat, semen, dan air, tanpa atau dengan bahan tambah lain yang tidak mengurangi mutu bata beton itu (SNI 03-0691, 1996). Menurut (SNI-03- 2403, 1991), paving block merupakan bagian dari segmen kecil yang terbuat dari beton dengan berbagai bentuk yang dipasang dengan sedemikian rupa sehingga saling mengunci.
Dari sekian material alternatif untuk menutupi muka tanah, paving block lebih banyak mempunyai keberagaman yang lebih banyak baik dari segi bentuk, ukuran, warna, motif dan tekstur muka serta kekuatan. Menurut Umara (2018), pemakaian paving block sangat beraneka ragam diantaranya yaitu:
1) Jalan lingkungan perumahan
2) Area parkir gedung, ruko, sekolahan, rumah sakit, masjid, dll.
26 3) Trotoar
4) Halaman rumah;
5) carport, dll.
2.7.1 Klasifikasi Paving block
Ragam jenis paving block membuat properti ini dapat diklasifikasikan berdasarkan beberapa parameter. Adapun pengklasifikasian paving block yaitu didasarkan pada mutu, tebal, dan bentuk, yaitu sebagai berikut.
2.7.1.1 Klasifikasi Berdasarkann Mutu
Menurut SNI 03-0691-1996, paving block diklasifikasikan menjadi empat macam berdasarkan mutunya, antara lain:
1) Paving block mutu A, memiliki tekan minimal 35 Mpa dan rerata 40 Mpa (setara dengan K430 hingga K490) dan penyerapan air maksimal 3%.
2) Digunakan untuk jalan, perkerasan lahan terminal peti kemas dipelabuhan, kebutuhan nonstruktural dan struktural dengan berat beban yang lainnya.
3) Paving block mutu B, memiliki tekan minimal 17,5 Mpa dan rerata 20 Mpa (setara dengan K208 hingga K245) dan penyerapan air maksimal 6%. Digunakan untuk pelataran parkir.
4) Paving block mutu C, memiliki tekan minimal 12,5 Mpa dan rerata 15 Mpa (setara dengan K153 hingga K184) dan penyerapan air maksimal 8%. Digunakan untuk pejalan kaki.
5) Paving block mutu D, memiliki tekan minimal 8,5 Mpa dan rerata 10 Mpa (setara dengan K104 hingga K122) dan penyerapan air maksimal 10%. Digunakan untuk perkerasan nonstruktural seperti trotoar, lingkungan dan taman, halaman rumah, dan perkerasan lain dengan daya beban yang rendah.
27 Tabel 2.5 Sifat-sifat Fisika
Kuat Tekan (Mpa)
Penyerapan air
rata-rata maks. Mutu Rata-
rata Minimal (%)
40 20 15 10
35 17,0 12,5 8,5
3 6 8 10
A B C D
(Sumber : (SNI 03-0691, 1996))
2.7.1.2 Klasifikasi Berdasarkan Dimensi (Ketebalan)
Standar paving block serta yang beredar di pasaran untuk bentuk bata memiliki dimensi panjang 20 cm dan lebar 10 cm. Kesemuanya memiliki tebal antara 6, 8, dan 10 cm dan toleransi 3 mm, dengan ketentuan sebagai berikut:
1) Paving block 6 cm, digunakan untuk lalu lintas ringan dan terbatas pada pejalan kaki.
2) Paving block 8 cm, digfungsikan untuk beban lalu lintas sedang dan terbatas pada transportasi pick up, truk, hingga bus.
3) Paving block 10 cm, biasa digunakan untuk beban lalu lintas berat, banyak digunakan untuk daerah industri dan pelabuhan karena banyaknya penggunaan crane atau alat berat lain.
2.7.1.3 Klasifikasi Berdasarkan Bentuk
Paving block yang dijual di pasaran memiliki bermacam-macam bentuk dan ukuran sesuai dengan kebutuhan. Salah satunya adalah paving block tipe holland atau bata yang sering digunakan dalam pengerasan jalan perumahan, sekolahan, dan lain-lain. Selain dari tipe holland masih ada lagi bentuk dan ukuran paving block untuk yang beragam untuk menambah nilai keindahan (Umara, 2018).
28 Gambar 2.7 Bentuk-bentuk Paving block
(Sumber: sanpaving.wordpress.com)
Semakin berkembangnya industri paving block, semakin banyak pula permintaan bentuk yang diinginkan oleh customer yang menginginkan nilai lebih pada estetika. Hingga saat ini secara garis besar bentuk paving block dapat dibedakan menjadi 3 yaitu :
a. Paving block bentuk segi empat (rectangular).
b. Paving block bentuk segi banyak.
c. Paving block bentuk custom (sesuai dengan permintaan pembeli).
2.7.2 Kelebihan Paving block
Sebayang dkk. (2011) menyebutkan kelebihan-kelebihan yang dimiliki paving block sebagai bahan perkerasan, antara lain:
1) Pelaksanaan yang tidak sulit sehingga membuka peluang kepada masyarakat.
2) Pemeliharaan yang mudah.
3) Perbaikan paving block tidak membutuhkan bahan tambah yang banyak walaupun telah dilakukan pembongkaran namun dipakai kembali.
4) Tahan menghadapi beban diam, bergerak, dan kejut yang tinggi.
5) Memiliki ketahanan yang baik.
2.7.3 Kekurangan Paving block
Paving block memiliki beberapa kekurangan, diantaranya adalah kerusakan yang menyebar. Karena sistem dari paving block adalah sistem dengan menyusun satu per satu dan saling mengunci, akan menyebabkan
29 kerusakan menyebar jika salah satu saja dari paving nya tergeser atau rusak.
Pemasangan yang kurang erat mengunci menjadi masalah juga. Selain itu, kekurangan paving block yang lain yaitu bila jika pondasi dasar tidak padat kemudian dilalui kendaraan berkecepatan tinggi menjadi mudah bergelombang.
2.7.4 Harga pokok produksi
Untuk dapat menentukan harga pokok produksi, hal-hal dibutuhkan oleh perusahaan dan harus ditentukan secara cermat dalam pencatatan dan penggolongannya agar informasi harga pokok produksi yang didapat bisa diandalkan baik dalam menentukan harga jual produk maupun dalam perhitungan untung dan rugi periodik menurut Mulyadi (2007) adalah informasi mengenai:
1) Biaya Bahan Baku
Biaya yang dikeluarkan untuk memperoleh bahan baku yang dipergunakan dalam proses untuk memproduksi suatu produk sebagai obyek biayanya, seperti biaya papan dasar, dan biaya material yang digunakan.
2) Biaya Tenaga Kerja Langsung
Biaya yang dibayarkan kepada tenaga kerja yang terlibat langsung dalam proses produksi atau secara langsung dapat diidentifikasi kepada suatu produk sebagai obyek biayanya. Sebagai contoh, upah yang dibayarkan kepada pekerja pabrik paving block.
3) Biaya Overhead Pabrik
Biaya overhead pabrik disebut juga biaya produk tidak langsung, yaitu biaya yang tidak ada kaitan langsung dengan produk yang dihasilkan dan tidak diidentifikasi atau ditelusuri melalui produk tersebut dengan cara yang ekonomis. seperti biaya konsumsi, biaya THR, biaya pengiriman dan margin keuntungan.
2.8 Metode Pembuatan Paving block di Masyarakat
Metode pembuatan paving block di masyarakat umumnya dapat dibedakan menjadi dua metode, yakni :
30 1) Metode Konvensional
Metode ini adalah metode yang biasa digunakan di masyarakat kerena modalnya yang murah sehingga dapat dilakukan oleh pelaku usaha yang bermodal kecil. Pembuatan paving block cara konvensional dilakukan dengan menggunakan alat gablokan dengan beban pemadatan yang berpengaruh terhadap tenaga orang yang mengerjakan atau dengan alat cetakan press pabrikan. Semakin kuat tenaga orang yang mengerjakan maka akan semakin padat dan kuat paving block yang dihasilkan.
Gambar 2.8 Cetakan Manual Press
(Sumber: google, 2020)
2) Metode Mekanis
Metode mekanis adalah metode yang dilakukan dengan menggunakan bantuan mesin press. Metode ini masih jarang digunakan karena untuk pembuatan paving block dengan metode mekanis membutuhkan alat yang harganya relatif mahal. Metode mekanis biasanya digunakan oleh pabrik dengan skala industri sedang atau besar. Pembuatan paving block cara mekanis dilakukan dengan menggunakan mesin.
31 Gambar 2.9 Hydraulic Pressure Machine
(Sumber: google, 2020)
2.9 Biopori
Biopori merupakan lubang-lubang kecil pada tanah yang terbentuk akibat aktivitas organisme dalam tanah seperti cacing atau pergerakan akar-akar dalam tanah. Lubang tersebut akan berisi udara dan menjadi jalur mengalirnya air.
Selain itu, lubang biopori juga dapat dibuat dari pipa polivinil klorida (PVC) (25,4 cm diameter x 45,2 cm) dan menggunakan penutup yang memiliki 31 lubang (diameter 3,6 mm) yang dibor dengan pola melingkar untuk memungkinkan air menyerap (Bailey et al., 2015).
Gambar 2.10 Lubang Biopori
(Sumber: Dokumen Pribadi)
