Pemanfaatan Abu Sekam Padi sebagai Pengganti Agregat Halus atau Semen dalam Peningkatan Kualitas Beton Ramah Lingkungan

Perkembangan dunia konstruksi di era modern menuntut adanya inovasi dan alternatif dalam pembuatan material yang lebih maju. Alternatif yang dibutuhkan adalah bahan-bahan ramah lingkungan dan mudah dijangkau. Khususnya pada beton ringan, inovasi diperlukan untuk menciptakan bahan bangunan yang lebih murah dengan memanfaatkan limbah alam yang dapat meningkatkan kekuatan beton tersebut.

Dalam era new normal ini terjadi perlambatan kegiatan konstruksi di Indonesia. Hal ini disebabkan pengaruh arus transportasi barang material konstruksi yang terhambat. Beton merupakan komponen utama dalam suatu bangunan terutama pada bagian struktur. Bahan penyusun beton terus mengalami perkembangan dan transformasi sesuai perkembangan jaman. Pengembangan inovasi komponen beton perlu dilakukan untuk mengikuti kondisi yang ada saat ini guna mengurangi pemakaian semen yang berlebihan. Seperti yang kita ketahui bahwa proses pembuatan semen menghasilkan panas yang cukup tinggi. Pengurangan panas ini dilakukan dengan pengurangan pemakaian semen yang berlebihan. Salah satu cara dengan pemanfaatan abu sekam padi. Pemanfaatan abu sekam padi untuk campuran beton dapat dijadikan alternatif ramah lingkungan dalam kondisi era new normal saat ini.

Penelitian ini memanfaatkan abu sekam padi, yang merupakan limbah hasil pembakaran sekam dengan kandungan silika yang tinggi, sebagai bahan tambahan dalam campuran beton ringan. Abu sekam padi yang selama ini tidak dimanfaatkan lagi dapat digunakan sebagai alternatif untuk mengurangi biaya bahan bangunan. Kandungan silika dalam abu sekam padi bermanfaat dalam meningkatkan kualitas beton ringan.

Beton ringan digunakan untuk mengurangi beban mati dalam perhitungan struktur, yang pada gilirannya mengurangi dimensi elemen kolom, elemen pemikul beban gravitasi, dan pondasi. Namun, pada prinsipnya, beton ringan dirancang untuk tetap memenuhi kekuatan yang sama seperti beton normal. Ini berarti beton ringan yang menggunakan abu sekam padi dapat memberikan manfaat ganda: mengurangi biaya sekaligus mendukung konsep konstruksi yang ramah lingkungan.

Abu sekam padi adalah limbah dari kulit pembungkus padi yang tidak lagi dimanfaatkan setelah proses penggilingan. Limbah ini mengandung berbagai unsur kimia, salah satunya adalah silika dalam jumlah yang cukup tinggi, yaitu sebesar 93%, hampir setara dengan microsilica yang diproduksi secara industri (Swamy, 1986). Abu sekam padi memiliki komposisi kimia yang dapat dimanfaatkan, terutama silika, yang berguna untuk meningkatkan mutu beton. Jika silika ini dicampurkan dalam proses pembuatan beton, hasilnya dapat meningkatkan kekuatan beton.

Menurut Peraturan Beton Bertulang Indonesia (PBI), agregat adalah butiran mineral yang dicampurkan dengan semen Portland dan air untuk menghasilkan beton. Agregat menempati 70-75% dari total volume beton, sehingga kualitas agregat sangat mempengaruhi kualitas beton. Dengan agregat yang baik, beton menjadi mudah dikerjakan (workable), kuat, tahan lama (durable), dan ekonomis. Agregat yang digunakan dalam campuran beton dapat berupa agregat alam atau buatan (artificial aggregates). Berdasarkan ukuran butirannya, agregat dibedakan menjadi agregat kasar, agregat halus, dan bahan pengisi (filler).

• Pengelompokan agregat adalah sebagai berikut:

1. Agregat kasar : agregat dengan ukuran butir lebih besar dari saringan No. 4 (≥ 4,75 mm).

2. Agregat halus : agregat dengan ukuran butir lebih halus dari saringan No. 4 (≤ 4,75 mm).

3. Bahan pengisi (filler) : bagian dari agregat halus yang setidaknya 75% lolos dari saringan No. 200 (≤ 0,075 mm).

Beton adalah bahan bangunan komposit yang terdiri dari agregat kasar (batu atau kerikil), agregat halus (pasir), semen, dan air. Setelah dicampur, bahan-bahan ini membentuk massa yang mengeras menjadi bahan kuat dan tahan lama. Beton banyak digunakan dalam konstruksi karena sifatnya yang tahan api, memiliki kekuatan tekan tinggi, dan mudah dibentuk. Kemampuan beton untuk dibentuk menjadi berbagai bentuk dan ukuran menjadikannya bahan serbaguna untuk berbagai proyek konstruksi, mulai dari fondasi hingga gedung pencakar langit.

Abu sekam padi tidak dapat sepenuhnya menggantikan peran beton atau agregat halus, tetapi dapat digunakan sebagai bahan tambahan untuk meningkatkan kinerja beton, terutama dalam hal kekuatan dan keberlanjutan. Abu sekam padi mengandung silika yang tinggi (sekitar 93%), yang dapat bertindak sebagai bahan pozzolan, yaitu material yang bereaksi dengan kalsium hidroksida yang dihasilkan selama proses hidrasi semen untuk membentuk senyawa yang lebih padat dan kuat.

Abu sekam padi tidak dapat sepenuhnya menggantikan peran beton atau agregat halus, tetapi dapat digunakan sebagai bahan tambahan untuk meningkatkan kinerja beton, terutama dalam hal kekuatan dan keberlanjutan. Dengan kandungan silika yang tinggi (sekitar 93%), abu sekam padi berfungsi sebagai bahan pozzolan, yang bereaksi dengan kalsium hidroksida yang dihasilkan selama proses hidrasi semen untuk membentuk senyawa yang lebih padat dan kuat.

• Efektivitas abu sekam padi sebagai bahan tambahan dalam beton dapat dilihat dalam beberapa aspek utama:
• Peningkatan kekuatan beton : Penambahan abu sekam padi dalam jumlah yang tepat dapat meningkatkan kekuatan tekan beton, terutama pada usia beton yang lebih tua. Hal ini karena abu sekam padi membantu memperbaiki mikrostruktur beton, membuatnya lebih rapat dan kuat.
• Ketahanan terhadap lingkungan agresif : Abu sekam padi meningkatkan ketahanan beton terhadap serangan kimia, seperti sulfat dan klorida, yang dapat memperpanjang umur beton dalam lingkungan korosif.
•  Keberlanjutan : Penggunaan abu sekam padi mengurangi kebutuhan semen, yang berdampak pada penurunan emisi karbon dalam produksi beton, sehingga membuatnya lebih ramah lingkungan.

Namun, abu sekam padi tidak dapat menggantikan sepenuhnya agregat halus atau kasar dalam beton. Agregat tetap diperlukan sebagai komponen utama untuk memberikan volume dan struktur pada beton, sementara abu sekam padi hanya berperan sebagai bahan tambahan atau pengganti sebagian semen.

Penelitian mengenai beton ringan seluler dengan penambahan abu sekam padi menunjukkan beberapa hasil yang menarik:

• Sifat fisik : Penambahan 0,10% abu sekam padi menghasilkan beton dengan warna abu-abu dan permukaan berpori akibat penggunaan foam. Pada penambahan ini, berat volume beton ringan mencapai hasil optimal. Namun, jika ditambahkan lebih dari 0,10%, berat volumenya justru menurun.
• Sifat mekanik : Kuat tekan tertinggi ditemukan pada variasi penambahan 0,10% abu sekam padi, dengan hasil 0,98 MPa dibandingkan dengan 0,85 MPa pada beton tanpa penambahan abu sekam padi (0,0%) pada usia 28 hari.
• Hubungan kuat tekan dan waktu curing : Kuat tekan meningkat seiring bertambahnya usia curing beton. Pada usia 28 hari, penambahan 0,10% abu sekam padi menghasilkan kuat tekan terbesar, yaitu 0,98 MPa.

Namun, dari seluruh pengujian, beton dengan substitusi abu sekam padi tidak mencapai nilai kuat tekan rencana 14,5 MPa (K-175), dan hasil kuat tekannya masih lebih rendah dibandingkan dengan beton normal. Secara keseluruhan, abu sekam padi dapat meningkatkan kualitas beton dalam beberapa aspek, namun penggunaannya sebagai bahan pengganti masih terbatas pada proporsi tertentu agar tetap optimal.

Referensi Bacaan :

https://jurnal.uns.ac.id/jrrs/article/view/42978

https://jom.unpak.ac.id/index.php/tekniksipil/article/download/2576/2240

https://ejournal3.undip.ac.id/index.php/pilars/article/view/41550

https://jurnal.usbypkp.ac.id/index.php/simteks/article/download/804/360