Evaluasi SEM terhadap Komposit Mortar ECC-Kerikil Aspal Porus Berbasis Styrofoam dan Abu Cangkang Sawit Berdasarkan Uji Tekan

Lusi Rahmawati, Muhammad Aswin, NursyamsiNursyamsi

Program Studi Magister Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Indonesia

*Email : lusirahmawati@students.usu.ac.id, muhammad.aswin@usu.ac.id, nursyamsi@usu.ac.id

Abstr ak

Perkerasan jalan memerlukan material dengan kinerja mekanik yang baik serta berkelanjutan untuk mengatasi keterbatasan perkerasan lentur dan kaku. Penelitian ini bertujuan mengkaji perilaku mekanik dan karakteristik mikrostruktur komposit mortar Engineered Cementitious Composites (ECC)–kerikil aspal porus berbasis styrofoam dan material cementitious berupa fly ash dan abu cangkang sawit (ACS) sebagai alternatif material perkerasan. Komposit disusun dari dua komponen utama, yaitu kerikil aspal porus (aspal pen 60/70 dengan atau tanpa penambahan styrofoam 7,5%) dan mortar ECC berbahan semen, pasir, fly ash, ACS, air, serta superplastisizer. Evaluasi sifat mekanik dilakukan melalui uji kuat tekan pada umur 3 hari, sedangkan analisis mikrostruktur dilakukan menggunakan Scanning Electron Microscope(SEM) pada sampel pasca uji tekan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa komposit mortar ECC–kerikil aspal porus tanpa styrofoam memiliki kuat tekan tertinggi sebesar 7,351 MPa, sedangkan komposit berbasis styrofoam menghasilkan kuat tekan maksimum 5,360 MPa. Penurunan kuat tekan pada komposit berbasis styrofoam dikaitkan dengan meningkatnya porositas dan ketidakhomogenan struktur akibat keberadaan material polimer ringan. Hasil pengamatan SEM memperlihatkan bahwa komposit tanpa styrofoam memiliki matriks mortar ECC yang relatif lebih padat dengan pori dan celah mikro yang lebih terbatas. Sebaliknya, pada komposit berbasis styrofoam terlihat mikrostruktur yang lebih heterogen dengan dominasi pori, void, dan microcracking, khususnya pada zona transisi antarmuka agregat–mortar. Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan bahwa kualitas mikrostruktur dan kepadatan zona transisi antar fase sangat berpengaruh terhadap kuat tekan komposit. Pemanfaatan fly ash dan abu cangkang sawit sebagai material cementitious dalam ECC berpotensi mendukung pengembangan material perkerasan jalan yang lebih ramah lingkungan, meskipun penambahan styrofoam perlu dikontrol agar tidak menurunkan kinerja mekanik secara signifikan.

K ata Kunci : abu cangkang sawit , ECC , aspal p orus , s tyrofoam, k uat t ekan , SEM

Perkerasan jalan merupakan infrastruktur yang penting dalam menopang kelancaran transportasi, namun setiap jenis perkerasan baik lentur maupun kaku memiliki keterbatasan teknis, biaya, dan durabilitas. Perkerasan lentur mudah mengalami retak akibat beban berat dan perubahan suhu1, sedangkan perkerasan kaku memerlukan biaya konstruksi tinggi dan waktu pengerjaan lama. Seiring berkembangnya teknologi konstruksi, diperlukan inovasi material yang mampu meningkatkan performa dan keberlanjutan, salah satunya adalah Engineered Cementitious Composites (ECC).

ECC memiliki ketahanan yang baik terhadap abrasi, serangan kimia, dan cuaca ekstrem, membuatnya tahan lama dan ideal untuk digunakan pada struktur yang terpapar lingkungan2. Karena sifat ECC sama seperti SCC (Self Compacting Concrete) maka dapat digunakan untuk mengisi rongga semi-flexible pavement3, sehingga ini dapat digunakan sebagai bahan grouting dalam pembuatan komposit.

Pemanfaatan bahan limbah seperti fly ash dari pembakaran batu bara dan abu cangkang sawit dari industri kelapa sawit sebagai material cementitious ECC, menawarkan solusi ramah lingkungan dan ekonomis. Proses pembakaran pada abu cangkang sawit dapat meninggalkan hingga 58,02% silika oksida (S_iO₂) dan senyawa lainnya yang juga terkandung pada semen4. Abu cangkang sawit (ACS) mengandung silika amorf yang tinggi dan menunjukkan sifat pozzolanik, yang memungkinkan terjadinya reaksi dengan kalsium hidroksida (Ca(OH)₂) membentuk senyawa kalsium silikat hidrat (C-S-H), sebagai komponen utama yang memperkuat struktur mortar 5.

Sementara itu pengamatan SEM menunjukkan partikel fly ash berbentuk dominan bulat dengan permukaan relatif halus, yang merupakan karakteristik khas hasil pembakaran batubara dan berpengaruh terhadap reaktivitas pozzolan6. Fly ash adalah bahan pozzolan, yang mengandung senyawa alumina atau silika. Oleh karena itu, Fly ash sangat cocok digunakan sebagai bahan utama dalam campuran semen, ubin,dan berbagai bahan bangunan lainnya7.

Di sisi lain, ketersediaan aspal murni yang terbatas serta dampak lingkungan dari styrofoam mendorong pemanfaatan styrofoam sebagai bahan modifikasi aspal. Penambahan styrofoam sebesar 5% meningkatkan stabilitas aspal8. Sifat styrofoam yang merupakan termoplastik, tentu ini dapat digunakan sebagai bahan perekat. Penambahan styrofoam pada aspal dapat mempengaruhi karakteristik fisik aspal, seperti penurunan nilai penetrasi dan daktilitas, serta peningkatan titik lembek. Hal ini menunjukkan bahwa dapat berperan sebagai bahan pengikat yang efektif dalam campuran aspal9.

Untuk memahami karakteristik mikrostruktur komposit mortar ECC-kerikil aspal porus berbasis styrofoam dan abu cangkang sawit, salah satu metode karakterisasi yang relevan adalah Scanning Electron Microscope(SEM). Pengujian SEM umum digunakan untuk mengamati morfologi permukaan, distribusi partikel, serta pembentukan produk hidrasi seperti gel C-S-H pada material berbasis semen. Penelitian terdahulu menunjukkan bahwa analisis microstructure menggunakan SEM-EDX Mapping pada sampel-sampel hasil uji tekan pada mortar ECC menunjukkan bahwa matriks mortar ECC memiliki pori-pori yang lebih rapat dan microcrack yang lebih sedikit dibandingkan dengan sampel crumb rubber ECC (CR-ECC)10.

Sehingga komposit mortar ECC sebagai bahan grouting untuk kerikil aspal porus berbasis styrofoam diharapkan mampu meningkatkan ketahanan struktur perkerasan jalan sekaligus mendukung pengelolaan limbah industri dan rumah tangga secara berkelanjutan. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan material ECC dengan memanfaatkan limbah abu cangkang sawit dan fly ash, yang jumlahnya sangat melimpah di wilayah Sumatera Utara, serta limbah sampah yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari yaitu styrofoam.

Komposit mortar ECC-kerikil aspal porus berbasis styrofoam dan abu cangkang sawit disusun dengan dua komponen yaitu kerikil aspal porus berupa kerikil, aspal pen 60/70 dan styrofoam 7.5% (aditif). Sedangkan mortar ECC berupa pasir, semen, fly ash, abu cangkang sawit, air, dan superplastisizer. Evaluasi sifat mekanik pada komposit mortar ECC-kerikil aspal porus difokuskan pada uji kuat tekan pada umur 3 hari. Analisis kuat tekan yang dilakukan bersifat makroskopik, yaitu berdasarkan respons material terhadap beban tekan yang diberikan. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengisi celah komposit mortar ECC-kerikil aspal porus tersebut dengan meninjau struktur internal secara lebih mendalam, dilakukan analisis menggunakan metode SEM (Scanning Electron Microscope) sehingga dapat memberikan pemahaman lebih lanjut mengenai kuat tekan yang dihasilkan secara mikro.

Komponen penyusun dalam pembuatan komposit mortar ECC- kerikil aspal porus berbasis styrofoam dan abu cangkang sawit terdiri dari dua komponen yaitu kerikil aspal yang dicampur dengan styrofoam dan mortar ECC berbahan material cementitious berupa fly ash dan abu cangkang sawit sebagai bahan grouting. Material-material yang dibutuhkan dalam membuat kerikil aspal porus berbasis styrofoam yaitu kerikil, aspal pen 60/70, dan juga styrofoam. Sementara material mortar ECC yang digunakan meliputi semen, air, pasir sungai, abu cangkang sawit (ACS), fly ash dan superplastisizer. Semen sebagai bahan pengikat utama, air yang berfungsi sebagai media hidrasi untuk reaksi kimia, serta pasir sungai yang berperan sebagai agregat halus. Selain itu, digunakan ACS dan fly ash sebagai material cementitious. Superplastisizer ditambahkan untuk meningkatkan kemampuan alir dan workability tanpa perlu menambahkan jumlah air berlebih. Aspal pen 60/70 berfungsi sebagai pengikat pada kerikil. Sedangkan styrofoam berfungsi sebagai aditif pada aspal.

2.1.1 Aspal Pen 60/70

Aspal yang digunakan adalah aspal pen 60/70. Aspal ini berfungsi sebagai lapis peresap pengikat pada kerikil. Aspal diambil dari PT. Rapi Arjasa. Adapun ketentuan untuk aspal pen 60/70 yang dibutuhkan sesuai spesifikasi umum Bina Marga 2018 11 yang tertera pada Tabel 1.

2.1.2 Styrofoam

Styrofoam yang digunakan dalam penelitian ini styrofoam bekas yang sudah tidak terpakai yang diambil dari Depo Daur Ulang Yayasan Buddha Tzu Chi Titi Kuning Medan dengan dipotong halus membentuk butiran-butiran kecil dengan ukuran < 0,5 cm agar memudahkan pencampuran terhadap aspal pada saat dilakukan pemanasan.

2.1.3 Semen dan Material Cementitious

Semen yang digunakan adalah semen Portland Composite Cement (PPC) Tipe-A yang diproduksi oleh PT Semen Padang, sedangkan abu cangkang sawit diperoleh dari perkebunan di Kabupaten Serdang Bedagai, Provinsi Sumatera Utara yang dihasilkan dari proses pembakaran. Penelitian ini menggunakan abu cangkang sawit yang memiliki ukuran diameter 0,15 mm (Lolos Ayakan No. 100). Fly ash yang digunakan berasal dari hasil pembakaran batu bara di PT. PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) Pangkalan Susu, Sumatera Utara dengan lolos saringan No. 200 (ukuran 0,075 mm). Kandungan kimia dari semen, fly ash dan abu cangkang sawit yang diuji menggunakan X-Ray Fluorescence (XRF) disajikan pada Tabel 2.

2.1.4 Agregat Halus

Agregat halus yang digunakan adalah pasir yang lolos ayakan dengan lubang #1.25 mm. Pasir halus diperoleh dari sungai yang berada di sekitar Binjai Provinsi Sumatera Utara.

2.1.5 Superplastisizer (SP)

Superplasticizer yang digunakan pada penelitian ini diperoleh dari PT. SIKA yang memiliki nama produk yaitu Viscocrete 3115N. Karakteristik dari SP dapat dilihat pada Tabel 3.

Penelitian ini menggunakan mix design untuk merancang komposisi mortar yang tepat dan menghasilkan benda uji yang memenuhi standar teknis yang ditentukan. Proporsi mortar ECC ditentukan melalui trial dan error yang dilakukan di Laboratorium Bahan dan Rekayasa Beton Universitas Sumatera Utara dan dengan mengacu pada jurnal dan artikel pencipta yaitu Prof. Victor Li dan dari profile yang dikembangkan oleh peneliti-peneliti lainnya yang sudah di publish. Sementara itu, proporsi campuran mortar ECC diambil dari yang menghasilkan kekuatan tekan tertinggi dari masing-masing variasi dengan komposisi mortar ECC ditetapkan berdasarkan berat semen 350 kg/m³, dengan proporsi fly ash (FA) dan abu cangkang sawit (ACS) dihitung terhadap berat semen. Faktor air-semen (FAS) ditetapkan sebesar 0,435, sedangkan berat air dihitung sebagai hasil perkalian fas dengan berat semen. Proporsi pasir ditentukan sebesar 90% dari berat semen, sementara Superplasticizer (SP) dihitung berdasarkan persentase terhadap berat semen dan FA. Berikut adalah rincian proporsi campuran mortar ECC optimum pada Tabel 4.

Pencampuran bahan-bahan mortar ECC dilakukan dalam wadah kering hingga mencapai konsistensi yang diinginkan, yang memakan waktu sekitar 10-12 menit. Proses pencampuran bahan-bahan mortar ECC dilakukan dalam beberapa tahap. Pertama, semua bahan dan material disiapkan. Kemudian, air dan superplastisizer (SP) ditambahkan ke dalam wadah pencampur, diikuti dengan penambahan semen dan pasir secara bertahap (setiap 1/3 bagian lalu aduk). Setelah tercampur merata, campuran segar kemudian dimasukkan ke dalam kerucut Abrams untuk mengukur waktu kemampuan aliran (T500) dan diameter rata-rata distribusi campuran. Setelah itu, mortar ECC yang telah diukur kemampuan alirannya dimasukkan ke dalam cetakan kubus (15x15x15 cm) untuk pengujian lebih lanjut. Pengujian ini dilakukan dengan tiga sampel untuk masing-masing variasi. Pada mix proportion tabel 4 dapat menghasilkan kuat tekan optimum mencapai 37,5 MPa yang mana pengujian tekan ini dilakukan di Laboratorium Struktur Universitas Sumatera Utara dengan menggunakan Compressive Testing Machine yang berkapasitas 3000 kN (diproduksi oleh ELE Group).

2.5 Mix Desaign Komposit

Setelah melakukan pengujian mortar ECC maka diperoleh nilai kuat tekan paling besar (optimum) umur 3 hari yaitu terjadi pada tabel 4 diatas dengan variasi Fly ash 10% dan abu cangkang sawit 10%. Sehingga mix desaign mortar ECC tersebut akan digunakan sebagai grouting untuk mengisi rongga-rongga pada komposit.

Komposisi benda uji kubus komposit yang terbentuk dari mortar ECC dengan kerikil aspal porus berbasis styrofoam pada penelitian ini maka berat aspal diambil sebesar 0,68 kg dalam satu kubus, untuk kerikil = 1,5 volume kubus x berat kerikil kg/m³, berat persentase Styrofoam = % variasi x berat aspal. Rincian proporsi campuran kerikil aspal porous terlihat pada Tabel 5.

2.5.1 Pembuatan Benda Uji Komposit

2.6 Prosedur Pengujian

Pengujian kuat tekan komposit mortar ECC-kerikil aspal porus dilakukan di Laboratorium Struktur Universitas Sumatera Utara dengan menggunakan Compressive Testing Machine yang berkapasitas 3000 kN (diproduksi oleh ELE Group). Pengujian microstructure dilakukan pada komposit mortar ECC-kerikil aspal porus yang murni dan juga berbasis styrofoam (7,5%) dengan hasil uji kuat tekan tertinggi pada benda uji umur 3 hari. Pengujian microstructure pada penelitian ini dilakukan dari segi Scanning Electron Microscope(SEM). Pengujian SEM dilakukan di Laboratorium Penelitian Terpadu Universitas Sumatera Utara dengan merk alat SEM Hitachi TM3000. Alat yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 2. Sampel pengujian untuk SEM berbentuk kubus dengan ukuran 8 x8 x8 mm seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Sampel pengujian SEM dipotong dari komposit mortar ECC-kerikil aspal porus yang telah dilakukan pengujian kuat tekan terlebih dahulu.

(a) (b)

3.1 Hasil Pengujian Kuat Tekan

3.1 .1 Hasil Kuat Tekan Komposit Mortar ECC-Kerikil Aspal Porus

Hasil dari pengujian kuat tekan rata – rata komposit mortar ECC- kerikil aspal porus ditunjukkan pada Gambar 4. Berdasarkan hasil uji tekan pada umur 3 hari untuk tiga jenis variasi komposit mortar ECC-kerikil aspal porus (yaitu KA1, KA2 dan KA3), diperoleh kuat tekan rata-rata berkisar 5.382 – 7.351 MPa. Nilai kuat tekan tertinggi adalah 7.351 MPa, yang diperoleh dari komposisi KA1.

3.1 .2 Hasil Kuat Tekan Komposit Mortar ECC-Kerikil Aspal Porus Berbasis Styrofoam

3.2 Hasil Pengujian SEM ( Scanning Electron Microscope )

3.2.1 Hasil Pengujian SEM Komposit Mortar ECC-Kerikil Aspal Porus

Pada gambar (a), secara morfologi terlihat beberapa zona dengan karakteristik berbeda yang menunjukkan sistem komposit multiphase. Area bertekstur kasar dan bentuk partikel tidak beraturan merepresentasikan agregat kerikil. Di sekitarnya tampak partikel granular halus yang merupakan matriks mortar ECC hasil grouting. Selain itu, terlihat beberapa void atau rongga terbuka yang mengindikasikan adanya udara terperangkap selama proses pencampuran maupun proses grouting mortar. Void tersebut berpotensi menjadi titik konsentrasi tegangan ketika material mengalami pembebanan tekan. Permukaan mortar tampak relatif heterogen dengan tekstur granular yang mengindikasikan terbentuknya produk hidrasi semen yang berperan sebagai pengikat antar partikel, yang mana heterogenitas mikrostruktur semen-hidrat sangat menentukan kekuatan tekan serta ketahanan retak12.

Pada gambar (b), dengan pembesaran yang sama, terlihat interaksi antara agregat kerikil dan lapisan aspal yang melapisi sebagian permukaan agregat. Lapisan aspal tampak lebih halus dan relatif homogen dibandingkan matriks mortar ECC, namun distribusinya tidak sepenuhnya merata. Hal ini menunjukkan bahwa proses pelapisan aspal pada agregat masih terbatas sehingga sebagian permukaan agregat tetap terekspos. Zona antarmuka antara aspal dan mortar ECC tampak cukup kontras akibat perbedaan sifat fisik material bitumen dan matriks semen. Perbedaan sifat fisik dan kimia antara bitumen dan material berbasis semen dapat menghasilkan zona antarmuka yang rentan terhadap debonding, terutama saat mengalami beban tekan atau siklus termal13 .Kondisi ini dapat mempengaruhi kualitas adhesi antarmuka serta berpotensi menjadi lokasi awal terbentuknya retakan mikro setelah uji tekan.

Pada gambar (c), dengan pembesaran lebih rendah, terlihat distribusi fase secara lebih luas antara mortar ECC, agregat kerikil, dan lapisan aspal. Mortar ECC tampak sebagai matriks kontinu dengan tekstur granular halus, sedangkan agregat kerikil terlihat lebih kasar dan berukuran lebih besar. Lapisan aspal tampak sebagai zona lebih gelap yang menyelimuti sebagian agregat dan mengisi celah antar partikel. Namun demikian, terlihat adanya void dan celah mikro di beberapa bagian zona transisi. Hal ini mengindikasikan bahwa proses densifikasi mikrostruktur belum optimal, kemungkinan akibat evaporasi air selama hidrasi mortar atau adhesi yang kurang sempurna antara aspal dan matriks semen. Zona interfacial transition zone (ITZ) antara agregat berlapis aspal dan mortar ECC tampak sebagai batas morfologi yang cukup jelas. Pada beberapa area terlihat adanya celah mikro yang menunjukkan ikatan antarmuka belum sepenuhnya kompak. Kondisi ini dapat menjadi jalur propagasi retakan ketika material menerima beban tekan. Keberadaan produk hidrasi semen pada mortar ECC berperan dalam memperkuat mikrostruktur, namun distribusi pori yang masih terlihat menunjukkan bahwa kualitas grouting sangat mempengaruhi integritas mekanik komposit dan distribusi pori yang tidak seragam mempercepat propagasi retakan karena terjadi perbedaan stiffness antar fase14.

3.2. 2 Hasil Pengujian SEM Komposit Mortar ECC-Kerikil Aspal Porus Berbasis Styrofoam

Pada gambar (a), pembesaran 1000x menunjukkan distribusi mikrostruktur yang lebih detail. Zona kerikil tampak kasar dan tidak beraturan, sementara bagian aspal-styrofoam terlihat lebih halus dan gelap sebagai fase binder. Di sisi lain, mortar ECC menunjukkan struktur granular dengan adanya pore, void, dan microcracking. Retakan pada mortar ECC kemungkinan merupakan efek dari pembebanan tekan, di mana tegangan terkonsentrasi pada daerah berpori atau zona transisi. Pori-pori yang tampak dapat berasal dari evaporasi air bebas saat pengerasan mortar atau dari proses grouting yang kurang sempurna. Kondisi ini dapat mempengaruhi kuat tekan karena porositas tinggi biasanya berkorelasi dengan penurunan kepadatan mikrostruktur. Peningkatan porositas 1% dapat menurunkan kuat tekan hingga 3–5% pada mortar berbasis semen15.

Pada gambar (b), terlihat interaksi lebih dekat antara kerikil, lapisan aspal-styrofoam, dan mortar ECC. Lapisan aspal-styrofoam tampak menyelimuti sebagian agregat dengan tekstur relatif halus, menunjukkan fungsinya sebagai binder tambahan sekaligus pengisi rongga permukaan agregat. Sementara itu, mortar ECC tampak lebih kasar dengan butiran hidrasi yang membentuk jaringan padat di sekitar agregat. Meski demikian, masih terlihat pore mikro yang menunjukkan adanya ruang kosong tersisa. Zona transisi antara aspal-styrofoam dan mortar ECC terlihat cukup menyatu, namun keberadaan pori dan potensi retakan mikro menunjukkan bahwa ikatan antarmuka belum sepenuhnya homogen, kemungkinan akibat kombinasi material polimer (styrofoam-aspal) dengan matriks semen serta efek pembebanan tekan sebelumnya.

Pada gambar (c), secara morfologi terlihat tiga zona utama dengan karakteristik berbeda, yaitu area kasar bertekstur menonjol sebagai bagian kerikil, lapisan lebih gelap dan relatif homogen yang menunjukkan campuran aspal-styrofoam, serta bagian yang lebih granular dan berpori yang merepresentasikan mortar ECC.Zona mortar ECC tampak memiliki tekstur heterogen dengan butiran halus dan pori mikro yang mengindikasikan produk hidrasi semen yang mengisi celah antar partikel. Struktur ini menunjukkan proses pengikatan antara agregat dan pasta mortar, meskipun masih terlihat beberapa void dan ketidakhomogenan akibat proses grouting dan kemungkinan udara terperangkap saat pencampuran. Pada area transisi antara kerikil berlapis aspal-styrofoam dan mortar ECC terlihat Pada gambar (c), secara morfologi terlihat tiga zona utama dengan karakteristik berbeda, yaitu area kasar bertekstur menonjol sebagai bagian kerikil, lapisan lebih gelap dan relatif homogen yang menunjukkan campuran aspal-styrofoam, serta bagian yang lebih granular dan berpori yang merepresentasikan mortar ECC.Zona mortar ECC tampak memiliki tekstur heterogen dengan butiran halus dan pori mikro yang mengindikasikan produk hidrasi semen yang mengisi celah antar partikel. Kepadatan jaringan C–S–H menentukan kekuatan dan ketahanan retak ECC. Ketidaksempurnaan grouting dan udara terperangkap meningkatkan pori kapiler16. Struktur ini menunjukkan proses pengikatan antara agregat dan pasta mortar, meskipun masih terlihat beberapa void dan ketidakhomogenan akibat proses grouting dan kemungkinan udara terperangkap saat pencampuran.

Pada area transisi antara kerikil berlapis aspal-styrofoam dan mortar ECC terlihat Interfacial Transition Zone (ITZ) yang cukup jelas. Lapisan aspal-styrofoam tampak menempel pada permukaan agregat, menandakan adanya penetrasi binder ke pori permukaan kerikil. Namun keberadaan rongga dan retakan mikro menunjukkan bahwa setelah uji tekan terjadi redistribusi tegangan yang memicu deformasi lokal pada antarmuka tersebut yang cukup jelas. Lapisan aspal-styrofoam tampak menempel pada permukaan agregat, menandakan adanya penetrasi binder ke pori permukaan kerikil.

1. P ENDAHULUAN
2. M ETODE
   • Material
   • Mix Desaign Mortar ECC
   • Pembuatan Benda Uji Mortar ECC
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
4. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pengujian kuat tekan dan analisis mikrostruktur melalui SEM, dapat disimpulkan bahwa karakteristik mikrostruktur komposit sangat berpengaruh terhadap kekuatan mekanik material. Komposit mortar ECC–kerikil aspal porus tanpa penambahan styrofoam (7.351 MPa) menunjukkan kuat tekan lebih tinggi dibandingkan komposit berbasis styrofoam (5.360 MPa), yang mengindikasikan bahwa keberadaan material polimer ringan cenderung meningkatkan porositas dan menurunkan densitas struktur. Hasil pengamatan SEM memperlihatkan bahwa pada komposit tanpa styrofoam matriks mortar ECC relatif lebih padat, meskipun masih ditemukan void dan celah mikro pada zona transisi agregat–mortar yang berpotensi menjadi titik awal retakan saat pembebanan. Sementara itu, pada komposit berbasis styrofoam terlihat mikrostruktur yang lebih heterogen dengan pori, void, dan microcracking yang lebih dominan, sehingga kualitas ikatan antarmuka menjadi kurang optimal. Kondisi tersebut selaras dengan penurunan nilai kuat tekan yang diperoleh. Dengan demikian, semakin padat dan homogen mikrostruktur serta semakin baik kualitas zona transisi antar fase, maka kemampuan komposit dalam menahan beban tekan cenderung meningkat, sedangkan peningkatan porositas dan ketidakhomogenan struktur dapat menurunkan kinerja mekanik komposit mortar ECC–kerikil aspal porus.

REFEREN SI

[2]H. Liu, Q. Zhang, V. Li, H. Su, dan C. Gu, “Durability study on engineered cementitious composites (ECC) under sulfate and chloride environment,” Constr. Build. Mater., vol. 133, hal. 171–181, 2017. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.12.029

[3]X. Cai, W. Huang, dan K. Wu, “Study of the self-healing performance of semi-flexible pavement materials grouted with engineered cementitious composites mortar based on a non-standard test,” Materials (Basel)., vol. 12, no. 21, hal. 3488, 2019. https://doi.org/10.3390/ma12213488

[4]A. Darmawan, D. Anggraini, dan G. Gunawan, “Pengaruh Substitusi Semen oleh Silika Abu Sekam Padi terhadap Kuat Tekan dan Suhu Reaksi Semen Portland,” J. Kim. Sains Dan Apl., vol. 11, no. 1, hal. 15–19, 2008. https://doi.org/10.14710/jksa.11.1.15-19

[5]W. Tangchirapat, C. Jaturapitakkul, dan P. Chindaprasirt, “Use of palm oil fuel ash as a supplementary cementitious material for producing high-strength concrete,” Constr. Build. Mater., vol. 23, no. 7, hal. 2641–2646, 2009. https://doi.org/10.3390/ma12213488.

[6]F. I. Harahap, M. Aswin, dan A. P. M. Tarigan, “Evaluasi kuat tekan pada bata ECC dan bata-CR ECC berbasis silica fume dan abu sekam padi,” Siklus J. Tek. Sipil, vol. 8, no. 2, hal. 248–260, 2022. https://doi.org/10.31849/siklus.v8i2.10993

[7]T. Azizah, A. S. Wahyuni, M. Islam, A. Gunawan, dan Y. Afrizal, “PengaruhPenggunaan Abu Terbang (Fly Ash) Sebagai Bahan Tambah Terhadap Kuat Tekan Mortar,” Inersia J. Tek. Sipil, vol. 14, no. 1, hal. 28–34, 2022. https://doi.org/10.33369/ijts.14.1.28-34

[8]D. A. Barus dan A. L. Sinaga, “JoTP The Effect of Addition of Used Styrofoam on the Characteristics of Asphalt Physical Properties,” vol. 2, no. 2, hal. 123–128, 2020. https://doi.org/10.32734/jotp.v2i2.5404

[9]R. S. Wibowo, “Effect of compaction temperature variations on the characteristics of marshall Asphalt Concrete-Wearing Course [ AC-WC ] usingmodified asphalt ( asphalt pertamina pen 60 / 70 with addition,” no. 1, hal. 176–191, 2023. https://doi.org/10.32832/astonjadro.v12i1.8277

[10]E. S. M. Simbolon, M. Aswin, dan B. Syam, “Tinjauan Kuat Tekan dan Microstructure pada Mortar ECC (Engineered Cementitious Composites) dan CR (Crumb Rubber) -ECC,” Ranah Res. J. Multidiscip. Res. Dev., vol. 7, no. 4, hal. 2291–2301, 2025. https://doi.org/10.38035/rrj.v7i4.1547

[11]L. G. Bitu dan A. Ainun, “Studi Karakteristik Aspal Porous Dengan Aspal Penetrasi 60/70 Sebagai Bahan Pengikat,” J. MEDIA Inov. Tek. Sipil Unidayan, vol. 6, no. 1, hal. 38–48, 2017. https://doi.org/10.55340/jmi.v6i1.586

[12]J. W. Bullard et al., “Mechanisms of cement hydration,” Cem. Concr. Res., vol. 41, no. 12, hal. 1208–1223, 2011. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2011.08.010

[13]A. I. Al-Hadidy dan Y. Tan, “Evaluation of pyrolisis LDPE modified asphalt paving materials,” J. Mater. Civ. Eng., vol. 21, no. 10, hal. 618–623, 2009. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0899-1561(2009)21:10(618)

[14]A. Adesina dan S. Das, “Performance of engineered cementitious composites incorporating crumb rubber as aggregate,” Constr. Build. Mater., vol. 274, hal. 122033, 2021. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.122033

[15]S. Jin, J. Zhou, X. Zhao, dan L. Sun, “Quantitative relationship between pore size distribution and compressive strength of cementitious materials,” Constr. Build. Mater., vol. 273, hal. 121727, 2021. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121727

[16]M. Bai, J. Xiao, Y. Gao, dan T. Ding, “Pore structure characteristics and mechanical property of engineered cementitious composites (ECC) incorporating recycled sand,” Constr. Build. Mater., vol. 408, hal. 133721, 2023. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.133721