Pendahuluan
Ketika industri konstruksi menghadapi tekanan untuk bertransformasi menjadi lebih ramah lingkungan, inovasi dalam material bangunan menjadi kebutuhan mendesak. Salah satu inovasi menarik adalah penggunaan polimer alami dari rumput laut dalam mortar semen, yang menawarkan alternatif hijau untuk meningkatkan performa beton. Penelitian oleh Rr. M. I. Retno Susilorini dkk. (2014)menyoroti potensi besar dari Eucheuma Cottonii (gel) dan Gracilaria sp. (serbuk) dalam memperkuat mortar, sekaligus menekan emisi karbon.
Dengan memadukan pendekatan tradisional (bahan alam) dan modern (modifikasi struktur material), inovasi ini bertujuan menghadirkan beton yang lebih kuat, lebih tahan lama, dan tentu saja lebih ramah lingkungan.
Latar Belakang: Mengapa Butuh Inovasi Mortar Hijau?
Tantangan Beton Konvensional
Beton adalah material konstruksi paling banyak digunakan di dunia. Namun, produksinya menyumbang hingga 8% emisi karbon global. Menurut konsep Triangle of Virtuous Concrete Principle yang diusung Susilorini, inovasi material harus menghubungkan:
- Pembangunan infrastruktur,
- Keberlanjutan lingkungan,
- Pengurangan jejak karbon.
Dalam konteks inilah, penggunaan polimer alami dari rumput laut muncul sebagai solusi potensial untuk mendorong transisi menuju beton berkelanjutan.
Metode Penelitian: Menguji Kekuatan Mortar Berbasis Rumput Laut
Material dan Komposisi Campuran
Mortar dasar: rasio semen : pasir : air = 1 : 1 : 0,6.
Seaweed:
Eucheuma Cottonii: berbentuk gel, kaya kappa karagenan.
Gracilaria sp.: berbentuk bubuk, mengandung agarose dan agaropektin.
Tahapan Eksperimen
1. Pre-eksperimen: Menguji kuat tekan mortar dengan berbagai konsentrasi seaweed.
2. Main-eksperimen: Menguji kuat tekan dan kuat tarik belah untuk campuran terbaik dari pre-eksperimen.
Standar pengujian merujuk pada ASTM C-39 untuk kuat tekan dan ASTM C-496 untuk kuat tarik belah.
Komposisi Seaweed
Pre-eksperimen: 0,1%; 0,5%; 1%; 5% berat semen.
Main-eksperimen: 0,1%; 0,2%; 0,5%; 1%; 2%; 5%.
Hasil Penelitian dan Analisis
Pre-Eksperimen: Menentukan Bahan Terbaik
Pada umur 7 hari, Eucheuma Cottonii (gel) KM-0.5 mencapai kuat tekan 32,7 MPa.
Namun, pada umur 14 hari, Gracilaria sp. (bubuk) menunjukkan performa lebih stabil dan tinggi, dengan KM-14-1 mencapai 29,17 MPa.
Kesimpulan: Gracilaria sp. lebih efektif dalam meningkatkan kekuatan mortar jangka panjang, sehingga dipilih untuk main-eksperimen.
Main-Eksperimen: Optimasi Komposisi
KM-0.5 (0,5% serbuk Gracilaria) memberikan hasil terbaik:
Kuat tekan: 30,36 MPa pada 28 hari.
Kuat tarik belah: 6,27 MPa (21,35% dari kuat tekan).
Sebagai perbandingan:
Mortar kontrol hanya mencapai 25,33 MPa (kuat tekan) dan 3,26 MPa (kuat tarik belah).
Tren Penting:
Dosis rendah seaweed (≤0,5%) meningkatkan performa.
Dosis tinggi (1–5%) justru menurunkan kuat tekan akibat fenomena killing set.
Studi Kasus Tambahan: Beton Polimer di Dunia
Di Jepang, penggunaan lateks alam dalam beton meningkatkan ketahanan retak hingga 35%.
Inovasi ini sejalan dengan tren global beton aditif berbasis biomassa untuk mengurangi ketergantungan pada bahan sintetik.
Alasan Keberhasilan Gracilaria sp.
Gelling Properties: Agarose dalam Gracilaria membentuk jaringan gel kuat saat berinteraksi dengan semen.
Ductility and Low Shrinkage: Gracilaria menunjukkan penyusutan rendah, meningkatkan ikatan agregat dan mengurangi risiko retak.
Tidak Mengalami 'Overheating': Berbeda dengan Eucheuma yang telah melalui dua kali pemanasan, serbuk Gracilaria mempertahankan sifat adhesinya.
Implikasi terhadap Industri Konstruksi
Manfaat Lingkungan
Reduksi Emisi: Mengurangi kebutuhan semen berarti mengurangi emisi CO₂.
Pemanfaatan Biomassa Lokal: Seaweed melimpah di Indonesia dan negara tropis, memperpendek rantai pasok material.
Manfaat Ekonomi
Penghematan Biaya: Harga rumput laut lebih kompetitif dibanding aditif polimer sintetis.
Diversifikasi Produk: Membuka peluang industri baru berbasis bio-material.
Manfaat Teknis
Peningkatan Kinerja Mortar: Kuat tekan dan tarik lebih tinggi.
Perbaikan Retrofitting dan Repair: Lebih efektif untuk aplikasi perbaikan struktural.
Kritik dan Ruang untuk Pengembangan
Kelebihan Studi:
Inovatif dalam penggunaan polimer alami berbasis karbohidrat.
Menggunakan pendekatan eksperimental lengkap dan komparatif.
Keterbatasan:
Tidak diuji dalam kondisi ekstrem seperti paparan kimia atau beban siklik.
Fokus pada skala laboratorium; belum ada validasi proyek nyata.
Saran Pengembangan:
Pengujian daya tahan terhadap lingkungan agresif (misal: air laut, bahan kimia industri).
Studi siklus hidup (life cycle assessment) untuk membuktikan keunggulan keberlanjutannya.
Kaitan dengan Tren Global
Circular Economy: Mengubah limbah dan biomassa menjadi sumber daya.
Net Zero Carbon Building: Mendorong penggunaan material dengan jejak karbon negatif.
Smart Sustainable Cities: Bahan bangunan hijau menjadi prioritas dalam desain kota pintar.
Kesimpulan
Penelitian ini membuktikan bahwa modifikasi mortar dengan polimer alami dari rumput laut, khususnya Gracilaria sp., adalah pendekatan inovatif dan praktis untuk mencapai beton berkelanjutan. Dengan peningkatan kuat tekan dan tarik belah yang signifikan, serta potensi pengurangan emisi karbon, inovasi ini menawarkan solusi konkret untuk tantangan industri konstruksi modern.
Di tengah krisis iklim dan kebutuhan infrastruktur yang terus meningkat, pengembangan material berbasis biomassa seperti ini tidak hanya relevan, tetapi juga sangat diperlukan.
Sumber
Susilorini, R. M. I., Hardjasaputra, H., Tudjono, S., Hapsari, G., Wahyu, R., Hadikusumo, G., & Sucipto, J. (2014). The Advantage of Natural Polymer Modified Mortar with Seaweed: Green Construction Material Innovation for Sustainable Concrete. Procedia Engineering, 95, 419–425.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.12.201