Di antara kita mungkin ada yang pernah membuat prakarya dari bahan papercrete di sekolah. Atau minimal, bubur koran yang dibentuk dengan bantuan lem aci. Betul, papercrete memang sederhana dan sama sekali bukan barang baru, namun bisa jadi sangat bermanfaat jika kita mengupas lagi potensinya. Bagi sebagian pihak, papercrete adalah bahan penelitian yang serius, sebab penggunaan kertas pada campuran beton bisa mengurangi penggunaan portland cement, mengurangi berat satuan beton yang dihasilkan (dead load), meningkatkan kuat lentur, meningkatkan kohesi adonan, mengurangi konduktivitas termal, dan juga mengurangi biaya membuatan beton atau adukan plaster. Kekurangan dari papercrete ada pada sifatnya yang kurang tahan terhadap air (menyerap air), juga kehawatiran publik atas ketahanannya terhadap api. Namun, masing-masing material pasti ada kelebihan dan kekurangannya. Kekurangan papercrete ini masih bisa ditutupi dengan waterproof dan tambahan pelindung api.
Sejarah Papercrete
Papercrete sudah mulai diteliti sejak tahun 1970-an baik di dunia riset internasional maupun di Indonesia, bahkan mungkin sejak jauh sebelum itu. Penelitian tentang pemanfaatan kertas sebagai agregat beton didahului oleh ketertarikan industri material terhadap glass-fibre-reinforced-cement-composite (atau yang kini dikenal dengan GRC) dan juga asbestos-composite (yang kini mulai berkurang peminatnya karena dianggap beracun). Tahun 1960-1970 sudah banyak peneliti yang mendalami agregat semen komposit dari aneka serat seperti carbon fiber, glass fiber, asbestos, dan polyesterene.
Pada tahun 1976, ada penelitian untuk membuat pulp-cement-board (PCB) dalam naungan Ditjen Cipta Karya (Idris, 1976 dalam Soeharno, 2016). Di luar negeri juga ada beberapa peneliti yang mempublikasi tulisan ilmiah tentang fibrous-cement-composite, di antaranya Pakotiprapha et al (1978) yang meneliti pulp bambu dan serat bambu sebagai agregat dalam cement-composite.
Tahun 1980-an, Eric Petterson mempopulerkan ‘padobe’, yaitu bata tanah liat (adobe) yang diberi tambahan bubur kertas. Juga di tahun yang sama Mike McCain mempopulerkan ‘fibrous cement’. (Carnidale et al, 2021)
Tahun 1990, di dalam symposium internasional RILEM, diterbitkan buku prosiding yang berjudul Vegetable Plants and their Fibres as Building Materials. Prosiding ini berisikan tulisan-tulisan yang memanfaatkan serat organik sebagai bahan industri, salah satunya sebagai agregat komposit semen. Demikian pada tahun-tahun setelahnya pun banyak penelitian yang membahas penggunaan aneka limbah organik sebagai bahan bangunan mulai dari kertas, jerami, sabut kelapa, bambu, kulit jagung, rami, kulit nanas, aren, hingga ilalang.
Papercrete bisa dibuat ke dalam berbagai bentuk, ada yang berbentuk bata, panel, shingles, beton cor, dan plester. Bahan penyusun papercrete umumnya selain kertas, air, dan Portland cement, juga tetap menggunakan pasir.
Metode Pembuatan
Komposisi bahan dan metode pembuatan papercrete berbeda-beda. Yun et al (2007) menuliskan bahwa elastisitas beton meningkat seiring penambahan jumlah kertas. Pada percobaannya, beton dengan rasio kertas 15% memiliki stress-strain curve yang menunjukan daktilitas tertinggi dibandingkan beton dengan rasio kertas lebih rendah. Masa jenis beton semakin ringan seiring peningkatan konsentrasi kertas, namun diikuti dengan pengurangan kuat tekan. Penyusutan beton juga meningkat seiring peningkatan konsentrasi kertas.
Carnidale et al (2021) membandingkan penggunakan dua jenis kertas, yaitu pulp limbah industri kertas (yang biasanya dibuang sebagai urugan lahan) dan kertas dokumen biasa yang umumnya adalah limbah kantor atau institusi pendidikan. Komposisi yang dibandingkan adalah penggunaan serat kertas sebanyak 2%, 5%, dan 10% terhadap keseluruhan berat bahan kering. Dapat disimpulkan dari penelitian Carnidale et al bahwa penggunaan pulp yang dikeringkan dan digiling menggunakan ball mill, justru memiliki kuat tekan lebih daripada penggunaan kertas bekas dokumen. Penggunaan pulp pada beton mengurangi konduktivitas termal dan meningkatkan resistensi termal. Menariknya, kapilaritas air menurun pada beton yang menggunakan campuran pulp dibanding beton tanpa kertas, diduga diakibatkan oleh kohesi adonan yang lebih tinggi. Akan tetapi penambahan waterproofing tetap disarankan.
Akinwumi et al (2014) menggunakan rasio semen : pasir = 1 : 1. Sementara itu rasio kertas daur ulang yang diujikan adalah 20%, 40%, 60%, dan 80% berbanding semen. Dengan demikian penggunaan kertas pada penelitian ini cukup banyak. Akinwumi dan tim membandingkan penggunaan kertas koran dan kertas bekas dokumen. Hasil pengujian kemudian menunjukkan tingkat pernyerapan air tertinggi ada pada beton dengan rasio semen : pasir : kertas = 1 : 1 : 0.8, baik jenis kertas koran maupun kertas bekas dokumen. Demikian pula kuat tekan menurun seiring penambahan jumlah kertas yang digunakan. Akinwumi menyarankan rasio kertas 60% untuk membuatan hollow-paper-brick, dan rasio 80% untuk pembuatan solid-paper-brick. Pada test reaksi terhadap api yang dilakukan, pengurangan kuat tekan setelah terpapar suhu 1000 derajat celcius ternyata tidak sampai 1 N/mm2. Akan tetapi tidak dirincikan dalam paparannya, berapa lama spesimen papercrete itu dibakar.
Gunarto et al (2008) membandingkan spesimen panel papercrete yang diberi tambahan gula pasir 0.2% dan yang tidak diberi tambahan gula. Komposisi bahan penyusun beton ditentukan dengan memuat mix-design agar nilai FAS benda uji yang menggunakan gula sama atau mendekati yang tidak menggunakan gula. Pada panel ini tidak ada tambahan pasir dan jenis semen yang digunakan adalah semen putih. Hasilnya panel setebal 7 mm tanpa tambahan gula pasir lebih lentur, tetapi penambahan gula pasir sebanyak 0.2% justru menambah berat beton hingga 4.71% dan menambah kuat tekan. Untuk meningkatkan elastisitas papan dengan gula, Gunarto menyarankan pengempaan dengan tekanan lebih tinggi, dengan tetap memperhatikan dampaknya yaitu panel yang dihasilkan akan lebih tipis.
Dari beberapa penelitian di atas, dapat disimpulkan papercrete memiliki banyak manfaat. Apakah pembuatan papercrete akan bersaing dengan pemanfaatan kertas bekas sebagai bahan baku kertas daur ulang? Menurut kami tidak, terutama apabila kita memanfaatkan limbah pulp yang umumnya dibuang sebagai landfill. Kertas, meskipun bisa didaur ulang, memiliki batas berapa kali ia didaur ulang. Dengan kecepatan rotasi penggunaan produk kertas daur ulang untuk kemasan, seperti corrugated board dan kertas kraft, akan ada banyak kertas yang mencapai usia akhir dan harus dibuang karena sudah tidak bisa didaur ulang lagi. Pembuatan papercrete bisa memanfaatkan pulp limbah akhir tersebut.
—————————————
Referensi
Yun, H., Jung, H., & Choi, C. (2007, January). Mechanical properties of papercrete containing waste paper. In 18th international conference on composite materials.
Anandaraju, K., Raj, B. J., & VijayaSarathy, R. (2015). Experimental investigation of papercrete brick. International Journal of Machine and Construction Engineering, 2(2), 2394-3025.
Cardinale, T., D’Amato, M., Sulla, R., & Cardinale, N. (2021). Mechanical and Physical Characterization of Papercrete as New Eco-Friendly Construction Material. Applied Sciences, 11(3), 1011.
Akinwumi, I. I., Olatunbosun, O. M., Olofinnade, O. M., & Awoyera, P. O. (2014). Structural evaluation of lightweight concrete produced using waste newspaper and office paper. Civil and Environmental Research, 6(7), 160-167.
Gunarto, A., Satyarno, I., & Tjokrodimuljo, K. (2008). Pemanfaatan Limbah Kertas Koran Untuk Pembuatan Panel Papercrete. In Civil Engineering Forum Teknik Sipil (Vol. 18, No. 2, pp. 788-797).
—————————————
Wallahua’lam
