Pengaruh Substitusi Semen dengan High-Volume Fly Ash terhadap Perilaku Tegangan–Regangan dan Dampak Lingkungan Beton Berbasis Blended Cement = Effects of High-Volume Fly Ash Cement Replacement on the Stress–Strain Behavior and Environmental Impact of Blended Cement Concrete

Latar Belakang. Penggunaan fly ash sebagai bahan substitusi sebagian semen dalam beton menawarkan potensi besar untuk menurunkan emisi karbon, meningkatkan keberlanjutan material, serta mengoptimalkan kinerja mekanis melalui pemanfaatan sifat pozzolaniknya. Namun, peningkatan kadar fly ash hingga kategori high-volume fly ash (HVFA) sering dikaitkan dengan penurunan kekuatan awal dan perubahan signifikan pada respons tegangan–regangan, yang berdampak pada daktilitas dan kapasitas penyerapan energi beton. Tujuan. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi kadar fly ash tinggi terhadap perilaku mekanis beton berbasis blended cement, mengevaluasi akurasi model tegangan–regangan Popovics (1973) dan Carreira & Chu (1985), serta mengkaji dampak lingkungan melalui pendekatan life cycle assessment (LCA) pada tahap cradle-to-gate. Metode. Dua variasi campuran beton dengan substitusi fly ash sebesar 45% dan 60% diuji melalui pengujian kuat tekan, kurva tegangan–regangan, penentuan toughness dan toughness index, serta perhitungan modulus elastisitas berbasis data eksperimental. Model prediksi dibandingkan menggunakan analisis deviasi numerik dan kesesuaian bentuk kurva. Selain itu, dampak lingkungan dianalisis berdasarkan parameter GWP, AP, EP, dan POCP menggunakan data inventori siklus hidup dari literatur internasional. Hasil. Beton dengan 45% fly ash menunjukkan kuat tekan sebesar 23,09 MPa, lebih tinggi dibandingkan campuran 60% fly ash yang mencapai 13,35 MPa. Namun, nilai toughness dan toughness index kedua campuran relatif serupa, masing-masing 0,235–0,243 dan 1,760–1,761, menunjukkan bahwa daktilitas pasca-puncak tetap terjaga meskipun kadar fly ash ditingkatkan. Model Carreira & Chu memperlihatkan akurasi prediksi lebih baik dibandingkan model Popovics, terutama pada fase pasca-puncak. Dari aspek lingkungan, peningkatan kadar fly ash menurunkan nilai GWP sebesar 24,7%, EP sebesar 3%, dan AP sebesar 2,5%, meskipun POCP sedikit meningkat akibat peningkatan dosis superplasticizer. Secara keseluruhan, substitusi semen menggunakan fly ash dalam kadar tinggi terbukti memberikan manfaat mekanis tertentu dan kontribusi signifikan terhadap pengurangan dampak lingkungan.