Geopolimer Sebagai Bahan Pengganti Semen Konvensional ...

rohmatchemistry's blog | Geopolimer Sebagai Bahan Pengganti Semen Konvensional: Dasar-Dasar Mortar dan Beton GeopolimerCopyright Rohmat Ismail [email protected]://rohmatchemistry.staff.ipb.ac.id/2021/05/07/geopolimer-sebagai-bahan-pengganti-semen-konvensional-dasar-dasar-mortar-dan-beton-geopolimer/

Geopolimer Sebagai Bahan Pengganti SemenKonvensional: Dasar-Dasar Mortar dan BetonGeopolimer

Geopolimer picture from https://blogs.qub.ac.uk/

Pengenalan GeopolimerSecara kronologis, konsep geopolimer pertama kali diperkenalkan sebagai material

baru oleh Joseph Davidovits pada tahun 1978. Aluminium silikat tiga dimensi itumerupakan polimer anorganik yang terdiri dari AlO4 dan SiO4 tetrahedral terutamadibuat dari limbah industri. Struktur jaringan oksida tiga dimensi uniknya yangberasal dari polikondensasi anorganik membuatnya menguntungkan serta memilikibeberapa fitur menarik seperti kekuatan tinggi, ketahanan korosi, tahan air, tahansuhu tinggi, dan tertutup dari ion logam. Geopolimer menemukan berbagai aplikasidi bidang transportasi, perbaikan darurat, metalurgi, pelapisan, bahan membran,dan pembuangan limbah nuklir. Meskipun terdapat potensi komersial dan teknologiyang signifikan, geopolimer memiliki karakter mudah rapuh yang membatasipengembangan aplikasi. Berbagai studi dilakukan untuk mengoptimalkan kekuatanproduk geopolimer dan memahami mekanisme geopolimerisasi.

page 1 / 6


Bernal dkk. meneliti evolusi struktur pengikat dalam campuran terak danmetakaolin yang diaktivasi natrium silikat untuk menentukan efek penambahanmetakaolin pada kekuatan pengikat akhir. Silva dan Sagoe-Crenstil diperiksa yangAl2O3 ke SiO2 rasio tergantung pengaturan dan pengerasan sistem geopolimer.Rasio ini terbukti mempengaruhi waktu pengaturan dan kekuatan akhir geopolimer.Chindaprasirt dkk. mempelajari pengaruh SiO2/Al2O3 dan Na2O/SiO2 tentangpengaturan waktu,kemampuan kerja, dan kekuatan akhir sistem geopolimer. Diakuibahwa rasio terbaik untuk pengikat geopolimer berada pada kisaran 2,87 hingga4,79 untuk SiO2 / Al2O3 dan dalam 1.2 menjadi 1.4 untuk SiO2 / Na2O. Bernal danProvis membahas daya tahan bahan yang diaktivasi alkali dalam hal kemajuan danperspektif terkini mereka, di mana percepatan metode pengujian degradasidigunakan untuk menentukan efek dari peningkatan konsentrasi CO2, sulfat danklorida. Selama bertahun-tahun, geopolimer telah dieksploitasi sebagai bahanpelapis pelindung untuk beton laut dan infrastruktur transportasi .Namun, kekuatanikatan antara substrat beton dan material perbaikan memainkan peran yangmenentukan saat memilih geopolimer sebagai bahan perbaikan.

Sifat-sifat beton geopolimer yang meliputi modulus elastisitas, rasio Poisson, dankuat tarik hampir sama dengan beton semen Portland. Ini jelas menunjukkankompatibilitas antara beton geopolimer dan beton semen Portland. Lebih lanjut,serupa dengan beton konvensional, beton geopolimer dapat mengering pada suhulingkungan . Derajat degradasi beton geopolimer ketika direndam dalam larutanasam secara signifikan lebih rendah daripada beton semen Portland. Selain itu,bahan ini memiliki permeabilitas rendah dan sifat anti korosi yang sangat baik,yang bermanfaat untuk ikatan yang efektif dengan pasta dan mortar semen.Stabilitas suhu tinggi geopolimer menjadikannya alternatif yang sangat baikmenjadi resin epoksi. Lebih penting lagi, produksi semen geopolimerik berbasis abuterbang (FA) melepaskan 80 hingga 90% lebih sedikit CO2 dari semen Portland.Semua manfaat penting ini menjadikan geopolimer sebagai kandidat yang sangatbaik untuk perbaikan perkerasan jalan. Meskipun banyak usaha dalam sintesis dankarakterisasi geopolimer, daya tahannya sebagai bahan perbaikan masih jauh darinpemahaman. Umumnya, pekerjaan perbaikan beton banyak dilakukan denganmenggunakan bahan perbaikan komersial yang memiliki sifat mekanik dankekuatan rekat yang baik namun, harganya agak mahal. Dengan demikian, bahanmperbaikan alternatif yang lebih murah dengan properti yang sebanding dicari.

page 2 / 6


Konstruksi Sipil Dari Beton geopolimer Berbahan Fly Ash (Picture fromilmubeton.com)

Beberapa peneliti mencoba memanfaatkan geopolimer sebagai bahan perbaikandengan menguji geser miring, tarik keluar, dan geser langsungnya. Hu et al.mempelajari kekuatan ikatan antara substrat mortar dan geopolimer dalamspesimen sandwich. Geopolimer menunjukkan kekuatan ikatan yang lebih tinggidaripada campuran semen Portland yang sebanding. Pacheco-Torgal dkk.menentukan kekuatan ikatan antara substrat beton dan mortar geopolimer (GPM)yang dihasilkan dari limbah tambang tungsten yang mengandung kalsiumhidroksida. Mereka menemukan bahwa pengikat geopolimerik memiliki kekuatanikatan yang sangat tinggi bahkanpada usia dini dibandingkan dengan produkperbaikan komersial. Songpiriyakij dkk. menguji kekuatan ikatan antara tulangandan substrat beton menggunakan pasta geopolimer (GPP) sebagai agen pengikat.Mereka melaporkan bahwa kekuatan ikatan GPP abu sekam padi dan asap silika

page 3 / 6


kira-kira 1,5 kali lebih tinggi daripada epoksi. Akibatnya kekuatan rekat materialgeopolimer cukup tinggi sehingga cocok sebagai material bonding alternatif untukpekerjaan reparasi. 5 kali lebih tinggi dari epoksi.

Bahan Penyusun dan Persiapan Bahan

Geopolimer picture from https://blogs.qub.ac.uk/

GPM terdiri dari komponen dasar dan tambahan. Bahan penyusunnya adalahaluminium silikat (bahan pengikat), pasir, alkali (larutan penggerak mortar), danagregat (untuk menghasilkan beton). Material pelengkap adalah extra water,plasticizer, dan fiber. Rincian bahan penyusun dijelaskan di bawah ini.

page 4 / 6


1. Bahan PengikatGeopolimer terdiri dari silika dan alumina sebagai bahan sumber yang diaktivasi

oleh larutan alkali tinggi. Beberapa bahan semen tambahan seperti butiran teraktanur sembur, metakaolin (MK), dan abu terbang umumnya digunakan sebagaibahan sumber dalam geopolimer karena ketersediaannya yang mudah dan sifatmekanik yang menguntungkan. Telah dilaporkan bahwa abu terbang kalsium tinggiFA) juga merupakan bahan yang cocok untuk membuat geopolimer yang baik.Campuran geopolimer FA berkalsium tinggi dapat diawetkan pada suhu kamarmelalui reaksi kandungan kalsium. Namun, geopolimerisasi yang sangat lambat darifly ash berkalsium tinggi tanpa aditif pada kondisi ambien bertanggung jawab ataskekuatan pengikatan yang rendah. Dalam hal ini, semen Portland lebih ungguluntuk meningkatkan kekuatan geopolimer abu terbang berkalsium tinggi. Selainpembentukan kalsium silikat hidrat, panas yang dihasilkan dari semen Portland danair membantu proses geopolimerisasi dan meningkatkan kekuatan pengikatan.Dengan menambahkan semen Portland pada 25°C, GPM berkalsium tinggi dengankekuatan tekan 65 MPa dibuat.

2. AgregasiPasir sungai digunakan sebagai komponen inert agregat halus dari GPM. Berat jenis

pasir sungai 2.51 dan ukuran maksimum 4.75 mm. Menurut uji ASTM C128,penyerapan air pasir sungai sekitar 1,48%

3. Larutan Aktivator AlkaliSebagian besar laporan mengakui bahwa aktivator alkali adalah campuran natrium

hidroksida (NaOH) dalam serpihan dengan kemurnian 98%, dan natrium silikat(Na2SiO3). Biasanya, larutan natrium silikat dicirikan oleh Rasio bobot SiO2/ Na2Odalam rentang 2 hingga 3,75, di mana nilai yang lebih besar dari 2,85 menandakansolusi netral. Beberapa peneliti menggunakan larutan kalium silikat dengan 15,8%berat K2O, 24,2 % berat SiO2 dan 60 % berat H2O (Rasio molar SiO2/K2O adalah2,4), serpihan kalium hidroksida dengan kemurnian 85%, dan air ledeng.

Referensi:

Keyvafar,Ali.2016.Advances in Construction Engineering, Management and

page 5 / 6


Planning.UTM: Malaysia

page 6 / 6

Geopolimer Sebagai Bahan Pengganti Semen Konvensional ...

Documents

Transcript of Geopolimer Sebagai Bahan Pengganti Semen Konvensional ...