PENGARUH WATER-BINDER RATIO (W/B) PADA NILAI KUAT TEKAN MORTAR DRY GEOPOLYMER BERBAHAN DASAR FLY ASH, KAPUR DAN NAOH 10 MOLAR

Abstract

Abstrak

Pada saat ini banyak peneliti yang tertarik pada bidang geopolimer karena sifatnya yang ramah lingkungan. Pada umumnya binder geopolimer memanfaatkan material pozzolan seperti fly ash, slag, rice husk ash yang mengandung silika (Si) dan alumina (Al) yang tinggi, larutan sodium hidroksida (NaOH) sebagai pereaksi silika alumina pada material pozzolan dan larutan sodium silikat (Na2SiO3) sebagai bahan untuk mempercepat proses geopolimerisasi. Pada penelitian ini memanfaatkan fly ash kelas C sebagai material pozzolan, sodium hidroksida dengan konsentasi 10 Molar sebagai pereaksi silika alumina pada fly ash dan kapur untuk mempercepat proses pengerasan. Penelitian ini tidak memanfaatkan sodium silikat sebagai material yang berguna untuk mempercepat proses geopolimerisasi.

Penelitian ini membuat benda uji mortar dry geopolymer dengan variabel bebas water-binder ratio (w/b) sebanyak 7 variasi (0,25 hingga 0,55 dengan range 0,05) dan variabel terikat kuat tekan mortar dry geopolymer. Dry geopolymer terdiri dari campuran fly ash dan aktivator kering. Aktivator kering terdiri dari campuran larutan sodium hidroksida dan kapur. Pembuatan aktivator kering diawali dengan melarutkan pellet sodium hidrokida (NaOH) dengan air hingga mencapai konsentrasi 10 Molar. Setelah itu larutan sodium hidroksida dicampurkan dengan kalsium karbonat (CaCO3) dengan perbandingan 0,06 NaOH : 0,1 CaCO3 hingga menjadi pasta, kemudian dikeringkan pada suhu 1100 C selama 24 jam dan diikuti dengan penumbukan untuk menghasilkan ukuran partikel yang halus. Dry geopolymer dengan penambahan air, proses geopolimerisasi dimulai. Setelah dry geopolymer dan air tercampur, lalu campurkan pasir dengan rasio 2,75 hingga menjadi mortar dry geopolymer. Diharapkan dalam pembuatan aktivator kering dapat mempermudah pekerjaan di lapangan dimana saat aplikasi di lapangan sudah tidak memainkan unsur kimia lagi sehingga dianggap lebih praktis. Selain itu dry geopolymer diharapkan dapat menjadi alternatif pengganti semen Portland.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa prosentase optimum water-binder ratio (w/b) sebesar 0,40 menghasilkan kuat tekan sebesar 10,29 MPa pada umur 28 hari dengan berat volume 2,44 gram/cm3 . Nilai kuat tekan tersebut lebih rendah daripada mortar semen sebagai kontrol dengan kuat tekan sebesar 29,27 MPa. Ada beberapa faktor penyebab rendahnya kuat tekan yang dihasilkan, diantaranya yaitu kandungan silika (Si) dan alumina (Al) yang rendah pada fly ash dan tidak memanfaatkan sodium silikat, karena pada geopolimer unsur utamanya yaitu silika (Si) dan alumina (Al). Pada penelitian ini dilakukan pengujian dengan metode XRF pada material penyusun mortar dry geopolymer, diantaranya kapur, fly ash dan bubuk aktivator kering.

Kata Kunci: : Geopolimer, mortar, aktivator kering, dry geopolymer, water-binder ratio (w/b), kuat tekan.

Abstract

Nowadays, there are a number of researchers who tend to more concern on the geopolymer fields because of its eco-friendly characteristic. Generally, the geopolymer is produced from a mixture of pozzolan materials such as fly ash, slag, fly ash, rice husk ash containing high silica-alumina. An alkaline activator sodium hydroxide (SH) liquid is useful as a reactant of alumina-silica in the materials of pozzolan and sodium silicate (SS) liquid that also used to accelerate of geopolymerization process. In this research was used fly ash class C as a pozzolan, sodium hydroxide with 10 molar concentration as the reactant of alumina in the fly ash and lime to accelerate the stiffening process. In this case, this research didn’t use sodium silicate as a useful material to accelerate the geopolymerization process.

In this research was made a specimen dry geopolymer mortar with 7 variations of water-binder ratio (0,25 until 0,55 with range 0,05) as independent variable and compressive strength dry geopolymer mortar as dependent variable. The dry geopolymer is a mixture of fly ash and dried activator. The dried activator produced is obtained from a mixture of sodium hydroxide and lime. In creating the dry activator, it started by dissolving the sodium hydroxide (SH) pellet with water until it reached 10 molars of the concentration. Afterward, Sodium hydroxide (SH) liquid was blended with the calcium carbonate (CC) with a ratio of 0.06 NaOH : 0.1 CaCO3 until it becomes a paste. Furthermore, it must be dried at 110o C for 24 hours and then followed by pulverization to produce a smooth particle size (powder). The dry activator powder should be blended with the fly ash to produce the geopolymer cement powder (dry geopolymer) and also by adding much of water, the geopolymerization process would be started. Moreover, after the dry activator, fly ash and water have mixed into one, then blend it homogeneously with the sand until it becomes a dry geopolymer mortar. Hopefully, by creating the dried activator, it makes the job on the ground easier. If it has been applied, it won’t use the chemical elements anymore. Thus, it is more practical. Additionally, it also hoped that the dry geopolymer could be used as an alternative to Portland cement.

The results of this study showed that the optimum percentage of water-binder ratio is 0,40 with a compressive strength of 10.29 MPa. That result is highly below, if it’s compared to the cement mortar as a control with a compressive strength of 29.27 MPa. In this case, there are several factors causing the lower of compressive strength, such as; the silica (Si) and alumina (Al) content which is low in the fly ash and didn’t use alkali activator sodium silicate. In fact, the main element in the geopolymer is the silica (Si) and the alumina (Al). In addition, this research would also conduct a testing with XRF method in the materials of the dry geopolymer mortar, such as fly ash, lime, and dry activator powder.

Keywords: geopolymer, mortar, dry activator, dry geopolymer, water-binder ratio (w/b), compressive strength.