Pengaruh Rasio Mol M2O/SiO2 dan M2O/Al2O3 (M: Na dan K) terhadap Karakteristik Geopolimer Abu Layang Batubara

Abstrak

Abu layang kelas C telah diteliti mampu menggantikan semen portland karena memiliki kandungan alumino dan silika yang tinggi, sebagai bahan dasar pada beton berbasis geopolimer. Salah satu faktor yang dapat mempengaruhi reaksi geopolimerisasi adalah jenis aktivator yang digunakan yang berperan dalam proses pelarutan alumino dan silika. Semakin banyak kation penyeimbang muatan anion yang terbebaskan, akan meningkatkan kompleksitas geopolimerisasi. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh rasio mol M2O/SiO2 dan M2O/Al2O3 (M: Na dan K) terhadap kualitas geopolimer yang dihasilkan serta mengetahui pengaruh dua jenis aktivator KOH dan NaOH terhadap kualitas geopolimer berdasarkan uji kuat tekan, analisis fasa mineral XRD dan analisis gugus fungsi FTIR. Sintesis geopolimer dilakukan dengan memvariasi mol aktivator KOH dan NaOH dari variasi massa KOH dan NaOH sebesar (3,5; 4; 4,5; 5 dan 5,5 gram). Hasil penelitian menunjukan bahwa kuat tekan optimum diperoleh pada geopolimer dengan rasio mol K2O/SiO2 sebesar 0,17 dan rasio K2O/Al2O3 sebesar 0,91 pada curing 60 ℃ sebesar 34,14 MPa dan rasio mol Na2O/SiO2 0,27 dan rasio Na2O/Al2O3 1,43 memiliki kuat tekan sebesar 31,85 MPa. Hasil suhu curing optimum pada penelitian ini sebesar 60 ℃ dimana terjadi penurunan nilai kuat tekan pada perlakuan curing sebesar 75 ℃ dan 90 ℃. Karakteristik geopolimer dengan rasio mol M2O/SiO2 dan M2O/Al2O3 (M: K dan Na) terhadap analisis XRD mengakibatkan terbentuknya puncak KAlSiO4 (Ka) dan NaAlSi3O8 (Al) dengan nilai derajat kristalinitas total aktivator K+ 52,14% lebih amorf dari aktivator Na+ 55,32% dan lebih amorf dari prekursor abu layang 58,05%. Analisis gugus fungsi geopolimer dengan FTIR menunjukkan telah terbentuk geopolimer ditandai dengan adanya pita serapan pada 996,01 cm-1dan 987,53 cm-1 mengindikasikan vibrasi ulur asimetri Si-O-Si atau Si-O-Al. Class C fly ash has been studied capable of replacing portland cement because it has a high content of alumino and silica, as a base for geopolymer-based concrete. One of the factors that can influence the geopolymerization reaction is the type of activator used which plays a role in the dissolution process of alumino and silica. The more anion load balancing cations released, will increase the complexity of geopolymerization. The purpose of this study was to determine the effect of mmole ratios M2O/SiO2 and M2O/Al2O3 on the geopolymer quality produced and determine the effect of two types of KOH and NaOH activators on geopolymer quality based on the test compressive strength, XRD mineral phase analysis and FTIR functional group analysis. The geopolymer synthesis was carried out by varying the moles of KOH and NaOH activators from the mass variations of KOH and NaOH for (3.5; 4; 4.5; 5 and 5.5 grams). The results showed that optimum compressive strength was obtained in geopolymers with a mol ratio of K2O/SiO2 of 0.17 and a ratio of K2O/Al2O3 of 0.91 at curing 60 ℃ of 34.14 MPa and mol ratio of Na2O/SiO2 0.27 and the ratio of Na2O/Al2O3 1.43 has a compressive strength of 31.85 MPa. The temperature results curing optimumin this study were 60 ℃ where the compressive strength decreased in the treatment curing by 75 ℃ and 90 ℃. Geopolymer characteristics with mmole ratios M2O/SiO2 and M2O/Al2O3 (M: K and Na) to XRD analysis resulted in the formation of peak KAlSiO4 (Ka) and NaAlSi3O8 (Al) with the degree of crystallinity total K+ 52.14% activator is more amorphous than Na+ activator+ 55.32% and more amorphous than fly ash precursor 58.05%. Analysis of the geopolymer functional group with FTIR showed that geopolymers were formed characterized by the presence of absorption bands at 996.01 cm-1 and 987.53 cm-1 indicating stretching vibrations of Si-O-Si or Si-O-Al asymmetry.