Electronic Theses and Dissertation

Industri konstruksi modern menghadapi tantangan besar dalam mewujudkan pembangunan berkelanjutan akibat tingginya ketergantungan terhadap semen portland yang berkontribusi signifikan terhadap konsumsi energi dan emisi karbon global. kondisi ini mendorong urgensi pengembangan material pengikat alternatif ramah lingkungan berbasis sumber daya lokal dan limbah pertanian. disertasi ini mengeksplorasi potensi tanah diatome dan abu sekam padi, yang kaya akan silika amorf, sebagai bahan dasar prekursor dalam sistem geopolimer. penelitian bertujuan untuk mengkaji karakteristik mikrostruktur material dasar, mengevaluasi sifat fisis dan mekanis pasta geopolimer, mengoptimalkan parameter aktivator alkali, serta menganalisis pengaruh substitusi abu sekam padi terhadap kinerja mortar.metode penelitian mengintegrasikan pendekatan eksperimental dan statistik, meliputi karakterisasi material menggunakan xrf, xrd, sem, dan psa untuk identifikasi komposisi kimia, fase mineral, morfologi, serta distribusi ukuran partikel. optimasi desain campuran dilakukan menggunakan response surface methodology (rsm) dengan desain box–behnken. hasil penelitian menunjukkan bahwa optimasi aktivator menghasilkan pasta geopolimer dengan kinerja terbaik pada molaritas naoh 10 m dan rasio na₂sio₃ sebesar 53,04%. pada komposisi optimum tersebut, pasta geopolimer mencatatkan nilai kuat tekan 18,048 mpa, kuat lentur 2,315 mpa, flow 23,27%, serta waktu pengikatan (setting time) selama 86,283 menit.penerapan pada skala mortar menunjukkan peningkatan kinerja mekanik, dengan kuat tekan mencapai 19,4 mpa dan kuat lentur 2,6 mpa. peningkatan ini terjadi akibat efek densifikasi matriks dan efisiensi transfer tegangan oleh agregat halus yang menghasilkan struktur lebih homogen. analisis anova mengonfirmasi bahwa rasio na₂sio₃ merupakan faktor paling dominan yang memengaruhi sifat mekanik, sementara molaritas naoh berperan sebagai faktor pendukung. validitas model rsm terbukti tinggi dengan deviasi prediksi di bawah 5%, menegaskan keandalan model sebagai dasar perancangan campuran. penelitian ini menyimpulkan bahwa tanah diatome dan abu sekam padi memiliki potensi besar sebagai pengikat alternatif, di mana keseimbangan sifat fisis pasta dan kualitas ikatan dengan agregat menjadi penentu utama kinerja material. dengan demikian, hasil penelitian ini memberikan kontribusi ilmiah penting bagi pengembangan material konstruksi alternatif berbasis sumber daya lokal. kata kunci: abu sekam padi; aktivator alkali; geopolimer; response surface method (rsm); tanah diatome

The modern construction industry faces significant challenges in achieving sustainable development due to its high dependency on Portland cement, which contributes significantly to global energy consumption and carbon emissions. This condition underscores the urgent need to develop eco-friendly alternative binding materials based on local resources and agricultural waste. This dissertation explores the potential of diatomaceous earth and rice husk ash, both rich in amorphous silica, as precursor base materials in geopolymer systems. The research aims to examine the microstructural characteristics of the base materials, evaluate the physical and mechanical properties of the geopolymer paste, optimize alkali activator parameters, and analyze the effect of rice husk ash substitution on mortar performance.The research methodology integrates experimental and statistical approaches, including material characterization using XRF, XRD, SEM, and PSA to identify chemical composition, mineral phases, morphology, and particle size distribution. Mixture design optimization was conducted using Response Surface Methodology (RSM) with a Box–Behnken design. The results demonstrate that activator optimization produced the bestperforming geopolymer paste at a NaOH molarity of 10 M and a Na₂SiO₃ ratio of 53.04%. At this optimum composition, the geopolymer paste recorded a compressive strength of 18.048 MPa, a flexural strength of 2.315 MPa, a flow of 23.27%, and a setting time of 86.283 minutes.Application at the mortar scale showed improved mechanical performance, with compressive strength reaching 19.4 MPa and flexural strength at 2.6 MPa. This enhancement resulted from the matrix densification effect and the efficiency of stress transfer by fine aggregates, which produced a more homogeneous structure. ANOVA analysis confirmed that the Na₂SiO₃ ratio is the most dominant factor influencing mechanical properties, while NaOH molarity serves as a supporting factor. The validity of the RSM model proved high, with a prediction deviation below 5%, confirming the model's reliability as a basis for mixture design. This research concludes that diatomaceous earth and rice husk ash hold great potential as alternative binders, where the balance between the physical properties of the paste and the quality of the aggregate bond serves as the primary determinant of material performance. Consequently, these findings provide a significant scientific contribution to the development of alternative construction materials based on local resources. Keywords: Rice Husk Ash; Alkaline Activator; Geopolymer; Response Surface Method (RSM); Diatomaceous Earth.