Jofrishal Primary Author mixed material bibliography Banda Aceh Fakultas Pasca Sarjana / Prodi Doktor Matematika dan Aplikasi Sains (S3) 2023

Dissertation

Dampak yang ditimbulkan akibat peningkatan temperatur permukaan bumi sangat mempengaruhi kelangsungan kehidupan makhluk hidup di permukaan bumi, salah satunya adalah berkurangnya tingkat kenyamanan. Penggunaan material bangunan dan model bangunan yang tidak ramah lingkungan merupakan salah satu penyebabnya, karena material tertentu dapat menyerap dan menyimpan panas. Oleh karena itu, sintesis material bangunan dengan mekanisme penghambat panas ke dalam bangunan diperlukan untuk dapat mengatasi masalah tersebut. Salah satu kandidat material tersebut adalah panel dinding berbasis komposit busa hibrida dengan matriks berbasis polimer yaitu poliuretan dan pengisi semen dan kombinasi pengisi hibrida semen-abu sekam padi. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan sintesis dan karakterisasi penel dinding komposit busa hibrida dengan pengisi tunggal dari semen putih atau white Portland cement (WPC) dan pengisi ganda dari WPC dan abu sekam padi atau rice husk ash (RHA), Serta melakukan karakterisasi secara kimia, fisika, mekanik dan sifat termal panel komposit. Hasil karakterisasi secara kimia menggunakan FTIR menunjukkan keberadaan gugus spesifik uretan seperti NCO, NH dan CO yang mengidentifikasi senyawa poliuretan terbentuk dengan sempurna meskipun dalam lingkungan reaksi hidrasi dan karbonasi pembentukan semen. Kondisi tersebut juga dapat menekan reaksi pembentukan NCN (karbodiimida) di mana pada kondisi hidrasi jumlah NCN yang dihasilkan terdeteksi berintensitas rendah. Sementara itu, analisis XRD menunjukkan keberadaan kalsium silikat hidrat dan aluminat (CaO.Al2O3) yang terbentuk selama proses reaksi hidrasi, hal ini mengidentifikasikan bahwa reaksi hidrasi berjalan maksimal meskipun dalam lingkungan reaksi polimerisasi poliuretan, hasil ini juga sesuai dengan tampilan micrograf di mana menunjukkan keberadaan senyawa kalsium silikat hidrat berbentuk fiber atau lembaran tipis sedangkan ettringite berbentuk jarum. Sementara itu, penggunaan pengisi ganda dari semen WPC dan abu sekam padi menunjukkan bahwa reaksi polimerisasi poliuretan tetap berlangsung dan tidak mengalami interfensi secara kimia akibat adanya aktivitas pozolan abu sekam padi, hal ini ditunjukkan dengan adanya gugus spesifik uretan seperti NHCOO, NCO, dan NH, di sisi lain, keberadaan senyawa berbasis Si juga terdeteksi sebagai Si-O-Si dan Si-O. Sedangkan untuk analisis reaksi hidrasi semen, menunjukkan bahwa keberadaan abu sekam padi mengakibatkan produksi kalsium silikat hidrat (CSH) meningkat seiring dengan bertambahnya proporsi abu sekam padi, hal ini diakibatkan sifat pozolan dari abu sekam padi yang ikut bereaksi dengan Ca(OH)2 maupun Ca3O5Si menghasilkan CSH. Hasil ini juga dikonfirmasi dengan pengamatan mikrograf dimana jumlah CSH pada spesimen yang mengandung abu sekam padi menunjukkan keberadaan fiber/serat yang diindikasi sebagai CSH. Karakterisasi fisik untuk panel komposit busa hibrida dilakukan analisis densitas dan porositas panel. Hasil analisis menunjukkan bahwa semakin tinggi persentase poliuretan maka pori yang dihasilkan semakin banyak, temuan ini dibuktikan pada persentase poliuretan 25% hingga 60% porositas masing-masing sebesar 11,24% dan 17,95%. Sementara itu, densitas ikut menurun, untuk persentase poliuretan 25% dan 60%, densitas panel tercatat sebesar 1251 kg/m3 dan 1099 kg/m3. Sementara itu, penambahan abu sekam padi mengakibatkan terjadi penurunan densitas yang berdampak kepada peningkatan porositas panel. Peningkatan porositas ini diakibatkan banyaknya rongga yang terbentuk oleh abu sekam padi, dimana abu sekam padi dapat menyerap lebih banyak air saat proses mixing dan meninggalkan pori yang banyak setelah proses curing selesai. Sedangkan pengujian karakteristik mekanik panel komposit busa hibrida menunjukkan bahwa semakin tinggi porositas, maka kekuatan beton semakin menurun. Di mana hasil pengukuran pada proporsi poliuretan 1-10%, nilai kekuatan tekan berkisar antara 9-18 MPa sedangkan >10% 5 - 8 MPa (7-28 hari pengerasan). Sedangkan pada spesimen dengan kandunga abu sekam padi menunjukkan kekuatan tekan panel mengalami penurunan secara bertahap seiring dengan meningkatnya proporsi abu sekam padi. Kekuatan tekan panel abu sekam padi 0-20% berkisar antara 7,25-12,37 MPa (kekuatan menengah), sedangkan untuk proporsi abu sekam padi 20%-100% berkisar 2,40-7,00 MPa (kekuatan rendah). Analisis sifat termal panel komposit busa hibrida menunjukkan konduktivitas termal panel dengan pengisi tunggal sebesar 0,607 W/mK untuk proporsi poliuretan sebesar 1% dan menurun hingga 0,151 W/mK untuk proporsi 25% poliuretan, dengan laju aliran panas masing-masing adalah 5,683 joule/detik dan 0,764 joule/detik. Sedangkan spesimen komposit busa hibrida dengan pengisi ganda menunjukkan nilai konduktivitas termal sebesar 0,471 W/mK pada proporsi abu sekam padi 5% menjadi 0,292 untuk 50%, dengan laju aliran panas masing-masing adalah 6,192 joule/detik dan 5,505 joule/detik. Sedangkan untuk pengujian stabilitas termal menggunakan analisis TGA dan DTG, menunjukkan panel dengan kandungan abu sekam padi mempunya ketahanan termal yang baik, hal ini dibuktikan kemampuan panel untuk bertahan hingga temperatur dekomposis > 300℃. Sementara itu, analisis serapan panas iradiasi inframerah menunjukkan peningkatan kandungan abu sekam padi dapat menurunkan kapasitas penyerapan panas dari 57℃ (0% abu sekam padi) menjadi 53℃ (15% abu sekam padi), dan secara teratur menurun dengan meningkatnya kandungan abu sekam padi hingga 100%. Kata Kunci: Komposit hibrida, Panel busa hibrida, semen putih, abu sekam padi. 0 ELECTRONIC THESES AND DISSERTATION Universitas Syiah Kuala 117352 2023-11-23 20:42:17 2023-11-24 08:51:49 machine generated