Cut Rahmawati Primary Author mixed material bibliography Banda Aceh Fakultas Pasca Sarjana (S3) 2022 id Indonesia

Dissertation

Pemanfaatan nanosilika dan selulosa nanokristal pada geopolimer sebagai bahan pengikat belum banyak menarik perhatian para peneliti bidang geopolimer. Untuk itu pengembangan semen geopolimer dengan nanosilika, selulosa nanokristal serta pengaruhnya terhadap sifat fisis, mekanis, mikrostruktur dan daya tahan terhadap lingkungan agresif menjadi fokus penelitian ini. Penelitian ini bertujuan mengembangkan hybrid inorganik organik semen geopolimer dengan memanfaatkan fly ash (inorganik), nano silika dari abu sekam padi, dan Cellulose Nanocrystals (CNCs) dari serat tanaman typha (organik). Metode yang digunakan adalah eksperimen di laboratorium. Nanosilika digunakan sebesar 2, 3 dan 4% dari berat total fly ash. CNCs yang digunakan sebanyak 1, 2 dan 3% juga dari berat total fly ash. Sintesis nanosilika dilakukan dengan metode fisika secara ballmill. Sintesis CNCs dilakukan dengan proses alkalisasi, bleaching dan hidrolis asam. Pengujian yang dilakukan adalah bulk density, slump test, setting time, kuat tekan, kuat lentur, kuat tarik dan fracture toughness. Aplikasi pada lingkungan agresif yaitu pada simulasi hujan asam dan air laut dilakukan untuk mengetahui daya tahan pasta geopolimer. Penyelidikan mikrostruktur yang dilakukan meliputi Scanning Electron Microscopy (SEM), fasa kristal menggunakan X-ray diffraction (XRD), Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) dan Particle Size Analyzer (PSA). Kuat tekan menunjukkan peningkatan hingga 22,33%. Demikian juga kuat lentur dan fracture toughness menunjukkan trend yang sama dengan peningkatan sebesar 81,70% dari benda uji kontrol. Namun demikian kuat tarik turun hingga 30,66%. Mikrostruktur pasta dengan 2% nanosilika menunjukkan peningkatan gel C–S–H dan N–A–S–H dan hadirnya gugus fungsi Si–O–Si dan Al–O–Si yang merupakan pro-duk dari geopolimerisasi. Kinerja CNCs terbaik dalam pasta geopolimer didapat pada penggunaan 1% sedangkan penambahan CNCs tidak menunjukkan peningkatan kinerja. Kuat tekan dan kuat tarik terbaik didapat masing-masing pada 24,85 MPa dan 1,53 MPa. Peningkatan kuat lentur dan fracture toughness terjadi 3,36 kali pada 1% CNCs. Peningkatan kinerja terkonfirmasi pada pengujian mikrostruktur yang menunjukkan hadirnya ikatan C–H yang merupakan ciri khas dari selulosa dan hadirnya ikatan Si–O–Al dan jaringan Si–O–Si. Penelitian selanjutnya mengkombinasikan nanosilika dan CNCs secara bersamaan dalam pasta geopolimer. Hasil optimal didapat pada penggunaan 3,98% nanosilika dan 1% CNCs dengan kuat tekan 22,20 MPa. Model matematis yang didapat adalah Y = 20,06 + 1,13 X1 – 0,991 X2 – 0,855 X1X2 – 0,160 X12 – 0,633 X22. Pada akhir penelitian telah dilakukan pengukuran daya tahan pasta geopolimer pada simulasi hujan asam dan air laut yang menghasilkan daya tahan pasta dengan penambahan 3,98% nanosilika dan 1% CNC yang lebih baik daripada benda uji kontrol. Berdasarkan keseluruhan studi yang dilakukan, hybrid inorganik-organik dengan memanfaatkan fly ash, nanosilika dan CNCS berpengaruh baik pada pasta geopolimer dan menunjukkan kinerja yang baik dalam meningkatkan kekuatan mekanis maupun dalam daya tahannya. Nanosilika dan CNCs sangat potensial dikembangkan sebagai material komposit dalam pasta geopolimer. Kata Kunci: fracture toughness, geopolimer, kuat tekan, kuat lentur, nanosilika, selulosa, typha sp. POLYMERS - CHEMICAL ENGINEERING CELLULOSE 668.9 ELECTRONIC THESES AND DISSERTATION Universitas Syiah Kuala 99830 2022-04-20 18:32:28 2022-07-25 11:26:33 machine generated