5-...rantai tetrahedra-tetrahedra SiO44-dan AlO 4 5-.Rantai tetrahedra-tetrahedra tersebut selanjutnya disebut sebagai matriks geopolimer. Dengan demikian akan diperoleh geopolimer

BETON RINGAN BERBASIS GEOPOLIMER DARI CENOSPHERE ABU LAYANG BATUBARA

Galih Setyo P, Laily Mabruroh, Alvian Amri Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

ABSTRAK

Cenosphere abu layang merupakan abu layang batubara yang berbentuk bola berongga dengan densitas 0,8-0,9 g/cm3. Kandungan SiO2 dan Al2O3 yang cukup banyak pada cenosphere abu layang dapat dijadikan sebagai bahan baku pembuatan geopolimer dengan densitas yang ringan. Geopolimer dibuat dengan melakukan variasi komposisi ukuran partikel cenosphere yang akan direaksikan dengan larutan alkali sehingga diperoleh penataan partikel yang lebih mampat. Penataan partikel yang lebih mampat akan menghasilkan geopolimer ringan yang lebih kuat. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa kuat tekan tertinggi yang diperoleh adalah sebesar 19,42 MPa dan densitas tertinggi yang dicapai hanya 0,34 g/cm3. Nilai tersebut masih memenuhi kebutuhan densitas untuk beton ringan yaitu 1,44-1,84 g/cm3. Mikrostruktur dari geopolimer yang telah dibuat dipelajari dengan menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM) dan Energy Dispersive X-Ray (EDX).

Kata Kunci : cenosphere abu layang, geopolimer, beton ringan, SEM, EDX

ABSTRACT Cenosphere fly ash is hollow sphere with range density 0,8-0,9 g/cm3. SiO2 and Al2O3 from

cenosphere fly ash could be the raw material of low density geopolymer. Geopolymer is synthesised by varying composition of particle size of cenosphere fly ash reacted with alkali solution for denser particle packing. Denser particle packing produce ligtweight geopolymer with higher compressive strength. The experimental data showed that the highest compressive strength is 19,42 MPa and the highest density is 0,34 g/cm3. However, the results qualified the standard of lightweight concrete 1,44-1,84 g/cm3. The microstructure of goplimer was characterized with Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive X-Ray (EDX).

Keywords : cenosphere fly ash, geopolymer, lightweight concrete, SEM, EDX

1. Pendahuluan Geopolimer merupakan polimer

anorganik yang terdiri dari rantai tetrahedra-tetrahedra SiO4

4- dan AlO45-. Geopolimer dapat

dibuat dengan mereaksikan sumber aluminosilikat dengan larutan alkali (Davidovits, 2002). Abu layang batubara diyakini merupakan salah satu sumber aluminosilikat untuk membuat geopolimer (Swanepoel, 2002). Cenosphere merupakan fraksi dari abu layang batubara yang memiliki bentuk morfologi seperti bola dengan dinding yang sangat tipis serta memiliki densitas kurang dari 1 g/cm3 (Kruger, 1996).

Cenosphere abu layang seringkali dimanfaatkan sebagai agregat dalam pembuatan beton. Dengan penambahan cenosphere abu layang akan menurunkan densitas beton sehingga memenuhi kriteria sebagai beton ringan. Namun, di lain sisi

pemanfaatan cenosphere juga akan menurunkan kuat tekan dari beton itu sendiri. Hal ini disebabkan oleh kurangnya interaksi antarmuka antara permukaan cenosphere abu layang dengan semen (McBride, 2002). Salah satu cara untuk meningkatkan interaksi antarmuka tersebut adalah dengan memanfaatkan cenosphere sebagai bahan dasar pembuatan geopolimer. Bahkan dengan cara ini, penggunaan semen dapat dikurangi. Dengan demikian, secara tidak langsung dapat mengurangi produksi gas CO2, hasil samping dalam produksi semen, yang akan menimbulkan efek rumah kaca.

Pemanfaatan cenosphere sebagai bahan pembuatan geopolimer mampu meningkatkan interaksi antarmuka pada cenosphere abu layang dimana SiO2 dan Al2O3 dalam cenosphere abu layang terpolimerisasi menjadi

rantai tetrahedra-tetrahedra SiO44- dan AlO4

5-. Rantai tetrahedra-tetrahedra tersebut selanjutnya disebut sebagai matriks geopolimer. Dengan demikian akan diperoleh geopolimer dengan kuat tekan tinggi dan densitas yang rendah.

Permasalahan timbul saat terbentuknya matriks geopolimer. Jika seluruh permukaan cenosphere abu layang terpolimerisasi menjadi matriks geopolimer maka tidak ada lagi rongga di dalam cenosphere dan berakibat pada naiknya densitas. Namun jika matriks geopolimer hanya terbentuk di permukaan cenosphere maka akan menimbulkan banyak pori sebagai konsekuensi penataan partikel cenosphere yang berbentuk bola. Dengan banyaknya pori tentunya kuat tekan geopolimer juga akan turun.

Partikel cenosphere dengan ukuran partikel yang seragam mungkin akan membentuk penataan dalam 5 penyusunan yang berbeda seperti pada Gambar 2. Persentase volume yang terisi oleh partikel cenosphere disebut packing density bernilai mulai dari 52% hingga 74% untuk kubik dan piramida tanpa tergantung ukuran partikel (Reed, 1989).

Distribusi ukuran partikel memiliki pengaruh signifikan terhadap penataan partikel, struktur pori dan perilaku material selama pembentukan, pengeringan dan pembakaran. Model untuk penataan partikel berukuran seragam menunjukkan bahwa packing density naik jika bilangan koordinasi naik dan ukuran pori rata-rata menurun jika ukuran partikel dan porositas turun. Packing density dari partikel berukuran seragam dapat ditingkatkan dengan menambahkan partikel yang lebih halus dengan proporsi tertentu sehingga mampu mengisi kekosongan ruang di sela-sela partikel yang lebih besar (Reed, 1989). Zheng, dkk. (1995) melaporkan bahwa penggunaan model Furnas mampu menunjukkan penataan partikel yang ideal pada campuran biner. Packing density akan turun jika rasio ukuran partikel kasar dengan yang halus turun. Packing density juga sangat tergantung pada fraksi volume partikel kasar atau halus.

Pada penelitian ini akan dibuat geopolimer ringan melalui variasi komposisi ukuran partikel cenosphere abu layang yang akan direaksikan dengan larutan alkali. Dengan variasi komposisi ukuran partikel cenosphere abu layang akan diperoleh penataan partikel yang lebih mampat. Hal ini akan meningkatkan kuat tekan, namun densitas yang diperoleh tetap ringan.

2. Metoodologi 2.1 Alat

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain ayakan 75 µm, 125 µm dan 150 µm, beaker glass polipropilene, timbangan, mixer, cetakan silinder berbahan PVC 5/8 dengan panjang 3 cm, oven, compressive strength machine, dan SEM. 2.2 Bahan

Bahan yang dibutuhkan dalam penelitian ini antara lain Natrium hidroksida pa dari Merck (99 % NaOH, Mr = 40,00 g/mol), Natrium silikat dari Merck (7,5

8,5 % Na2O, 25,5 28,5 % SiO2 dan 63 67 % H2O, d = 1,3 g/ml pada 20ºC), aquades, cenosphere abu layang dari Tarong, Australia.

2.3 Prosedur Kerja 2.3.1 Preparasi Bahan

Penelitian ini mengunakan cenosphere yang diperoleh melalui pemisahan abu layang dari Tarong, Australia dengan komposisi kimia pada Tabel 1.

Tabel 1. Analisa komposisi kimia cenosphere abu layang dengan menggunakan XRF dari Centre for Fuels and Energy Curtin University

Kandungan % Berat SiO2 62,60 Fe2O3 0,54 Al2O3 34,90 TiO2 1,90 P2O5 0,04

Mn3O4 - CaO 0,03 MgO 0,11 Na2O 0,05 K2O 0,19 SO3 - V2O5 0,03 ZnO - BaO 0,03 SrO -

Cenosphere tersebut kemudian dioven pada temperatur 1000C selama 24 jam untuk menghilangkan kandungan air. Cenosphere dipisahkan menjadi fraksi berukuran 75 - 125 µm, 125-150 µm dan >150 µm dengan menggunakan ayakan 75 µm, 125 µm,dan 150 µm yang disusun bertingkat (ayakan 75 µm, 125 µm dan 150 µm disusun berurutan dari bawah ke atas). Untuk mengayak digunakan mesin pengayak otomatis.

2.3.2 Preparasi Larutan Alkali Larutan alkali dibuat dengan

melarutkan 6,99 gram NaOH dalam 7,00 ml aquades dalam wadah polipropilen berpenutup dan didiamkan selama ± 24 jam. Larutan NaOH yang telah dibuat selanjutnya dicampurkan dengan 13,21 gram waterglass pa hingga setelah dicampur dengan 15,00 gram cenosphere abu layang memiliki rasio SiO2/Al2O3

4,2; Na2O/SiO2

0,5 dan Na2O/H2O 10.

2.3.3 Sintesis Geopolimer

Geopolimer dibuat dengan mempersiapkan 15,00 gram cenosphere abu layang dengan variasi komposisi ukuran partikel cenosphere abu layang seperti Tabel 2.

Dari variasi ukuran partikel tersebut selanjutnya direaksikan dengan larutan alkali yang telah disiapkan pada subbab 2.2.2. Campuran tersebut diaduk dengan mixer selama ± 10 menit sehingga terbentuk seperti pasta. Pasta dimasukkan ke dalam cetakan pipa PVC 5/8 dengan tinggi 3 cm. Cetakan yang telah diisi pasta geopolimer divibrasi secara vertikal agar pasta geopolimer memiliki penataan partikel yang lebih mampat. Setelah 14 hari, pasta yang sudah agak padat dikeluarkan dari cetakan untuk dioven pada temperatur 60º C selama 24 jam.

Tabel 2 Variasi Ukuran Partikel

No Sampel < 25 µm 63 - 75

µm 125 -150

µm

(% berat) (%

berat) (% berat)

1 C1 100,00 - -

2 C2 - 100,00 -

3 C3 - - 100,00

4 CC1 24,00 16,00 60,00

5 CC2 23,40 15,60 61,00

6 CC3 22,80 15,20 62,00

7 CC4 22,20 14,80 63,00

8 CC5 21,60 14,40 64,00

9 CC6 21,00 14,00 65,00

2.3.4 Uji Kuat Tekan Kuat tekan diukur dengan

menggunakan Torsee Universal Testing Machine tipe AU-5. Uji kuat tekan dilakukan terhadap 3 sampel untuk masing-masing variasi komposisi ukuran partikel seperti pada tabel 3.2. Pengukuran dilakukan 28 hari setelah pembuatan geopolimer.

2.3.5 Uji Densitas Densitas geopolimer diukur dengan

mengunakan piknometer. Sebelumnya, piknometer dtimbang dalam keadaan kosong. Kemudian piknometer diisi dengan aquades

Gambar 1. Hasil SEM (a) sampel C1, (b) Sampel C2, (c) sampel C3

hingga penuh dan ditmbang. Selisih berat antara piknometer kosong dengan piknometer berisi aquades diperoleh densitas aquades.

Selanjutnya, pecahan sampel geopolimer ditimbang massanya. Pecahan tadi dimasukkan ke dalam piknometer berisi aquades dan kemudian ditimbang massanya. Densitas geopolimer dapat diperoleh dengan perhitungan sebagai berikut :

ergeopo

ergeopoergeopo V

m

lim

limlim

airpiknometerergeopo VVV lim

airairair mV

ergeopopiknometerairgeopiknoair mmmm lim

keterangan : Vpiknometer = volume piknometer Vair = volume air dalam

piknometer setelah dimasuki geopolimer

air = densitas air mair = massa air dalam

piknometer setelah dimasuki geopolimer

mpikno+geo+air = massa piknometer + massa geopolimer + massa air

2.3.6 Analisa Mikrostruktur Mikrostruktur dikarakterisasi dengan

SEM untuk melihat morfologi geopolimer. Karakterisasi dilakukan terhadap pecahan sampel hasil uji kuat tekan. Pecahan sampel CC2 dipoles terlebih dahulu sebelum dilakukan karakterisasi SEM untuk melihat penampang melintang hasil penataan. Analisa EDX dilakukan terhadap sampel CC5.

3. Hasil dan Pembahasan Uji kuat tekan geopolimer dilakukan

setelah geopolimer berumur 28 hari. Pengujian dilakukan terhadap geopolimer berbentuk silinder dengan diameter ±1,5 cm dan tinggi ±1,7 cm. Hasil uji kuat tekan dan densitas diperoleh seperti pada tabel 3

Sampel C1 hingga C3 memiliki ukuran partikel cenosphere yang berbeda. Sampel C1 memiliki ukuran partikel terkecil yaitu 75-125 µm. Dari hasil uji kuat tekan pada Tabel 3 menunjukkan bahwa sampel C1 memiliki kuat tekan yang paling tinggi dibanding sampel C1 dan C2 yaitu 19,42 MPa. Nilai ini sudah memenuhi standar ACI 213-87 untuk beton ringan, yaitu 17,2 MPa. Dari hasil SEM pada Gambar 1 terlihat bahwa sampel C1 memiliki penataan yang paling padat di antara

sampel C2 dan C3. Hal ini ikut berpengaruh terhadap peningkatan kuat tekan geopolimer.

Tabel 3. Hasil Uji Kuat Tekan dan Densitas Geopolimer

No

Sampel Kuat Tekan Densitas

(MPa) (g/cm3)

1

C1 19,42 0,16

2

C2 15,40 0,25 3

C3 10,20 0,20 4

CC1 11,65 0,22 5

CC2 13,32 0,26 6

CC3 9,43 0,28 7

CC4 13,21 0,30 8

CC5 14,59 0,25 9

CC6 11,37 0,34

Wong dan Kwan (2006) menyebutkan bahwa penataan partikel berperan dalam kinerja suatu beton. Semakin optimal penataan partikel maka akan semakin besar kekuatan yang dimiliki oleh suatu beton. Demikian pula yang berlaku pada geopolimer. Partikel cenosphere yang berbentuk seperti bola berongga akan membentuk susunan penataan seperti Gambar 2. Pada sampel C1, cenderung untuk melakukan penataan piramida dan tetrahedral seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Kecenderungan ini diperkuat dengan Gambar 3 dimana partikel cenosphere tampak membentuk penataan piramida dan tetrahedral. Oleh karena itu, kuat tekan sampel C1 lebih besar daripada yang lain.

Gambar 2. Penataan partikel yang mungkin untuk bola berukuran seragam

Gambar 3. Hasil SEM sampel C1 pembesaran 1000x

19,42

15,40

10,2011,65

13,32

9,43

13,2114,59

11,37

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

C1 C2 C3 CC1 CC2 CC3 CC4 CC5 CC6

Sampel Geopolimer

Ku

at T

ekan

(M

Pa)

= partikel berukuran seragam

= variasi komposisi ukuran partikel

Gambar 4. Perbandingan kuat tekan geopolimer dengan partikel berukuran seragam dan variasi komposisi ukuran partikel

Penataan partikel dengan memasukkan partikel cenosphere yang lebih kecil ke dalam sela-sela partikel cenosphere yang lebih besar dilakukan pada sampel CC1 hingga CC6. Pada penelitian ini, nilai kuat tekan setelah penataan (sampel CC1-CC6) dibandingkan dengan sampel C3 yang memiliki ukuran partikel seragam. Dari gambar 4 dapat dilihat bahwa hasil kuat tekan setelah penataan lebih besar dibandingkan nilai kuat tekan geopolimer dari cenosphere yang berukuran seragam, kecuali pada sampel CC3. Bagaimanapun juga, nilai kuat tekan yang dihasilkan tidak melebihi kuat tekan pada sampel C1.

Gambar 5. Hasil SEM sampel CC3

Penataan partikel yang terjadi dapat dilihat pada Gambar 6. Penataan partikel pada sampel CC5 terlihat lebih padat dari yang lain. Hal ini menyebabkan kuat tekan yang dihasilkan lebih besar dibanding sampel yang lain. Pada sampel CC3 walaupun penataan

Gambar 6. Mikrograf SEM (a) Sampel CC1, (b) Sampel CC2 yang telah dipoles, (c) Sampel CC3, (d) Sampel CC4, (e) Sampel CC5, (f) Sampel CC6

partikel yang terjadi juga lebih padat, namun matriks geopolimer untuk mengikat partikel cenosphere hanya sedikit yang terbentuk seperti pada Gambar 4. Jika matriks geopolimer sebagai binder hanya sedikit yang terbentuk maka kuat tekan yang diperoleh pun akan turun.

Gambar 7. Penataan Partikel pada Geopolimer (a) Penataan pada Partikel berukuran besar, (b) Penataan pada Partikel Kecil, (c) Pengisian Kekosongan Sela-sela Partikel Besar dengan Partikel Kecil

Densitas geopolimer yang dihasilkan pada tabel 3 menunjukkan bahwa ada peningkatan densitas setelah dilakukan penataan partikel cenosphere. Kenaikan

densitas ini diakibatkan oleh masuknya partikel cenosphere yang lebih kecil ke dalam sela-sela partikel cenosphere yang lebih besar (Reed, 1989).

Gambar 7 memberikan gambaran bagaimana partikel yang lebih kecil mengisi kekosongan sela partikel yang lebih besar. Hal ini membuat geopolimer yang dihasilkan menjadi lebih padat dan meningkatkan densitas geopolimer yang dihasilkan.

Hasil SEM pada gambar 5 menunjukkan bahwa telah terjadi penataan partikel dimana partikel yang lebih kecil telah mengisi kekosongan di sela-sela partikel yang lebih besar. Partikel cenosphere yang lebih kecil terlihat menempel di permukaan cenosphere yang lebih besar. Partikel yang lebih kecil tersebut terikat oleh matriks geopolimer.

Hal yang menarik disini adalah bahwa walaupun terjadi peningkatan densitas setelah penataan partikel, namun nilai densitas yang dihasilkan masih berada di bawah nilai densitas menurut standar ACI 213-87 untuk pembuatan beton ringan yaitu 1,44

1,84 g/ml. Hal ini disebabkan oleh geopolimerisasi yang hanya terjadi di permukaan cenosphere. Jika

Gambar 8.

Analisa SEM/EDX pada sampel CC5

geopolimerisasi hanya terjadi di permukaan maka rongga di dalam cenosphere masih dapat dipertahankan. Keberadaan rongga di dalam cenosphere memberikan pengaruh yang signifikan terhadap rendahnya densitas geopolimer yang dihasilkan.

Geopolimerisasi yang terjadi pada permukaan cenosphere dapat dilihat pada Gambar 8. Matriks geopolimer yang terbentuk mengikat partikel cenosphere untuk berada pada tempatnya. Menurut Panias (2006), geopolimerisasi meliputi tahap sebagai berikut :

pelarutan Si dan Al dari padatan bahan-bahan aluminosilikat di dalam larutan yang bersifat basa,

pembentukkan jenis oligomer-oligomer (geopolimer pendahuluan) terdiri dari ikatan-ikatan polimerik dari tipe Si-O-Si dan/atau Si-O-Al,

polikondensasi oligomer-oligomer itu untuk membentuk suatu kerangka tiga dimensi aluminosilikat (kerangka geopolimerik), dan

pengikatan partikel-partikel padat ke dalam kerangka polimerik dan pemadatan keseluruhan sistem membentuk geopolimer.

Secara umum, skema reaksi geopolimerisasi adalah seperti Gambar 9.

Gambar 9. Skema Reaksi Geopolimerisasi (Davidovits, 1991)

Pelarutan Si pada reaksi geopolimerisasi dapat dilihat pada Gambar 8 yang menunjukkan hasil EDX di 3 titik. Pada titik 1 yang merupakan partikel cenosphere terlihat bahwa kandungan SiO2 mula-mula adalah sebesar 71,57%. Pada titik 3, terlihat permukaan cenosphere tampak berlubang dan kasar. Perubahan tersebut terjadi akibat terjadinya pelarutan Si dari permukaan cenosphere. Analisa EDX pada titik 2 menunjukkan bahwa kandungan SiO2 turun menjadi 43,46%. Hal ini mengindikasikan adanya pelarutan Si pada permukaaan cenosphere. Naiknya kandungan Al2O3 pada

titik 3 bukan berarti bahwa ada tambahan Al pada titik tersebut. Naiknya kandungan Al2O3

lebih disebabkan karena Si lebih banyak yang larut membentuk geopolimer sehingga jumlah kandungan kimia total juga berkurang. Bagaimanapun juga, hasil analisa EDX hanya menunjukkan data kualitatif.

Analisa EDX pada titik 3 yang merupakan matriks geopolimer menunjukkan bahwa kandungan SiO2 dan Al2O3 pada titik tersebut adalah 57,29% dan 23,27%. Dengan rasio SiO2/Al2O3 sebanyak 2,46 mengindikasikan bahwa tidak semua Si dan Al bereaksi dengan larutan alkali membentuk matriks geopolimer. Hal ini tampak pada titik 1 dimana partikel cenosphere seolah tidak mengalami apapun akibat serangan larutan alkali. Indikasi tersebut diperkuat oleh analisa EDX dimana kadar SiO2 dan Al2O3 pada titik 1 sebesar 71,57% dan 10,03%.

Nilai kuat tekan geopolimer juga dipengaruhi oleh jenis matriks yang terbentuk saat geopolimerisasi. Dari hasil EDX pada Gambar 8 titik 3 menunjukkan bahwa matriks geopolimer yang dihasilkan memiliki rasio SiO2 / Al2O3 = 2,46 atau dengan kata lain rasio Si/Al = 1,23. Dengan rasio tersebut, diperkirakan terbentuk matriks geopolimer jenis polisialat (Davidovits, 1994). Secara teori, ikatan antara Si-O-Si lebih kuat dibandingkan Si-O-Al atau Al-O-Al (de Jong, 1980 dalam Duxson, dkk., 2005). Dalam polisialat, hanya terdapat satu ikatan Si-O-Si sehingga kuat tekan yang diperoleh tidak terlalu besar.

Gambar 10. Interaksi Antarmuka pada Sampel CC4

Penyebab lain kuat tekan yang dihasilkan tidak lebih besar dari sampel C1 adalah kurang optimalnya penataan partikel yang terjadi. Hal ini disebabkan oleh reaksi geopolimerisasi yang terjadi terlalu cepat. Akibatnya, partikel-partikel yang lebih kecil

menempel pada partikel yang lebih besar. Hal ini mengakibatkan kurang optimalnya penataan saat dilakukan vibrasi karena partikel yang lebih kecil tidak mau turun untuk mengisi kekosongan sela-sela partikel yang lebih besar sebagaimana yang terlihat pada Gambar 10. Zou, dkk.(2001) melaporkan bahwa keterlibatan partikel dengan ukuran relatif kecil pada penataan dalam keadaan basah memicu terjadinya aglomerasi. Terjadinya aglomerasi ini menurunkan efektivitas penataan partikel.

Penataan yang belum optimal ini juga disebabkan oleh rasio ukuran partikel yang terdekat terlalu kecil. Hal ini mengakibatkan penataan tidak maksimal karena rongga yang disediakan partikel besar tidak bisa menampung partikel yang lebih kecil. Semakin kecil rasio ukuran partikel terdekat maka packing density juga akan turun sehingga akan menyebabkan adanya banyak pori. Rasio ukuran partikel besar dengan ukuran terdekat yang ideal untuk mendapatkan penataan yang optimal adalah 7. Dengan rasio tersebut, partikel yang lebih kecil akan lebih mungkin mengisi kekosongan di sela partikel yang lebih besar (Reed, 1989).

4. Kesimpulan Penataan partikel dengan

menambahkan partikel cenosphere kecil untuk mengisi kekosongan sela-sela partikel cenosphere besar mampu meningkatkan kuat tekan dan densitas geopolimer dari cenosphere abu layang. Kuat tekan terbaik diperoleh sampel CC5 dengan komposisi ukuran partikel 75 - 125 µm : 125-150 µm : >150 µm sebanyak 21,6% : 14,4% : 64%, yaitu 14,59 MPa. Namun, nilai kuat tekan tersebut masih di bawah sampel C1 yang terdiri dari 100% cenosphere berukuran 75 - 125 µm, yaitu sebesar 19,42%. Densitas paling ringan diperoleh sampel C1, yaitu sebesar 0,16 g/ml. Nilai kuat tekan sampel C1 telah memenuhi standar ACI 213-87 untuk beton ringan, dimana kuat tekan setelah 28 hari minimal 17,2 MPa dengan densitas 1,44-1,84 g/cm3.

Hasil SEM menunjukkan bahwa partikel cenosphere yang lebih kecil telah mengisi kekosongan sela-sela partikel cenosphere yang lebih besar. Hasil EDX menunjukkan bahwa tidak semua Si dan Al pada cenosphere larut membentuk geopolimer. Hal ini menjelaskan penyebab nilai kuat tekan geopolimer setelah penataan tidak lebih besar dari sampel C1.

Kurang optimalnya penataan partikel cenosphere abu layang juga turut berperan dalam menentukan nilai kuat tekan geopolimer.

Kurang optimalnya penataan partikel disebabkan oleh rasio ukuran partikel yang terlalu kecil sehingga pengisian sela-sela partikel yang lebih besar tidak optimal. Penataan partikel cenosphere dalam keadaan basah juga menurunkan efektivitas penataan partikel. Untuk itu, perlu dikaji lebih lanjut untuk melakukan metode pembuatan geopolimer yang memungkinkan penataan partikel dilakukan dalam keadaan kering, misalnya metode steam curing.

Ucapan Terima Kasih Puji syukur kehadirat Allah SWT atas

berkat rahmat dan hidayahnya sehingga naskah ini dapat selesai. Penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. CRC for Coal in Sustainable Development (CCSD), Australia yang mendanai sebagian dari penelitian ini

2. Centre for Fuels and Energy (CFE) Curtin University, Australia yang memberikan sampel cenosphere abu layang batubara

3. Lukman Atmaja, PhD. dan Hamzah Fansuri, PhD. atas segala bimbingan dan konsultasi yang telah diberikan.

Daftar Pustaka Davidovits, J., (1991) Geopolymers: inorganic

polymeric new materials , Journal of Thermal Analysis 37, page 16331656

Davidovits, J (1994) Geopolymers, Man-made Rock Geosynthesis and the Resulting Development of Very Early High Strength Cement ,. Journal of Materials Education, 16 [2-3] page 91-137

Duxson, P., Provis, John L., Lukey, Grant C., Mallicoat, Seth W., Kriven, Waltraud M., van Deventer, Jannie S.J., (2005) Understanding the Relationship

between Geopolymer Composition, Microstructure and Mechanical Properties , Colloids and Surfaces A : Physiochem. Eng. Aspects 269, page 47-58

Kruger, Richard A., (1996), The Use of Cenosphere in Refractories , Energeia Vol.7, No.4, page 1

McBride, S.P., Shukla, A., Bose, A., (2002), Processing and characterization of a

lightweight concrete using cenospheres , Journal of Material Science 37, page 4217-4225

Panias, D. IP Giannopoulou. and Th Perraki. (2006), Effect of Synthesis

parameters on Mechanical Properties of Fly Ash-Based Geopolymers . Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. Accepted Manuscript

Reed, James S. (1989), Introduction to the Principles of Ceramic Processing , John Wiley & Sons Inc., New York

Swanepoel, J.C., Strydom, C.A (2002), Utilisation of fly ash in a

geopolimeric material , Application Geochemistry 17, page 1143-1148

Zheng, Jingrnin., Carlson, William B., Reed, James S (1995), The Packing Density of Binary Mixture , Journal of European Ceramic Society 15, page 479-483

Zou, Rui-Ping., Feng, Chang-Lin., Yu, Ai-Bing (2001), Packing Density of Binary Mixtures of Wet Spheres , Journal of American Ceramic Society 84, page 504-508