Rekayasa Mortar Geopolimer Berbasis Fly Ash Dengan Metode Pencampuran Kering (Dry-Mix) Sebagai Material Patch Repair

Oleh :
Rima Sri Agustin - T751908002 - Fak. Teknik

Semen, sebagai bahan pengikat utama pada beton, memberikan dampak lingkungan signifikan karena proses produksinya menyumbang emisi CO2. Karena itu, dibutuhkan bahan pengikat alternatif yang lebih ramah lingkungan, salah satunya binder geopolimer yang sepenuhnya bebas semen. Metode pencampuran basah (wet-mix) yang umum digunakan, kurang efisien karena membutuhkan ruang dan waktu pada proses pelarutan alkali aktivator dan periode pendiaman selama 24 jam. Oleh karena itu, dikembangkan binder geopolimer dengan metode pencampuran kering (dry-mix) yang lebih praktis karena hanya memerlukan penambahan air (just add water). Penelitian ini bertujuan untuk merekayasa binder geopolimer berbasis fly ash dengan metode pencampuran kering yang digunakan sebagai material patch repair yang kompatibel secara mekanik dan dimensional.Metode penelitian yang digunakan adalah kuantitatif eksperimen dan terdiri dari tiga fase. Fase pertama: merancang binder geopolimer dengan metode pencampuran kering untuk memperoleh formulasi optimal berdasarkan pengujian waktu ikat (setting time), workability, dan kuat tekan. Material utama adalah fly ash tipe C, sodium metasilicate pentahydrate (SIMET), dan sodium hydroxide (SH). Pada penelitian sebelumnya ketiga bahan digiling bersama menggunakan ball mill, namun sebagian material menempel pada dinding dan bola ball mill. Untuk mengatasi hal tersebut, pada penelitian ini dilakukan modifikasi yaitu SH dan SIMET digiling secara terpisah menggunakan disk mill, selanjutnya fly ash, SIMET, dan SH diayak dengan sieve shaker no. 200, dicampur sesuai komposisi, lalu diaduk menggunakan drill mixer hingga homogen. Fase kedua: mengaplikasikan mortar geopolimer sebagai patch repair pada beton substrat mutu rencana 20 MPa dan menguji kompatibilitas secara mekanik. Fase ketiga: menguji kompatibilitas secara dimensional mortar geopolimer sebagai patch repair. Data yang diperoleh dianalisis secara deskriptif, inferensial, dan interpretatif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin besar fab, semakin besar  waktu ikat (initial dan final setting time), sedangkan semakin besar rasio SIMET/SH, waktu ikat semakin kecil atau pasta geopolimer semakin cepat mengeras. Semakin besar fab dan rasio SIMET/SH, workability (slump flow) juga semakin besar. Mix design optimum diperoleh pada fab 0,15, rasio SIMET/SH 2,5:1, dengan kuat tekan 28,75 MPa pada umur 28 hari. Kompatibilitas mekanik mortar perbaikan dievaluasi melalui tiga pengujian: kuat lekat dengan metode kuat tarik belah, kuat lekat geser, dan push-off, yang semuanya menunjukkan modulus kegagalan type B: adhesive pada interface beton-mortar. Retak tepat pada bidang pertemuan, kedua sisi terpisah sempurna tanpa kerusakan material. Kuat lekat metode slant shear menghasilkan nilai kuat lekat yang lebih tinggi dibandingkan kuat tarik belah karena pada metode slant shear, adhesi dan friksi berkontribusi terhadap kuat lekat sedangkan pada kuat tarik belah hanya adhesi murni. Kekasaran meningkatkan beban horizontal yang terjadi pada pengujian push-off dan mengurangi bond slip. Hasil penelitian kompatibilitas mortar geopolimer ditinjau secara dimensional: SPS plate memberikan kondisi paling kritis (tanpa beton induk) sedangkan balok komposit merepresentasikan kondisi lapangan. Elevasi kecenderungan delaminasi pada uji balok komposit lebih kecil daripada uji plat SPS karena tegangan geser pada interface berkurang terjadi proses  pelarutan Ca(OH)2  oleh  geopolimer sehingga menurunkan resiko delaminasi pada repair mortar. Penelitian ini menunjukkan bahwa mortar geopolimer metode dry-mix (komposisi pasir:aktivator 60%:40%, fab 0,15, dan rasio SIMET/SH 2,5:1) berpotensi menjadi material patch repair yang lebih ramah lingkungan, praktis, dan tetap memiliki kinerja mekanik dan dimensional yang baik. Hasil ini memberi kontribusi penting dalam pengembangan material perbaikan beton yang lebih berkelanjutan sekaligus membuka peluang penerapan yang lebih luas di bidang konstruksi.