Aplikasi bahan pengikat berbasis polimer dapat menjadi pilihan ideal dalam aplikasi infrastruktur sipil karena produksi semen konvensional sangat intensif energi. Selain itu, juga mengkonsumsi sumber daya alam yang cukup besar untuk produksi skala besar guna memenuhi perkembangan infrastruktur global. Di sisi lain penggunaan beton semen semakin meningkat sehingga perlu dicari bahan pengikat alternatif untuk membuat beton.

Pengikat semen berbasis geopolimer adalah salah satu temuan penelitian terbaru dalam teknologi yang muncul. Penelitian ini bertujuan untuk memberikan tinjauan komprehensif tentang berbagai proses produksi yang terlibat dalam pengembangan pengikat geopolimer. Lebih banyak penelitian di masa lalu baru-baru ini menunjukkan dorongan besar untuk aplikasi pengikat geopolimer yang lebih luas menuju praktik konstruksi ekonomi biaya. Ini juga membayangkan pengurangan pemanasan global karena emisi karbon dioksida dari pabrik semen.

Latar Belakang Proses Geopolimerisasi

Reaksi polimerisasi paling baik diamati dengan adanya media basa seperti natrium hidroksida, atau kalium hidroksida dan penambahan silikat dapat menjadi komposisi ionik tambahan dengan efek ikatan yang baik. Reaktan dalam reaksi berantai dapat dipercepat karena konsentrasi molar ion alkali yang lebih tinggi; namun, peningkatan konsentrasi menyebabkan hilangnya konsistensi yang cepat selama pencampuran yang dikaitkan dengan reaksi polimer yang lebih cepat. Dimasukkannya natrium silikat dalam larutan natrium hidroksida memberikan kandungan silikat yang lebih tinggi dan karena itu pembentukan gel cenderung memberikan polimerisasi yang lebih cepat.

Reaksi serupa diamati dalam kasus kalium silikat ditambahkan ke larutan kalium hidroksida. Diketahui bahwa polimerisasi organik konvensional melibatkan pembentukan monomer dalam larutan tertentu di mana reaksi dapat dibuat lebih cepat untuk berpolimerisasi dan membentuk polimer padat. Proses geopolimerisasi melibatkan tiga proses terpisah dan selama pencampuran awal, larutan alkali melarutkan ion silikon dan aluminium dalam bahan baku (abu terbang, terak, asap silika, bentonit, dll.).

Sifat Daya Tahan Jangka Panjang Beton Geopolimer

Aspek ketahanan produk geopolimer memiliki ketahanan yang baik terhadap efek pelapukan; namun, mereka tidak tahan terhadap suhu tinggi di atas 400 °C. Beberapa penelitian eksperimental menunjukkan bahwa spesimen beton geopolimer yang direndam dalam asam sulfat dan asam klorat ternyata tahan terhadap serangan asam. Sedangkan semen berbasis Portland menunjukkan reaksi yang merusak dan mengakibatkan kerusakan permukaan yang diikuti dengan penurunan berat badan. Studi ekstensif juga menunjukkan bahwa beton geopolimer berbasis abu terbang yang diawetkan dengan panas memiliki ketahanan yang sangat baik terhadap serangan sulfat karena pembentukan rantai polimer yang lebih kuat karena reaksi polikondensasi. Pengaruh serangan asam juga menyebabkan penurunan kuat tekan beton geopolimer heat-cured; tingkat degradasi tergantung pada konsentrasi larutan asam dan periode paparan. Namun, ketahanan asam sulfat dari beton geopolimer yang diawetkan panas secara signifikan lebih baik daripada beton semen Portland seperti yang dilaporkan dalam penelitian sebelumnya.

Beberapa penelitian menunjukkan bahwa penambahan serat merupakan metode yang efektif untuk meningkatkan sifat mekanik material getas seperti beton dengan menyediakan mekanisme penahan retak. Studi terbatas telah dilakukan untuk menganalisis pengaruh penguatan serat pada beton geopolimer. Studi masa depan diperlukan untuk mempelajari pengaruh serat baja dan kaca pada beton geopolimer untuk diselidiki secara sistematis. Juga, telah diketahui dengan baik bahwa peningkatan ketangguhan retak pada dasarnya disediakan oleh penjembatanan serat di dekat bukaan retakan sebelum perambatan retak. Perilaku elastis linier dari matriks tidak dapat dipengaruhi secara signifikan untuk fraksi serat volumetrik rendah. Namun, perilaku postcracking dapat dimodifikasi secara substansial, dengan peningkatan kekuatan, ketangguhan, dan daya tahan material. Studi masa depan harus difokuskan pada pengaruh penambahan serat pada kinerja pasca retak beton geopolimer.