Studi saat ini difokuskan pada pemanfaatan tanah liat lokal untuk sintesis dan karakterisasi geopolimer berbasis meta-kaolin dengan dan tanpa nano-silika. Geopolimer kontrol, untuk kuat tekan 30 MPa, dioptimalkan dengan menggunakan rasio Liquid / Solid 0,55, konsentrasi NaOH 10 M dan curing pada 80 ° C. Nano silika ditambahkan dalam rentang 1%, 2%, 3%, 5%, 7% dan 10%. Geopolimer berbasis metakaolin nano-silika hasil sintesis diperiksa dengan menggunakan kuat tekan, XRD, XRF, FTIR, SEM, MIP, TG, spektroskopi UV / VIS, disamping densitas, absorpsi air dan pengaturan waktu awal. Hasil penelitian menunjukkan peningkatan nilai kuat tekan dengan penggabungan nano-silika dalam campuran geopolimer hingga persentase optimum 5%, sedangkan penambahan nano-silika 10% menurunkan kuat tekan sebesar 5% dibandingkan dengan geopolimer kontrol. . Peningkatan kuat tekan diakreditasi oleh peningkatan kandungan gel N-A-S-H dan struktur amorf yang ditunjukkan dengan analisis XRD dan FTIR. Selain itu, hasil analisa transmitansi optik, scan MIP dan SEM beserta hasil densitas dan absorpsi air menunjukkan dengan jelas densifikasi matriks yang terbentuk untuk persentase nano-silika yang optimal. Namun, waktu pengaturan awal ditemukan berkurang secara substansial dengan peningkatan konten nano-silika. Selain itu, hasil TG telah menunjukkan geopolimer 5% yang ditambahkan nano memiliki stabilitas termal yang lebih besar dibandingkan dengan geopolimer referensi. Akhirnya, metodologi yang diadopsi dalam penelitian ini menunjukkan bahwa nano-silika 5%, merupakan hasil yang optimal untuk sintesis dan produksi geopolimer lokal berbasis meta kaolin, dengan memperhatikan perbaikan sifat fisik, struktur mikro dan kuat tekan.
Geopolimer, dalam beberapa dekade terakhir, telah menunjukkan potensi yang signifikan untuk digunakan sebagai material semen. Bersama dengan sifat-sifat lainnya, kontribusi geopolimer dalam mengurangi jejak karbon dioksida pada lingkungan dengan mengganti semen tampak cukup menarik dan signifikan. Elemen dasar yang diperlukan untuk menghasilkan geopolimer termasuk bahan sumber yang mengandung aluminium dan silikon, dan larutan alkali untuk memulai polimerisasi. Berbagai bahan sumber seperti fly ash, biomass bottom ash, slag, silica fume dan natural clays telah digunakan untuk sintesis geopolimer. Geo-polimer berbasis Metakaolin baru-baru ini mendapat perhatian banyak peneliti karena sifat uniknya seperti perkembangan kuat tekan yang cepat, konduktivitas termal yang lebih rendah dan ketahanan yang lebih baik terhadap asam dibandingkan dengan beton semen normal [1]. Namun, sifat yang disintesis sangat bergantung pada parameter sintesis: jenis pelarut, bahan sumber, proporsi pencampuran dan kondisi pengawetan [2] [3] [4] [5]. Dalam hal ini, optimasi parameter sintesis dalam kaitannya dengan material yang digunakan tampaknya menjadi salah satu langkah penting. Selain itu, penggunaan teknologi nano sangat bermanfaat dalam berbagai aplikasi karena sifat fisikokimianya yang sangat baik. Beberapa peneliti telah mempelajari efek dari berbagai jenis nano-oksida (nano-kaolin, nano-silika, nano-alumina, nanotube karbon) pada sifat geopolimer segar dan keras dan melaporkan bahwa pengenalan nanopartikel dalam campuran meningkatkan mekanik dan sifat mikro [6] [7]. Nano-silika menjadi salah satu bahan nano yang paling umum digunakan telah menunjukkan potensi tinggi untuk meningkatkan sifat bahan yang berbeda [8] [9]. Memang, struktur amorf dan permukaan khusus yang tinggi dari silika nano diharapkan menghasilkan geopolimer yang lebih padat dibandingkan dengan bahan aditif tradisional. Karena ukurannya, nanopartikel dapat dengan mudah tersebar dalam larutan alkali, menghasilkan sejumlah besar situs nukleasi dan menghasilkan jaringan yang lebih homogen dan padat. Selain itu, ukuran partikel dan sifat nano-silika sangat bergantung pada metode sintesis [10] [11]. Metode sol-gel telah digunakan dalam banyak aplikasi karena keuntungannya menyediakan partikel dengan ukuran yang berbeda [12] [13]. Berbagai upaya telah dilakukan dalam beberapa tahun terakhir untuk menggunakan nano-silika untuk sintesis geopolimer [14] [15]. Khater [14] telah menunjukkan bahwa penggabungan nano-silika meningkatkan reaksi geo-polimerisasi, dengan meningkatkan situs nukleasi N-A-S-H dan C-S-H. Peningkatan sekitar 32% dilaporkan pada kekuatan tekan untuk mortar yang mengandung 2,5% nano-silika [16]. Selain itu, Phoo-Negernham dkk. [17] telah mencatat peningkatan sekitar 31% pada kekuatan tekan, 44% pada kekuatan lentur dan lebih dari 70% dalam elastisitas, untuk geopolimer yang diperkuat oleh 2% nano-silika. Selain itu, Gao et al. [15] telah memperoleh peningkatan kekuatan lentur dari 12 menjadi 15 MPa untuk geopolimer yang dicampur dengan 1% nano-silika. Itu juga memperhatikan bahwa viskositas pasta segar geopolimer menurun dengan peningkatan jumlah nano-silika [15]. Sementara sebagian besar karya yang dikutip setuju bahwa penambahan partikel nano-silika umumnya meningkatkan sifat geopolimer yang disintesis, namun persentase nano-silika yang dioptimalkan berbeda karena berbagai faktor eksperimental yaitu metode dispersi nano-silika, sumber meta-kaolin lokal, rasio cair / padat, dan molaritas larutan alkali bersama dengan suhu pengeringan.
Berdasarkan tinjauan literatur di atas, pekerjaan ini dilakukan untuk mengoptimalkan sintesis geopolimer menggunakan metakaolin lokal (Tunisia) dengan dan tanpa penambahan nano-silika. Optimalisasi geopolimer kontrol dilakukan dengan memperhatikan rasio cair / padat, molaritas larutan basa, dan suhu curing. Selain itu, untuk menentukan persentase nano-silika yang dioptimalkan, pengaruh berbagai persentase penambahan nano-silika terhadap sifat mekanik dan mikro untuk geopolimer berbasis meta kaolin lokal dipelajari dengan menggunakan X-ray Fluorescence (XRF), X-ray. difraksi (XRD), Spektroskopi Inframerah Transformasi Fourier (FTIR), Mikroskop Elektron Pemindaian (SEM), kuat tekan, waktu pengaturan, densitas, absorpsi air dan spektroskopi UV / VIS / NIR. Selain itu, analisis Mercury Intrusion Porosimetry (MIP) dan Thermogravimetry (TG) juga dilakukan untuk pengendalian dan optimalisasi nano-silika.