Studi saat ini berfokus pada pemanfaatan lempung lokal untuk sintesis dan karakterisasi geopolimer berbasis meta-kaolin dengan dan tanpa nano-silika. Geopolimer kontrol untuk kuat tekan 30 MPa dioptimasi dengan menggunakan rasio Liquid/Solid 0,55, konsentrasi NaOH 10 M dan curing pada suhu 80°C. Nano silika Karakterisasi Geopolimer ditambahkan dalam rentang yang diperluas dari 1%, 2%, 3%, 5%, 7% dan 10%. Geopolimer berbasis nanosilika metakaolin yang telah disintesis diperiksa dengan menggunakan spektroskopi kuat tekan, XRD, XRF, FTIR, SEM, MIP, TG, UV/VIS, selain densitas, penyerapan air dan waktu pengerasan awal. Hasil penelitian menunjukkan adanya peningkatan nilai kuat tekan dengan penambahan nano silika pada campuran geopolimer hingga persentase optimum 5%, sedangkan penambahan nano silika 10% menurunkan kuat tekan sebesar 5% dibandingkan dengan geopolimer kontrol. . Peningkatan kuat tekan terakreditasi pada peningkatan kandungan gel N-A-S-H dan struktur amorf yang ditunjukkan oleh analisis XRD dan FTIR. Selain itu, analisis transmitansi optik, pemindaian MIP dan SEM beserta hasil densitas dan penyerapan air secara jelas menunjukkan densifikasi matriks yang terbentuk untuk persentase nano silika yang optimal. Namun, waktu pengaturan awal ditemukan berkurang secara substansial dengan peningkatan kandungan nano-silika. Selain itu, hasil TG telah menunjukkan geopolimer yang ditambahkan nano 5% 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 berbasis meta kaolin lokal, dengan memperhatikan peningkatan sifat fisik, struktur mikro dan kuat tekan.
Geopolimer dalam beberapa dekade terakhir telah menunjukkan potensi yang signifikan untuk digunakan sebagai bahan semen. Seiring dengan sifat lainnya, kontribusi geopolimer dalam mengurangi jejak karbon dioksida 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, biomassa bottom ash, slag, silica fume dan natural clays telah digunakan untuk sintesis geopolimer. Geopolimer berbasis metakaolin baru-baru ini mendapat perhatian banyak peneliti karena sifatnya yang unik seperti pengembangan kuat tekan yang cepat, konduktivitas termal yang lebih rendah dan ketahanan yang lebih baik terhadap asam dibandingkan dengan beton semen normal [1]. Namun, sifat-sifat geopolimer yang disintesis sangat bergantung pada parameter sintesis: jenis pelarut, bahan sumber, proporsi pencampuran dan kondisi pengawetan [2] [3] [4] [5]. Dalam hal ini, optimalisasi parameter sintesis dalam kaitannya dengan bahan yang digunakan tampaknya menjadi salah satu langkah penting. Selain itu, telah ditunjukkan bahwa penggunaan nanoteknologi 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, karbon nanotube) pada sifat geopolimer segar dan mengeras dan melaporkan bahwa pengenalan nanopartikel dalam campuran geopolimer meningkatkan mekanik dan sifat mikrostruktur [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 spesifik nano-silika yang tinggi diharapkan menghasilkan geopolimer yang lebih padat dibandingkan dengan aditif tradisional. Karena ukurannya, nanopartikel dapat dengan mudah terdispersi dalam larutan basa, 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 sintesisnya [10] [11]. Metode sol-gel telah digunakan dalam banyak aplikasi karena keunggulannya dalam memberikan ukuran partikel 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 geopolimerisasi, dengan peningkatan situs nukleasi N-A-S-H dan C-S-H. Peningkatan sekitar 32% dilaporkan dalam kekuatan tekan untuk mortar yang mengandung 2,5% nano-silika [16]. Selain itu, Phoo-Negernham et al. [17] telah mencatat peningkatan sekitar 31% dalam kekuatan tekan, 44% dalam 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. Terlihat juga bahwa viskositas pasta segar geopolimer menurun dengan bertambahnya jumlah nano-silika [15]. Sementara sebagian besar karya yang dikutip setuju bahwa penambahan partikel nano-silika umumnya meningkatkan sifat geopolimer disintesis, namun persentase dioptimalkan nano-silika berbeda karena berbagai faktor eksperimental yaitu metode dispersi nano-silika, sumber meta-kaolin lokal, rasio cair/padat, dan molaritas larutan basa bersama dengan suhu curing.
Berdasarkan tinjauan literatur di atas, pekerjaan ini dilakukan untuk mengoptimalkan sintesis geopolimer menggunakan metakaolin lokal (Tunisia) dengan dan tanpa penambahan nano-silika. Optimasi geopolimer kontrol dilakukan dengan memperhatikan rasio cair/padat, molaritas larutan basa dan suhu curing. Selain itu, untuk mengetahui persentase optimasi nano silika, dipelajari pengaruh berbagai persentase penambahan nano silika terhadap sifat mekanik dan mikrostruktur geopolimer berbasis meta kaolin lokal menggunakan X-ray Fluorescence (XRF), X-ray difraksi (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscope (SEM), kuat tekan, setting time, densitas, penyerapan air dan spektroskopi UV/VIS/NIR. Selain itu, juga dilakukan analisis Mercury Intrusion Poosimetry (MIP) dan Thermogravimetry (TG) untuk kontrol dan optimasi geopolimer nano-silika.
