Perbandingan Kinerja H2O2 Dan Al Sebagai Agen Pembentuk Pori Pada Sintesis Geopolimer Berpori Berbasis Metakalin Dengan Menggunakan Box Behnken Design

Leilani, Kathleen Khadeeja (2025) Perbandingan Kinerja H2O2 Dan Al Sebagai Agen Pembentuk Pori Pada Sintesis Geopolimer Berpori Berbasis Metakalin Dengan Menggunakan Box Behnken Design. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5004211154-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Geopolimer berpori merupakan material berbasis mineral anorganik yang dapat disintesis melalui aktivasi alkali terhadap senyawa aluminosilikat. Karakteristik pori yang terbentuk, seperti porositas, diameter pori, dan kekuatan mekanik, sangat dipengaruhi oleh jenis agen pembentuk pori serta kondisi sintesis. Penelitian ini bertujuan mengembangkan dan membandingkan dua sistem geopolimer berbasis metakaolin menggunakan agen pembentuk pori yang berbeda, yaitu serbuk aluminium (Al) dan kombinasi hidrogen peroksida (H2O2)–polivinil alkohol (PVA), dengan pendekatan direct foaming. Variabel yang dikaji mencakup konsentrasi larutan NaOH (8-12 M), massa agen pembentuk pori, dan waktu curing (14-28 hari). Karakterisasi sampel dilakukan untuk menentukan porositas (mengacu ASTM C20), kuat tekan (menggunakan Universal Testing Machine), dan diameter pori (melalui analisis citra berbasis ImageJ). Hasil eksperimen menunjukkan bahwa sistem H2O2–PVA menghasilkan struktur pori yang lebih seragam, namun memiliki nilai kuat tekan relatif rendah. Sebaliknya, sistem dengan serbuk Al menghasilkan porositas dan diameter pori lebih tinggi, dengan kekuatan tekan yang juga lebih unggul, meskipun distribusi pori cenderung kurang homogen. Optimasi menggunakan metode Response Surface Methodology (RSM) dengan desain Box Behnken menghasilkan kondisi optimum untuk sistem Al pada NaOH 12 M, Al 0,2 g, dan waktu curing 28 hari, dengan porositas 45,912%, kuat tekan 2,755 MPa, dan diameter pori 0,158 µm. Sementara itu, kondisi optimum untuk sistem H2O2–PVA diperoleh pada NaOH 12 M, PVA 0,12 g, dan waktu curing 21 hari, menghasilkan porositas 30,105%, kuat tekan 0,562 MPa, dan diameter pori 0,223 µm. Temuan ini menunjukkan bahwa pemilihan jenis agen pembentuk pori memiliki pengaruh signifikan terhadap sifat fisik dan mekanik geopolimer yang terbentuk. Dengan mengintegrasikan analisis statistik RSM, penelitian ini berhasil mengevaluasi parameter optimal sintesis untuk memperoleh struktur geopolimer berpori dengan karakteristik yang dapat direkayasa secara presisi.
====================================================================================================================================
Porous geopolymers are inorganic mineral-based materials that can be synthesized through alkali activation of aluminosilicate compounds. The characteristics of the resulting pore structure such as porosity, pore diameter, and mechanical strength are strongly influenced by the type of pore-forming agent and the synthesis conditions. This study aims to develop and compare two metakaolin-based geopolymer systems using different pore-forming agents, namely aluminium powder (Al) and a combination of hydrogen peroxide (H2O2) and polyvinyl alcohol (PVA), via a direct foaming approach. The investigated variables include NaOH concentration (8-12 M), pore-forming agent mass, and curing time (14-28 days). Sample characterization was carried out to determine porosity (based on ASTM C20), compressive strength (using a Universal Testing Machine), and pore diameter (through image analysis with ImageJ software). Experimental results revealed that the H2O2–PVA system produced a more uniform pore structure, albeit with relatively lower compressive strength. In contrast, the Al-based system exhibited higher porosity and pore diameter, along with superior compressive strength, although the pore distribution tended to be less homogeneous. Optimization using Response Surface Methodology (RSM) with Box Behnken design yielded optimal conditions for the Al system at 12 M NaOH, 0.2 g Al, and 28 days of curing, resulting in 45.912% porosity, 2.755 MPa compressive strength, and 0.158 µm pore diameter. For the H2O2–PVA system, the optimal condition was achieved at 12 M NaOH, 0.12 g PVA, and 21 days of curing, yielding 30.105% porosity, 0.562 MPa compressive strength, and 0.223 µm pore diameter. These findings demonstrate that the choice of pore-forming agent significantly affects the physical and mechanical properties of the resulting geopolymer. By integrating RSM-based statistical analysis, this research successfully identifies optimal synthesis parameters to engineer porous geopolymer structures with precisely tailored characteristics.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Geopolimer, Porositas, Aluminium, H2O2–PVA, RSM, Geopolymer, Porosity, Aluminium, H2O2–PVA, RSM
Subjects:	Q Science > QD Chemistry > Polymerization
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Kathleen Khadeeja Leilani
Date Deposited:	05 Aug 2025 09:57
Last Modified:	05 Aug 2025 09:57
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/127569

Actions (login required)

View Item