Pengaruh Variasi Konsentrasi Hidrogen Peroksida (H₂O₂) sebagai Foaming Agent terhadap Karakteristik Fisik Foam Geopolimer Berbasis Fly ash

Nur Fajar Aprilia Sari; Wiwik Dwi Pratiwi; Ayu Nindyapuspa; Laksmana Angga Persada; Milasari; Indra Leo Firmansyah

Authors

Nur Fajar Aprilia Sari Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya Author
Wiwik Dwi Pratiwi Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya Author
Ayu Nindyapuspa Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya Author
Laksmana Angga Persada Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya Author
Milasari Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya Author
Indra Leo Firmansyah Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya Author

Keywords:

density, fly ash, hydrogen peroxide, water absorption, geopolymer foam

Abstract

Pemanfaatan fly ash sebagai material penyusun geopolimer merupakan salah satu upaya untuk meningkatkan nilai tambah limbah hasil pembakaran batubara sekaligus mendukung pengembangan material konstruksi yang lebih ramah lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk memanfaatkan limbah fly ash dari PLTU sebagai foam geopolimer dan menganalisis pengaruh variasi konsentrasi H₂O₂ terhadap karakteristik fisik foam geopolimer berbasis fly ash. Material penyusun terlebih dahulu dikarakterisasi menggunakan pengujian X-Ray Fluorescence (XRF), X-Ray Diffraction (XRD), Loss on Ignition (LOI), dan Particle Size Analysis (PSA). Selanjutnya dilakukan pembuatan foam geopolimer dengan variasi konsentrasi H₂O₂ sebesar 1%, 2%, 3%, dan 4% terhadap massa fly ash. Karakteristik fisik yang diamati meliputi densitas dan daya serap air. Hasil penelitian menunjukkan bahwa fly ash memiliki kandungan silika dan alumina yang tinggi sehingga memenuhi syarat sebagai prekursor geopolimer. Peningkatan konsentrasi H₂O₂ menyebabkan densitas foam geopolimer menurun berturut-turut sebesar 736 kg/m³; 664 kg/m³; 602,7 kg/m³; dan 570,7 kg/m³, sedangkan daya serap air meningkat berturut-turut sebesar 25%; 36,7%; 40,2%; dan 43,3%. Analisis MANOVA mengonfirmasi pengaruh signifikan secara simultan terhadap kedua parameter (p < 0,001). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa konsentrasi H₂O₂ berpengaruh terhadap karakteristik fisik foam geopolimer berbasis fly ash.

References

[1] Kaza, S., Yao, L., Bhada-Tata, P., & Woerden, F. Van. (2018). What a Waste 2.0: A Global Snapshot of Solid Waste Management to 2050. World Bank Publications.

[2] Zierold, K. M., & Odoh, C. (2020). A review on fly ash from coal-fired power plants: chemical composition, regulations, and health evidence. Reviews on environmental health, 35(4), 401-418.

[3] Kuźnia, M. (2024). A review of coal fly ash utilization: environmental, energy, and material assessment. Energies, 18(1), 52.

[4] Tajunnisa, Y., Cahyani, A. A., Masrafat, H., Hariyanto, I. R., Wibowo, Y. N., Alfayet, M. R., & Halisah, V. N. (2024). FABAKO: Program Pemanfaatan Limbah Fly Ash dan Bottom Ash (FABA) sebagai Paving Jalan untuk Meningkatkan UMKM Masyarakat Paiton. Sewagati, 8(5), 2205-2217.

[5] Kozłowski, M., & Kadela, M. (2018). Mechanical Characterization of Lightweight Foamed Concrete. Advances in Materials Science and Engineering, 2018. https://doi.org/10.1155/2018/6801258

[6] Dhasindrakrishna, K., Pasupathy, K., Ramakrishnan, S., & Sanjayan, J. (2021). Progress, current thinking and challenges in geopolymer foam concrete technology. Cement and Concrete Composites, 116, 103886. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103886

[7] Bazan, P., Łach, M., Kozub, B., Figiela, B., & Korniejenko, K. (2023). The Production Process of Foamed Geopolymers with the Use of Various Foaming agents. In L. F. M. da Silva (Ed.), Materials Design and Applications IV (pp. 63–74). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-031-18130-6_5

[8] Li, T., Wang, Z., Zhou, T., He, Y., & Huang, F. (2019). Preparation and properties of magnesium phosphate cement foam concrete with H2O2 as foaming agent. Construction and Building Materials, 205, 566–573. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.02.022

[9] Shilar, F. A., & Shilar, M. (2025). Review: Foam geopolimer synthesis macro- to micro-properties. Journal of Materials Science, 60(46), 23176–23226. https://doi.org/10.1007/s10853-025-11707-7

[10] Wang, T., Chen, Y., Jing, X., Wang, X., Zhang, L., & Yang, P. (2024). Preparation and properties of lightweight geopolymer by bio-based foaming agent. Materials, 17(13), 3167.

[11] Ibrahim, M., Wan Ibrahim, W. M., Abdullah, M. M. A. B., Nabialek, M., Putra Jaya, R., Setkit, M., ... & Jeż, B. (2023). Synthesis of metakaolin based alkali activated materials as an adsorbent at different Na2SiO3/NaOH ratios and exposing temperatures for Cu2+ removal. Materials, 16(3), 1221.

[12] Yu, Q., Li, X., Wang, Z., & Xue, J. (2022). Characterization and Performance Evaluation of Metakaolin-Based Geopolymer Foams Obtained by Adding Foam Stabilizer. Materials, vol. 15, no. 10, Art. no. 3570, May 2022. https://doi.org/10.3390/ma15103570.

[13] González, M. F., Saadatkhah, N., & Patience, G. S. (2024). Experimental methods in chemical engineering: X‐ray fluorescence - XRF. The Canadian Journal of Chemical Engineering, 102(6), 2004-2018.

[14] Taylor, P., Bunaciu, A. A., Gabriela, E., Tioiu, U. Ş., & Aboul-enein, H. Y. (2015). Critical Reviews in Analytical Chemistry X - Ray Diffraction : Instrumentation and Applications. https://doi.org/10.1080/10408347.2014.949616 April 2015, 37–41.

[15] Susanto, E. P., Soemardi, B. W., & Pane, I. (2011). Studi Penggunaan Dinding Foam Concrete (FC) dalam Efisiensi Energi dan Biaya untuk Pendinginan Udara (Air Conditioner). Jurnal Teknik Sipil ITB.