Studi Pemanfaatan Coal Fly Ash dan Variasi Alkaline activator sebagai Bahan Baku Geopolimer pada Proses Sementasi Limbah Radioaktif

ASYIFA RIZKI DAFFA, Dr. Ir. Widya Rosita, S.T., M.T., IPU.; Dr.-Ing. Ir. Kusnanto

2024 | Skripsi | TEKNIK NUKLIR

Kapasitas pembangkit listrik di Indonesia pada tahun 2022 mencapai 83.813,09 MW dengan 50,52% kapasitas disuplai oleh batu bara. Pembakaran batu bara akan menghasilkan coal fly ash sebagai produk samping dengan jumlah yang sangat banyak. Coal fly ash memiliki beragam nilai kebermanfaatan yang belum sepenuhnya dimanfaatkan. Salah satu kebermanfaatannya adalah sebagai material subtitusi semen karena bersifat pozolan. Coal fly ash dapat menggantikan semen sebagai geopolimer yang disintesis melalui reaksi geopolimerisasi. Geopolimer diprediksi dapat dimanfaatkan sebagai matriks imobilisasi limbah radioaktif.

Sintesis geopolimer dilakukan dengan menyampurkan fluidized coal fly ash dengan semen sebanyak 0, 10, dan 20 wt?se solid. Fase solid dicampur dengan fase liquid yang terdiri atas larutan limbah Na2SiO3 dan larutan NaOH. Larutan NaOH divaraisikan konsentrasinya, yaitu 8, 10, dan 12 M. Proses sintesis dilakukan pada suhu ruang dan pemeraman dilakukan selama 40 hari. Geopolimer yang telah disintesis kemudian diuji kuat tekannya.

Hasil pengujian kuat tekan menunjukkan bahwa kuat tekan geopolimer meningkat seiring meningkatnya konsentrasi NaOH. Di sisi lain, kuat tekan geopolimer akan menurun seiring bertambahnya semen. Hasil uji kuat tekan terbaik diperoleh pada variasi konsentrasi NaOH 12 M dan penambahan semen 0 wt?ngan nilai 2,60 MPa. Hasil ini tergolong rendah bila dibandingkan dengan standar IAEA. Larutan limbah Na2SiO3 menjadi alkaline activator melalui reaksi hidrolisis, tetapi justru meningkatkan efflorescence, sehingga diperlukan penelitian lanjutan.

The electricity generation capacity in Indonesia in 2022 reached 83,813.09 MW, with 50.52% of the capacity supplied by coal. Coal combustion generates coal fly ash as a byproduct in significant quantities. Coal fly ash has various potential uses that have not been fully utilized. One of its benefits is as a substitute material for cement due to its pozzolanic properties. Coal fly ash can replace cement as a geopolymer, synthesized through geopolymerization reaction. Geopolymer is predicted to be useful as a matrix for the immobilization of radioactive waste.

Geopolymer synthesis is done by mixing fluidized coal fly ash with cement by 0, 10, and 20 wt% of solid phase. Solid phase was mixed with liquid phase which is composed of  Na2SiO3 waste solution and NaOH solution. The concentration of NaOH solution was varying in 8, 10, and 12 M. Synthesis process is done in room temperature and cured for 40 days. Synthesized geopolymer then tested its compressive strength. 

The result shows that the compressive strength of geopolymer increases with the increases of NaOH concentration. On the other side, the compressive strength decreases with the addition of cement. The best compressive strength is obtained in the variaton of 12 M NaOH solution and 0 wt?ment addition with 2,60 MPa. This result is low in comparison with IAEA standards. Na2SiO3 waste solution become alkaline activator through hydrolysis reaction, but increase the efflorescence, thus providing further research.

Kata Kunci : Geopolimer, Coal Fly Ash, Alkaline activator, Limbah Radioaktif