## Indonesian Journal of Pure and Applied Chemistry
journal homepage: http://jurnal.untan.ac.id/index.php/IJoPAC
SINTESIS DAN KARAKTERISASI GEOPOLIMER BERBAHAN DASAR KAOLIN CAPKALA DENGAN VARIASI RASIO MOL SiO 2 /Al 2 O 3
Yatim Mustakim 1* , Nurlina 1 , Intan Syahbanu 1
1 Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Tanjungpura Jl. Prof. Dr. H. Hadari Nawawi, Pontianak 78124, Indonesia
* Corresponding author: nurlina@chemistry.untan.ac.id ARTICLE INFO ABSTRACT Article history: Received 11 July 2019 Accepted 30 July 2019 Available online 30 July 2019 Keywords: kaolin, geopolymer, compressive strength
One of the potential raw materials for the preparation of geopolymers is  kaolin.  In  the  present  report,  the  used  activated  kaolin  is  from Capkala Village in West Borneo. This paper presents an experimental study  on  the influence  of  different  SiO 2 /Al 2 O 3 molar  ratios  on  the compressive  strength  and  microstructural  characteristics  of  the Capkala  kaolin-based  geopolymer. The  used  Capkala  kaolin  was  a product  of  the  calcination  of  the  source  material  at  750ºC  2  h.  The alkaline  activator  solutions  that  were  used  to  activate  the  activated capkala  kaolin  precursor  were  prepared  by  mixing  NaOH  solution with  Na 2 SiO 3 solution.  The  activator  solution  was  allowed  to equilibrate for a minimum of 24 h at a room temperature before use. The geopolymer was prepared by hand mixing of the Capkala kaolin and  the  activator  solution. Experiments  conducted with  SiO 2 /Al 2 O 3 molar ratios of 3.8; 3.9; 4.0; 4.1 and 4.2 for all mixing. The resulting pastes are cast in cylinder molds of 2.3 × 4.6 cm. The pastes hardened 24 h in the forms, at room temperature for 24 h. The geopolymer was dried  at  60ºC  2  h.  The  geopolymer  was  tested  for  compressive strength  and  sample  pieces  were  taken  from  ones  with  the  highest strength  for  XRD  and  SEM.  Based  on  the  test  was  obtained  that geopolymer  with  3.9  SiO 2 /Al 2 O 3 ratios  has  the  highest  compressive strength  that  is  2.820  Mpa.  The  XRD  analysis  showed  the  peak at 2 θ (º) 26,69 o ,  20,92 o dan  19,77 o . The  spectra  FTIR  of  geopolymer showed the absorption at 3289.96 cm -1 ; 1647.67 cm -1 and 955.65 cm - 1 .  Moreover,  there  are  functional  groups  absorption  for  geopolymer such Al-OH stretch vibration (near 900 cm-1), stretch vibration of Si- O  and  Al-O  (600-700  cm- 1 ),  Si-O-Al  bend  vibration  (near  500  cm -1 ). The  morphology  of  the  capkala  kaolin  based  geopolymer  with  SEM has succeeded in changing the kaolin structures in the form of regular slabs  to  be  more  irregular  due  to  heating  with  a temperature  of 750ºC.
© 2019 IJoPAC. All rights reserved

## 1. Pendahuluan
Geopolimer  merupakan  material  anorganik  yang  disintesis melalui  proses  polimerisasi [1] . Material geopolimer dan campuran semen geopolimer memiliki ketahanan terhadap asam dan suhu
tinggi,  sebagai  pelapis  yang  baik  untuk  keramik  dan  logam,  serta  material  yang  kuat  untuk konstruksi bangunan [2] . Geopolimer juga dapat digunakan dalam penanganan terhadap limbah B3 berupa logam berat seperti limbah kromium [3] , maupun limbah radioaktif seperti limbah uranium [4] dengan  menerapkan  metode  solidfikasi dan amobilisasi [5] . Geopolimer  dibuat  dari  material  yang mengandung aluminosilikat yang direaksikan dengan larutan basa seperti larutan NaOH atau KOH ( alkaline activation ). Larutan basa ini biasa juga disebut sebagai larutan pengaktif. Proses reaksi akan membentuk struktur polimer tiga dimensi dari ikatan Si-O-Al. Rasio silika dan alumina ari prekursor yang  digunakan  akan  mempengaruhi  karakteristik  geopolimer  yang  dihasilkan [6] .  Mineral aluminosilikat yang telah banyak diteliti dan dikembangkan sebagai bahan dasar sintesis geopolimer antara  lain adalah  abu  layang [7] .  Material  aluminosilikat  lainnya  masih  berpeluang  untuk dikembangkan menjadi geopolimer.
Kaolin adalah salah satu mineral aluminosilikat berupa endapan lempung yang sebagian besar terdiri dari kaolinit. Kaolin merupakan salah satu kekayaan mineral yang dimiliki oleh Kalimantan Barat khususnya di Dusun Bukit batu, Desa Capkala, Kecamatan Capkala, Kabupaten Bengkayang. Berdasarkan  kandungan  aluminosilikatnya,  kaolin telah  digunakan  dalam  beberapa  penelitian, namun hingga saat ini penggunaan kaolin capkala sebagai bahan dasar pembuatan geopolimer belum ditemukan publikasinya. Mempertimbangkan sifat dan fungsi geopolimer, sintesis geopolimer dari kaolin Capkala memberikan peluang pemanfaatan kekayaan sumber daya mineral Kalimantan Barat dan nilai tambah kaolin Capkala.
Dalam  sintesis  geopolimer, banyak  faktor  yang  mempengaruhi  karakter  geopolimer  yang diahsilkan (baik secara makrostruktur maupun mikrosrukturnya), antara lain: prekursor atau bahan awal  yang  digunakan (komposisi  kimia/ mineralogical  compositions ),  temperatur  kalsinasi/ thermal treatment ,  ukuran  partikel/ particle  sizes / specific  surface  areas ), larutan  pengaktif  (aktivator  yang digunakan)  dan proses pematangan  geopolimer  (temperatur,  durasi  dan  kelembaban) [8] . Sintesis geopolimer berbahan dasar kaolin Capkala dengan variasi rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 akan dilakukan pada penelitian ini. Sebelum dilakukan sintesis geopolimer dengan variasi rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 , terlebih dahulu  ditentukan  rasio Solid/Liquid (S/L) untuk  menentukan  geopolimer  dengan  rasio  S/L  yang mudah  dicetak  dengan  menganalisis  viskositas  dari  pasta  geopolimer. Geopolimer  akan  diuji  kuat tekannya,  kemudian  dilakukan analisis  mikrostruktur geopolimer  yang  dihasilkan dilakukan karaterisasi.

## 2. Material dan Metode

## 2.1Material
Material  yang  digunakan  sebagai  prekursor  dalam  pembuatan  geopolimer  pada  peelitian  ini adalah kaolin capkala. Bahan kimia yang digunakan pada penelitian ini antara lain padatan natrium hidroksida (NaOH) p.a dan natrium silikat (Na 2 SiO 3 ) teknis.
Alat-alat  yang  digunakan  pada  penelitian  antara  lain mixer (MIYAKO), seperangkat  peralatan plastik sebagai wadah pembuatan larutan NaOH dan pembuatan pasta geopolimer. Instrumen untuk karakterisasi  geopolimer  digunakan X-Ray D iffractometer (XRD) (X’PERT  POWDER  PW  30/40), Scanning  Electron  Microscope (SEM) (HITACHI  SU  3500) dan Fourier Transform  Infrared (FTIR) (PERKIN ELMER).

## 2.2Sintesis Geopolimer
Sintesis  geopolimer  diawali  dengan  pembuatan  larutan  pengaktif yang dibuat  dengan mencampurkan  larutan  natrium  hidroksda  (NaOH)  dan  natrium  silikat  (Na 2 SiO 3 ). Larutan  NaOH dibuat  dengan  cara melarutkan pelet  NaOH  sebanyak  12  g NaOH dalam  30  mL aquades. Larutan
NaOH didiamkan  selama  24  jam dalam wadah tertutup.  Setelah  24  jam, Na 2 SiO 3 ditambahkan  ke dalam larutan NaOH, diaduk hingga tercampur sempurna, kemudian didiamkan selama 6 jam.
Pembuatan geopolimer diawali dengan menentukan komposisi rasio solid/liquid atau rasio S/L geopolimer,  dengan  cara  memvariasikan  massa  kaolin  yang  digunakan  dalam  pembuatan geopolimer. Tujuannya  adalah  untuk  menentukan  rasio  S/L  yang  menghasilkan  pasta  geopolimer yang cepat mengering (dalam waktu 24 jam) dan makrostrukturnya terlihat homogen (tidak retak atau tidak berpori). Fasa solid yang dimaksud dalam rasio S/L adalah jumlah dari massa kaolin, fasa padat dari Na 2 SiO 3 dan pellet NaOH. Fasa liquid adalah jumlah dari massa air yang terkandung pada Na 2 SiO 3 dan aquades yang digunakan untuk membuat larutan NaOH . Pada penelitian ini, penentuan rasio S/L dibuat variasi antara 3,0-4,0 dengan komposisi campuran bahan yang dapat dilihat pada Tabel 1 di bawah ini:
Tabel 2.1 Komposisi Campuran Bahan untuk Penentuan S/L
Geopolimer  dibuat  dengan  mencampurkan  kaolin  dan  larutan  pengaktif. Campuran  diaduk hingga homogen menggunakan hand mixer dengan kecepatan paling rendah selama 5 menit sampai terbentuk pasta geopolimer. Pasta tersebut dituangkan ke dalam cetakan berbentuk silinder. Ukuran cetakan silinder yang digunakan dalam pembuatan geopolimer ini berdiameter 2,3 cm dan tinggi 4,6 cm.  Pasta  geopolimer  didiamkan dan  dibiarkan  mengeras dalam  cetakan  selama  24  jam. Dalam waktu  24  jam,  dilakukan  pengamatan  terhadap  tekstur  pasta  dan  makrostruktur  dari  geopolimer yang  telah mengeras.  Geopolimer  dengan  nilai  S/L  yang  dipilih  untuk  tahapan  selanjutnya  adalah geopolimer  dengan  pasta  yang  tekstur  pastanya  kental,  dapat  mengeras  dalam  waktu  24  jam  dan tidak berpori.
2.3 Sintesis dan Karakterisasi Geopolimer  dengan Variasi Rasio Mol SiO 2 /Al 2 O 3
Geopolimer  dengan  nilai  S/L  (yang  telah  diputuskan  untuk  dilanjutkan  dari  prosedur sebelumnya) dibuat kembali dengan variasi rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 . Prosedur pembuatan geopolimer sama dengan prosedur yang telah dilakukan pada pembuatan geopolimer untuk penentuan rasio S/L, namun pada prosedur ini massa kaolin yang digunakan tetap. Variasi rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 diperoleh dengan memvariasikan mol SiO 2 dari natrium silikat yang ditambahkan.
Geopolimer  yang  telah  mengeras  dikeluarkan  dari  cetakan  kemudian  dimasukan  ke dalam plastik polietilen. Geopolimer yang terbungkus plastik polietilen dipanaskan pada suhu 60 o C selama 24  jam.  Setelah  pemanasan,  geopolimer  didiamkan  selama  7  hari . Geopolimer  yang  dilanjutkan untuk  tahapan  penelitian  ini  selanjutnya  dipilih  dari  geopolimer  dengan  rasio  S/L  yang  secara makrostruktur  bertekstur  kental  dan  lebih  cepat  kering  (dalam  waktu  1x24  jam). Pengujian  ini dilakukan pada geopolimer yang sudah berumur 7 hari kemudian dianalisis uji kuat tekannya untuk mengetahui sifat fisik dari geopolimer tersebut. Geopolimer dengan kuat tekan tertinggi kemudian dikarakterisasi dengan instrumen FTIR , XRD dan SEM.
No Massa masing-masing komponen (gram) Rasio S/L Kaolin Na 2 SiO 3 NaOH H 2 O 1 114 39 12 30 4,00 2 104.3 39 12 30 3,75 3 94.5 39 12 30 3,50 4 84.5 39 12 30 3,25 5 75 39 12 30 3,00

## 3 Hasil dan Pembahasan

## 3.1 Sintesis Geopolimer
Geopolimer yang telah mengeras dilepaskan dari cetakan kemudian dimasukan kedalam plastik kedap udara agar air yang terkandung dalam geopolimer tidak menguap karena dapat menyebabkan keretakan. Geopolimer yang masih terbungkus kemudian dipanaskan pada suhu 60 o C. Pemanasan ini dilakukan untuk membantu geopolimerisasi dalam hal proses pematangan geopolimer yang biasa dikenal sebagai proses temperature curing dan pada suhu 60 o C tersebut, reaksi geopolimerisasi dapat berjalan dengan optimal [9] . Tabel 3.1 Geopolimer dengan Variasi Rasio S/L
No Rasio S/L Kecenderungan Viskositas Pasta dan Makrostruktur Geopolimer pada Berbagai Rasio S/L 1. 4,00 pasta sangat kental, sulit dicetak, sangat cepat kering, mudah retak 2. 3,75 pasta kental, sulit dicetak, kering dalam waktu 1 x 24 jam, retak 3. 3,50 pasta kental, mudah dicetak, kering dalam waktu 1 x 24 jam, tidak retak 4. 3,25 pasta encer, mudah dicetak, kering dalam waktu 2 x 24 jam 5. 3,00 pasta sangat encer, mudah dicetak, kering dalam waktu 2 x 24 jam
Rasio S/ L  pada  penelitian  ini  meliputi  rasio  massa  padatan  dan  massa  air . Padatan  ( Solid/S) adalah campuran kaolin terkalsinasi, fasa padat natrium silikat, dan NaOH sedangkan air ( Liquid/L) adalah kandungan air pada natrium silikat dan aquades. Rasio S/L sangat mempengaruhi viskositas dari suatu pasta geopolimer. Viskositas mempengaruhi proses pengadukan dan kondisi fisik pasta geopolimer. Semakin tinggi viskositas pasta geopolimer maka semakin sulit dalam pengadukannya dan  proses  pencetakannya  sehingga  geopolimer  yang  terbentuk  mudah  retak/ cracking .  Sebaliknya, semakin  rendah  viskositas  pasta  geopolimer  maka  semakin  mudah  dalam  pengadukan  dan pencetakannya  karena  bentuk  pasta  semakin  encer,  serta  pembentukan  geopolimer  akan  semakin lama.
Rasio  mol  SiO 2 /Al 2 O 3 sangat  berpengaruh  terhadap  geopolimer.  Oleh  karena  itu, untuk mendapatkan  geopolimer  yang  baik  maka  yang  diperlukan  adalah  variasi  mol.  Berdasarkan  hasil pengamatan pada Tabel 2, rasio S/L yang memiliki campuran komposisi yang paling baik ditujukan pada  rasio  S/L  3,5 karena  memiliki  pasta  geopolimer  yang  kental  dan  mudah dicetak  serta  kering dalam  waktu  24  jam  dengan  kondisi  fisik  geopolimer  yang  tidak  mudah  retak  jika  dibandingkan dengan geopolimer pada rasio S/L lainnya.
Rasio  S/L  3,5 dipilih  untuk dijadikan  sebagai  komposisi  utama  dalam  sintesis  geopolimer dengan variasi  rasio  mol  SiO 2 /Al 2 O 3 .  Campuran pembuatan  geopolimer  pada  prosedur  selanjutnya dibuat mengikuti Tabel 3 sebagai berikut:
Tabel 3.2 Geopolimer dengan Variasi Mol SiO 2 /Al 2 O 3 No Massa masing-masing komponen (gram) Rasio S/L Rasio SiO 2 /Al 2 O 3 Kaolin Na 2 SiO 3 NaOH H 2 O 1. 94,5 57 12 30 3,5 4,2 2. 94,5 48 12 30 3,5 4,1 3. 94,5 39 12 30 3,5 4,0 4. 94,5 30 12 30 3,5 3,9 5. 94,5 21 12 30 3,5 3,8
Geopolimer dengan rasio molar SiO 2 /Al 2 O 3 dibuat dengan cara memvariasikan komponen SiO 2 . Pada penelitian  ini  tidak  dilakukan  penambahan  Al 2 O 3 sehingga  sumber  Al 2 O 3 hanya  berasal  dari kaolin.  Variasi  rasio  molar  SiO 2 dilakukan  dengan  memvariasikan  massa  dari natrium  silikat  yang ditambahkan. Sintesis geopolimer ini dilakukan dengan penambahan Na 2 SiO 3 sebagai pengatur mol SiO 2 dan mol Al 2 O 3 dibuat tetap. Pada sintesis geopolimer dengan variasi rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 sama dengan sintesis geopolimer pada penentuan rasio S/L. Geopolimer yang telah terbentuk didiamkan selama  7  hari  atau  disebut  dengan  proses curing. Peningkatan  kuat  tekan  geopolimer  akan  terus bertambah seiring lamanya waktu perawatan (curing time) . Geopolimer yang telah mengalami proses curing selama  7  hari  kemudian  dilakukan  uji  kuat  tekan.  Waktu  tunggu  geopolimer  dapat meningkatkan kuat tekan.

## 3.2Karakteristik Kuat Tekan Geopolimer dari Kaolin Capkala
Geopolimer yang berbentuk padat dan keras merupakan hasil akhir dari proses geopolimerisasi yang terjadi karena adanya reaksi silika dan alimuna dengan larutan alkali secara sempurna. Kualitas geopolimer  dapat  ditentukan  dengan  sifat  mekaniknya  yaitu    dilakukan  uji  kuat  tekan.  Hasil pengukuran berupa gaya berat dengan satuan kg. force (kg.f). Pengukuran kuat tekan dilakukan pada geopolimer yang beusia 7 hari. Geopolimer yang diuji berbentuk silinder dengan ukuran diameter 2,3 cm  dan  tinggi  4,6  cm.  Kuat  tekan masing-masing  geopolimer  diuji  sebanyak  2  sampel  sehingga diperoleh nilai rata-rata uji kuat tekan.
Tabel 3.3 Hasil Uji Kuat Tekan Geopolimer
No Rasio Mol SiO 2 /Al 2 O 3 Kuat Tekan (MPa) 1. 4,2 0,959 MPa 2. 4,1 1,271 MPa 3. 4,0 2,017 MPa 4. 3,9 2,820 MPa 5. 3,8 1,852 MPa
Kuat  tekan  geopolimer  dapat  dipengaruhi  oleh  variasi mol  SiO 2 /Al 2 O 3 yang  ditunjukan  pada Tabel 4, bahwa pada sintesis geopolimer berbahan dasar kaolin memiliki kuat tekan berturut-turut sebesar 0,959 MPa; 1,271 MPa; 2,017 MPa; 2,820MPa; dan 1,852 MPa pada masing-masing rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 =  4,2;  4,1;  4,0;  3,9;  dan  3,8. Berdasarkan  pada  Tabel  3.4 menunjukan  bahwa  kuat tekan geopolimer yang optimum sebesar 2,820 MPa pada rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 = 3,9 dan kuat tekan yang terendah sebesar 0,959 MPa pada rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 = 4,2.
Gambar 3.1 Hubungan Rasio Mol SiO 2 /Al 2 O 3 dengan Kuat tekan 1,852 MPa 2,820 MPa 2,017 MPa 1,271MP a 0,959 MPa
3.8 3.9 4.0 4.1 4.2
Rasio Mol SiO 2 /Al 2 O 3
Variasi rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 dibuat dengan menambahkan Na 2 SiO 3 sebagai pengatur mol SiO 2 dengan  Al 2 O 3 yang  dibuat  tetap.  Semakin  banyak  Na 2 SiO 3 yang  ditambahkan  maka  akan  semakin menurunkan  nilai  kuat  tekan  dari  geopolimer. Kelebihan  penambahan  Na 2 SiO 3 pada  saat  sintesis, dapat menyebabkan tersisanya mol SiO 2 pada geopolimer, sehingga jumlah monomer aluminat tidak cukup  untuk  membentuk  rantai  aluminosilikat  yang  kuat. Kelebihan  kandungan  Si  akan menyebabkan  pelarutan  Si  akan  semakin  sulit  oleh  larutan  pengaktif.  Sehingga  proses geopolimerisasi akan semakin lama dan dapat menurunkan nilai kuat tekan geopolimer.

## 3.3 Analisis Mikrostruktur Geopolimer
Geopolimer yang telah disintesis dapat dianalisis dengan menggunakan difraksi sinar-X (XRD). Analisis ini dilakukan pada geopolimer yang memiliki nilai kuat tekan yang tertinggi pada rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 =  3,9 dan  geopolimer  yang  memiliki  nilai  kuat  tekan  yang  terendah  pada  rasio  mol SiO 2 /Al 2 O 3 = 4,2. Hasil dari analisis XRD berupa difraktogram yang terdapat puncak-puncak dengan intensitas serta sudut tertentu.
Gambar 3.2 Difaktogram Geopolimer
Masih terlihatnya fasa kristalin dikarenakan adanya partikel kaolin yang tidak bereaksi. Adanya fasa kristalin dapat ditandai dengan puncak yang tajam pada sudut difaktogram sinar-X. Geopolimer dengan rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 = 3,9 terdapat fasa kristalin pada sudut 2 θ (º)= 19,77 o , 20,92 o , 26,69 o dan 50,15 o dan geopolimer dengan rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 = 4,2 terdapat adanya fasa kristalin pada sudut 2 θ (º)= 19,86 o , 21,00 o , 26,77 o , 36,68 o dan 50,23 o . Fasa kristalin pada geopolimer ini menunjukkan mineral  kaolinit. Adanya  puncak- puncak  dengan  intensitas relatif  tinggi  pada  geopolimer menandakan fasa kristalin pada kaolin tidak dapat larut dalam larutan basa NaOH. Kaolinit memiliki reaktivitas  yang  rendah  sehingga  tidak  memberikan  perubahan  signifikan  pada  kuat  tekan geopolimer. Reaktivitas kaolinit yang rendah menyebabkan terbentuknya fasa kristal sehingga sulit untuk terlibat dalam proses geopolimerisasi.
Dapat  dilihat  pada  Gambar 2 difaktrogram  geopolimer,  menunjukan  perbedaan  pada  sudut 2 θ (º) . Geopolimer dengan rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 = 3,9 memiliki puncak difaktogram pada sudut 2 θ (º) 26,69 o ,  20,92 o dan  19,77 o yang  semakin  tajam  jika  dibandingkan  dengan  sudut  2 θ (º) geopolimer
10 20 30 40 50 60 70 80 90 K K K Rasio SiO2/Al2O3 = 3,9 K K K K Rasio SiO2/Al2O3 = 4,2 K 2θ(º)
dengan rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 = 4,2 pada sudut 2 θ (º) 26,77 o , 21,00 o dan 19,86 o . Hal ini yang membuat geopolimer  dengan  rasio  mol SiO 2 /Al 2 O 3 =  3,9  memiliki  nilai  kuat  tekan  yang  lebih  tinggi  sebesar 2,280 MPa jika dibandingkan dengan rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 = 4,2 memiliki nilai kuat tekan yang lebih rendah sebesar 0,959 MPa.

## 3.4 Analisis gugus fungsi geopolimer dari spektra FTIR (Fourier Transform Infra Red)
Analisis menggunakan spektroskopi FTIR bertujuan untuk mengetahui gugus fungsi dan ikatan pada geopolimer dengan gelombang elektromagnet infra merah pada bilangan gelombang 400-4000 cm -1 . Analisis FTIR dilakukan pada geopolimer yang memiliki nilai kuat tekan yang tertinggi dengan rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 = 3,9 dan geopolimer yang memiliki nilai kuat tekan yang terendah dengan rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 = 4,2.
Gambar 3.3 Spektrum FTIR Geopolimer
Spektra FTIR geopolimer dengan rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 = 3,9 dan rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 = 4,2 dapat dilihat pada Gambar 3.3 menunjukan bahwa pita serapan 1200-950 cm -1 merupakan daerah vibrasi ulur asimetri ( asymmmetric stretching vibration ) Si–O–Al. Geopolimer dengan rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 = 3,9  menunjukan adanya  vibrasi  Si–O–Al yang  paling  tajam  ditunjukan  pita  serapan pada  bilangan gelombang  955,17  cm -1 dengan  intensitas  yang  tinggi.  Sedangkan  geopolimer  dengan  rasio  mol SiO 2 /Al 2 O 3 = 4,2 menunjukan adanya vibras i Si–O–Al yang tidak tajam ditunjukan pita serapan pada bilangan  gelombang  955,65  cm -1 dengan  intensitas  yang  lebih  rendah.  Pita  vibrasi  ulur  asimetri ( asymmmetric  stretching vibration )  Si–O–Si  atau  Si–O–Al  terlihat  semakin  tajam  menandai  ikatan yang semakin kuat pada matriks [10] . Semakin tinggi pita serapan maka kuat tekan geopolimer akan semakin kuat. Hal ini dapat dilihat pada geopolimer dengan rasio SiO 2 /Al 2 O 3 = 3,9 mempunyai pita serapan  yang lebih tajam  dan  memiliki  nilai  kuat  tekan  yang  paling  tinggi  dibandingkan  pada geopolimer dengan rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 = 4,2 yang memiliki kuat tekan yang paling rendah .
Pembentukan geopolimer juga ditandai dengan munculnya pita serapan sekitar 3500 cm -1 dan 1600  cm -1 ,  berturut-turut  merupakan  vibrasi  ulur  ( stretching vibration ) –OH dan  vibrasi  tekuk ( bending vibration )  H–O–H.  Dapat  dilihat  pada  spektrum  FTIR  geopolimer  dengan  rasio  mol SiO 2 /Al 2 O 3 = 3,9 dan pada rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 = 4,2 memiliki pita serapan pada bilangan gelombang
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Rasio SiO2/Al2O3 = 3,9 % T Bilangan gelombang (cm -1 ) Rasio SiO2/Al2O3 = 4,2 -OH 1646,50 cm -1 H-O-H 955,17 cm -1 Si-O-Al -OH H-O-H Si-O-Al 3289,96 cm -1 1647,67 cm -1 955,65 cm -1 3335,11 cm -1
3335.11 cm -1 , 3289.96 cm -1 dan 1646.50 cm -1 , 1647.67 cm -1 berturut-turut menunjukkan vibrasi ulur ( stretching vibration ) O–H dan vibrasi tekuk ( bending vibration ) H–O–H. Pita ini menunjukan adanya adanya molekul-molekul air pada geopolimer. Pita serapan pada gelombang 722,22 cm - 1 merupakan vibrasi ulur simetri ( symmmetric stretching vibration), vibrasi tekuk ( bending vibration ) Si-O-Al pada bilangan gelombang 555,56 cm -1 dan vibrasi tekuk (bending vibration ) Si-O pada bilangan gelombang 472,22 cm -1 .

## 3.5 Analisis morfologi geopolimer
Morfologi geopolimer dapat dilihat dengan menggunakan SEM ( Scanning Electron Microscopy ). Pembentukan  geopolimer  ditandai  dengan  terbentuknya  matriks  geopolimer. Gambar  4.8 merupakan  mikrograf  SEM  ( Scanning Electron  Microscopy )  geopolimer  kaolin  capkala  yang  telah disintesis  dengan variasi mol SiO 2 /Al 2 O 3 . Mikrograf  ini  menunjukkan  adanya partikel  dan  retakan yang  tergambar sebagai  garis. Pembentukan  geopolimer  ditandai  dengan  terbentuknya  matriks geopolimer
Gambar 3.4 Mikrograf Kaolin [11]
Gambar 3.5 Mikrograf SEM Geopolimer dengan Rasio Mol SiO 2 /Al 2 O 3 3,9 (a) 4,2 (b) Morfologi  geopolimer  dengan  rasio  mol  SiO 2 /Al 2 O 3 =  3,9  terlihat  terdapat  partikel  penyusun yang tidak  beraturan  dan  adanya  (cracks).  Ketidakteraturan bentuk  penyusun  partikel  ini mempengaruhi dalam pembentukan matriks aluminat-silikat yang padat. Partikel-partikel penyusun ini akan bereaksi secara menyeluruh dengan larutan pengaktif dan menghasilkan geopolimer yang
memiliki kuat tekan yang kuat. Hal ini juga mempengaruhi proses reaksi geopolimerisasi yang akan berlangsung  lebih  sempurna  dan  memiliki  geopolimer  dengan  nilai  kuat  tekan  lebih  tinggi  yaitu sebesar    2,820  MPa.    Sedangkan  morfologi  geopolimer  pada  rasio  mol  SiO 2 /Al 2 O 3 =  4,2  terlihat partikel  penyusun  geopolimer  yang  lebih  besar  jika  dibandingkan  dengan  partikel  penyusun  pada geopolimer rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 = 3,9 serta terlihat adanya retakan (cracks). Terbentuknya partikel yang  berukuran  besar  disebabkan  oleh  bertambahnya  mol  SiO 2 ,  sehingga  pelarutan  oleh  larutan pengaktif akan semakin sulit dan tidak sempurna serta mempengaruhi proses reaksi geopolimerisasi yang akan berjalan kurang sempurna [12] dan akan menghasilkan geopolimer dengan  nilai kuat tekan yang rendah yaitu sebesar 0,959 MPa.

## 4 Kesimpulan
Geopolimer yang memiliki kuat tekan yang optimum diperoleh dengan rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 = 3,9  dengan  kuat  tekan  sebesar 2,820  MPa.  Hasil  karaterisasi  XRD  menunjukan  geopolimer  yang memiliki kuat tekan yang optimum memiliki intensitas yang tinggi pada sudut 2 θ (º) 26,69 o , 20,92 o dan  19,77 o yang  semakin  tajam  jika  dibandingkan dengan geopolimer yang  memiliki  kuat  tekan minimum pada sudut 2 θ (º) 26,77 o , 21,00 o dan 19,86 o . Karaterisasi geopolimer menggunakan FTIR menunjukan  adanya  ikatan –OH , H–O–H  dan Si–O–Al yang  ditandai  dengan  munculnya  pita serapan dengan bilangan gelombang berturut-turut berturut-turut 3335,11 cm -1 , 1646,50 cm -1 dan 955,17  cm -1 serta  adanya vibrasi  ulur  simetri Si-O, vibrasi  tekuk S i–O–Al , vibrasi  tekuk Si–O berturut-turut pada bilangan gelombang 722,22 cm -1 , 555,56 cm -1 , 472,22 cm -1 pada geopolimer yang memiliki  kuat  tekan  yang  paling  tinggi  yaitu  pada  rasio mol SiO 2 /Al 2 O 3 =  3,9.  Hasil  morfologi geopolimer menunjukan adanya partikel yang tidak beraturan pada geopolimer serta adanya retakan (cracks).

## Daftar Pustaka
[1] Manuahe R, Sumajouw M. D. J, Windah R. S., 2014, Kuat Tekan Beton Geopolymer Berbahan Dasar Abu Terbang (Fly Ash), Jurnal Sipil Statik 2(6): 277-282
[2] Aziz  M.,  2012,  Karakterisasi  Mineral  Ampas  Serta  Evaluasinya  untuk  Pembuatan  Material Geopolimer  Bangunan, Jurnal  Teknologi  Pengelolaan  Limbah  ( Journal  of  Waste  Management Technology ), 15(1).
[3] Fansuri,  H., Erviana,  E.,  Rosyidah,  M.,  Iqbal,  R.M.,  Utomo,  W.P.  and  Nurlina,  2018, Immobilization of Chromium from Liquid Waste of Electroplating Home Industries by Fly Ash Geopolymerization, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 367: 310-316.
[4] Cozzi,  A.D.,  Bannochie,  C.J.,  Burket,  P.R.,  Crawford,  C.L.  and  Jantzen,  C.M.,  2011, Immobilization  of  Radioactive  Waste  in  Fly  Ash  Based  Geopolymers,  World  of  Coal  Ash Conference 2011.
[5] Davidovit, J., 2015, Geopolymer Chemistry and Application, Edisi ke-4, Institut Geopolymere, Perancis
[6] Hajkova, P., 2018, Kaolinite Claystone-Based Geopolymer Materials: Effect of Chemical Composition and Curing Conditions, Minerals , 8, 444.
[7] Zhuang XY, Chen L, Komarneni S, Zhou CH, Tong DS, Yang HM, Yu WH, Wang H. 2016. Fly ash-based  geopolymer:  clean  producion,  properties  and  applications.  Journal  of  Cleaner Production 125: 253-267.
[8] Zhang, Z.H.; Zhu, H.J.; Zhou, C.H. and Wang, H., 2016, Geopolymer from kaolin in China: An overview, Applied Clay Science , 119, 31-41.
[9] Swanepoel,  J.C.,  Strydom,  C.A,  2002, Utilisation  of  fly  ash  in  a geopolimeric  material  , Application Geochemistry 17, 1143-1148
[10] Bakharev,  T.,  2005,  “Geopolymeric  Materials  Prepared  Using  Class  F  Fly  Ash  and  Elevated Temperature Curing”, Cement Concrete, 35, 1224 – 1232
[11] Wahyuni. N , Georges Zissis, and Zéphirin Mouloungui, 2018, Characterization of Acid Sites on Modified  Kaolinite  by FTIR  Spectra  of  Pyridine  Adsorbed , 2 nd International  Conference  on Chemistry, Chemical Process and Engineering (IC3PE)
[12] Akmalia R; M. Mudjahid N, MS.; dan Fansuri H, 2014, Amobilisasi Ion Pb 2+ Oleh Geopolimer yang Disintesis Dari Abu Layang PT. IPMOMI Probolinggo, Jurnal Sains dan Seni , 1,1.