Beton saat ini merupakan bahan bangunan yang paling banyak digunakan di dunia. Lebih dari 95% semen yang diproduksi dan digunakan saat ini adalah semen portland. Akan tetapi, produksi semen portland menghabiskan banyak sumber daya dan energi serta mengeluarkan sejumlah besar debu dan gas buangan (seperti CO₂ dan SO₂), yang menambah tekanan lingkungan. Lebih jauh lagi, semen portland memiliki keterbatasan tertentu saat digunakan dalam beton berkinerja tinggi. Oleh karena itu, orang-orang mulai mengeksplorasi penggunaan campuran mineral untuk menghasilkan jenis bahan pengikat baru guna menggantikan semen portland.

Dibandingkan dengan semen biasa, geopolimer menunjukkan sifat mekanis dan daya tahan yang unggul. Lebih jauh lagi, geopolimer memiliki banyak keunggulan dalam hal sumber bahan baku, konsumsi energi, kinerja, dan daya tahan. Geopolimer dapat dianggap sebagai semen yang “hijau dan ramah lingkungan”, yang diharapkan menjadi bahan bangunan ekologis utama di abad ke-21.

Dengan menggunakan mixer beton arus berlawanan planet, bahan baku dapat dicampur secara merata dalam kondisi geser tinggi, yang membantu mengaktifkan komponen reaktifnya secara lebih efektif.

1. Definisi

 (1) Geopolimer merupakan material yang dibuat dari senyawa aluminosilikat yang berasal dari alam atau buatan dalam kondisi basa melalui geopolimerisasi, menghasilkan material seperti semen yang mempunyai kekuatan, kestabilan, dan keawetan tinggi.
 (2) Geopolimer adalah bahan pengikat baru yang diaktifkan oleh alkali yang berbeda dari semen portland biasa. Dibandingkan dengan semen portland, geopolimer memanfaatkan bahan baku yang melimpah, memiliki konsumsi energi yang lebih rendah, hampir tidak mengeluarkan limbah, dan menghindari konsumsi sumber daya batu kapur, sehingga menjadikannya bahan bangunan hijau.
 (3) Dari perspektif produksi, geopolimer dibuat dengan mereaksikan secara kimia bahan baku aluminosilikat (seperti metakaolin atau abu terbang) dengan aktivator alkali; reaksi ini menghasilkan material yang secara kimia mirip dengan beberapa abu vulkanik.
 (4) Dari sudut pandang struktural, geopolimer membentuk kelas material baru dengan jaringan aluminosilikat 3D.
 (5) Dari perspektif ikatan, geopolimer terdiri dari jaringan ikatan kovalen yang sebagian besar dibentuk oleh silikon dan aluminium.

2.Struktur

Struktur utama geopolimer adalah kerangka aluminosilikat 3D yang amorf hingga semi-kristalin. Struktur ini terdiri dari tetrahedron silikon-oksigen dan tetrahedron aluminium-oksigen.

Menggunakan mixer beton arus berlawanan planet selama produksi membantu menyebarkan dan mengaktifkan komponen-komponen ini secara merata, menghasilkan struktur jaringan 3D yang lebih homogen.

Diagram Skema Struktur Geopolimer

1.Bahan baku utama

(1) Metakaolin, diproduksi melalui perlakuan termal yang tepat terhadap tanah liat kaolin.
(2) Hasil samping industri yang kaya akan aluminosilikat seperti terak tanur tinggi, abu terbang, fosfogipsum, dan limbah tanah liat.
(3) Feldspar-tailings, secara kimia mirip dengan metakaolin tetapi dengan jumlah kalsium yang sedikit.

(4) Aktivator alkali, biasanya natrium atau kalium hidroksida, gelas air, atau kalium silikat.
(5) Pengubah pengaturan, kalsium silikat lemah, asap silika, dan campuran (seperti retarder).

2.Proses persiapan

(1) Jika metakaolin adalah bahan bakunya, pertama-tama aktifkan dengan perlakuan termal pada suhu sekitar 850°C. Kejutan suhu tinggi mengubahnya menjadi bentuk reaktif.
(2) Bahan baku kemudian dicampur dalam mixer beton planetary countercurrent dengan aktivator alkali dan air. Kaca air sering digunakan; modulus, konsentrasi, dan kondisi pengawetannya memengaruhi sifat akhir.
(3) Setelah menambahkan air dan larutan alkali, campuran diaduk dengan kuat, dituang ke dalam cetakan, dipadatkan dengan getaran, lalu dikeluarkan dari cetakan dan diawetkan.
(4) Jika bahan bakunya adalah fly ash, maka prosedurnya sama saja.

Ringkasan: Prosedur utama meliputi (1) praproses bahan baku, (2) persiapan dan pemberian dosis larutan alkali, (3) pencampuran dalam mixer beton arus balik planet, (4) pengecoran dan pemadatan getaran, dan (5) pencetakan dan pengawetan.

3. Mekanisme Polimerisasi

Proses geopolymerisasi meliputi:
(1) pelarutan bahan aluminosilikat dalam kondisi basa;
(2) difusi spesies terlarut ke dalam pori-pori;

(3) pembentukan fase gel melalui polikondensasi;
(4) pengerasan bertahap menjadi bahan monolitik.
Menggunakan mixer beton arus berlawanan planet selama proses ini menjamin campuran yang seragam dan reaksi yang lebih lengkap.

1. Sifat fisik

(1) Koefisien penyusutan dan ekspansi rendah;
(2) Ketahanan suhu tinggi yang sangat baik;
(3) Kekuatan tekan, lentur, dan geser lebih tinggi dibandingkan semen portland biasa;
(4) Tahan lama dan stabil secara kimia dalam kondisi agresif.
Menggunakan mixer beton arus berlawanan planet membantu dalam mengembangkan struktur yang padat dan homogen, yang secara langsung berkontribusi pada sifat-sifat yang diinginkan ini.

2. Sifat kimia

(1) Kemampuan untuk membungkus ion logam berat;
(2) Pengaturan dan pengerasan cepat;
(3) Ketahanan asam yang sangat kuat;
(4) Tingkat polimerisasi dan ketahanan oksidasi yang lebih tinggi.

3.Keuntungan

(1) Konsumsi energi lebih rendah selama produksi;
(2) Ketersediaan bahan baku yang melimpah dan murah;
(3) Tahan lama, inert secara kimia, dan ramah lingkungan;
(4) Penyusutan lebih sedikit, stabilitas dimensi lebih besar.

1.Infrastruktur dan Konstruksi:
Geopolimer digunakan untuk memperbaiki dan memperkuat bangunan dan jembatan, menambah ketahanan terhadap gempa bumi dan badai. Material komposit geopolimer serat kontinu saat ini digunakan di banyak wilayah untuk penguatan struktur.

2. Aplikasi Penerbangan:
Bahan geopolimer, dengan sifatnya yang ringan dan tahan termal, telah digunakan untuk komponen pesawat, seperti panel kabin dan kursi.
Penggunaan mixer beton arus berlawanan planet selama produksi menjamin sifat material seragam yang diinginkan untuk aplikasi ini.

3. Aplikasi Otomotif:
Pada tahun 1994-95, tim Benetton F1 berhasil menerapkan bahan komposit geopolimer pada komponen mobil F1 mereka — sebuah terobosan dalam hal bobot ringan, ketahanan terhadap suhu tinggi, dan stabilitas mekanis.

4.Pengecoran dan Metalurgi Non-ferrous:
Karena geopolimer dapat mempertahankan stabilitas strukturalnya pada suhu 1000°C–1200°C, geopolimer dapat diaplikasikan pada pengecoran non-ferrous dan metalurgi.

5.Konstruksi Sipil:
Geopolimer mengeras dengan cepat dan memperoleh kekuatan dengan cepat — biasanya dalam waktu 4 jam — sehingga ideal untuk perbaikan dan proyek jalur cepat di industri jalan raya, bandara, dan kereta api.

6. Aplikasi Lalu Lintas dan Perbaikan:
Untuk perbaikan jalan raya atau bandara,mixer beton arus berlawanan planetdapat menghasilkan campuran yang cepat mengeras. Dalam waktu 1 jam, material tersebut dapat diinjak; setelah 6 jam, material tersebut dapat dibawa oleh pesawat.

Nomor telepon 7. Pembuangan Limbah Nuklir dan Berbahaya:
Geopolimer membentuk struktur seperti sangkar yang secara aman membungkus ion logam berat dan limbah nuklir, mencegah pelepasannya ke lingkungan.

8. Aplikasi Artistik dan Dekoratif:
Bahan geopolimer dapat diproses agar menyerupai batu alam, sehingga cocok untuk komponen arsitektur dan ornamen.

Nomor 9. Fasilitas Penyimpanan:
Menggunakan bahan geopolimer untuk membangun silo penyimpanan biji-bijian memberikan kendali suhu dan kelembapan alami serta ketahanan terhadap hama.