Dalam skala industri, tercatat lebih dari 20 miliar ton beton diproduksi di seluruh dunia setiap tahunnya. Pembuatannya melalui proses manufaktur dan menyumbangkan 5 hingga 10 persen karbon dioksida ke emisi global.

Para insinyur di Rice Uni­versity, Houston, Amerika Serikat, menciptakan beton yang lebih hijau atau ramah lingkungan. Ilmuwan menggunakan Fly Ash, yakni produk sampingan dari pembangkit listrik tenaga batu bara untuk menggantikan semen Portland.

Mereka mengembangkan pengikat komposit dari fly ash yang dapat menggantikan semen Port­land dalam beton nantinya. Rouz­beh Shahsavari, ilmuwan material di Rice University mengatakan bahan baru ini tidak memiliki kapur dan ramah lingkungan.

Shahsavari mengembangkan ma­terial baru tersebut bersama dengan mahasiswa pascasarjana Sung Hoon Hwang. Setidaknya ada beberapa kelebihan dari temuan mereka.

Material baru ini tidak memer­lukan pemrosesan semen Portland dengan suhu tinggi. Meski demiki­an hasil pengujian yang dilakukan menunjukkan bahwa beton baru ini memiliki kekuatan tekan yang sama setelah tujuh hari pengawetan.

Bahan baru ini juga cukup hanya membutuhkan sedikit sekali bahan kimia berbasis natrium yang digu­nakan untuk mengeraskan semen Portland. Hasil riset ini sendiri dila­porkan dalam Journal of American Ceramic Society.

Dalam skala industri, tercatat lebih dari 20 miliar ton beton dipro­duksi di seluruh dunia setiap tahun­nya. Pembuatannya melalui proses manufaktur dan menyumbangkan 5 hingga 10 persen karbon dioksida ke emisi global. Jumlah tersebut hanya sedikit melebihi emisi rumah kaca yang dihasilkan oleh transportasi dan energi sebagai produsen terbe­sar gas rumah kaca.

Produsen sering menggunakan sejumlah kecil fly ash yang kaya akan silikon dan aluminium sebagai suplemen untuk semen Portland dalam beton. “Industri ini biasanya mencampurkan 5 hingga 20 per­sen fly ash ke dalam semen untuk membuatnya menjadi hijau, tetapi sebagian besar campurannya masih berupa semen,” kata Shahsavari.

Upaya sebelumnya untuk se­penuhnya menggantikan semen Portland dengan senyawa fly ash membutuhkan sejumlah besar ak­tivator berbasis sodium mahal yang meniadakan manfaat lingkungan. “Dan pada akhirnya itu lebih mahal daripada semen,” Shahsavari me­nambahkan.

Para peneliti menggunakan ana­lisis Taguchi, metode statistik yang dikembangkan untuk mempersem­pit ruang fase besar – semua ke­mungkinan keadaan – dari kompo­sisi kimia. Ini diikuti oleh optimasi komputasi untuk mengidentifikasi strategi pencampuran yang terbaik.

Hasilnya, menurut Shasvari, sa­ngat meningkatkan kualitas struk­tural dan mekanis dari komposit yang disintesis. Lebih dari itu, juga menyebabkan keseimbangan opti­mal dari fly ash yang kaya kalsium, nanosilika dan kalsium oksida dengan kurang dari 5 persen dari aktivator berbasis natrium.

“Sebagian besar karya masa lalu berfokus pada apa yang disebut fly ash tipe F, yang berasal dari pem­bakaran batu bara antrasit atau bitumen di pembangkit listrik dan memiliki kandungan kalsium ren­dah,” kata Shahsavari.

Tapi secara global, ada sum­ber signifikan dari batubara kelas bawah seperti batubara lignit atau sub-bituminus. Pembakaran ini menghasilkan kalsium tinggi, atau tipe C, fly ash, yang lebih sulit untuk diaktifkan.

“Pekerjaan kami menyediakan jalur yang layak untuk pengaktifan yang efisien dan hemat biaya dari jenis fly ash berkalsium tinggi ini, membuka jalan bagi pembuatan beton yang bertanggung jawab terhadap lingkungan. Pekerjaan di masa depan akan menilai properti seperti perilaku jangka panjang, pe­nyusutan dan daya tahan,” tambah Shahsavari.

Shahsavari menyarankan strategi yang sama dapat digunakan untuk mengubah limbah industri lainnya, seperti sekam padi menjadi bahan semen ramah lingkungan tanpa menggunakan semen.(koran-jakarta.com)