Influence of Different Percentage Boiler Ash-Based Geopolymer in Laterite Soil

Abstract

The waste generation of palm oil boiler ash has been one of its big problems as it is less used and deposited in landfills as a by-product. Geopolymer is a new green technology that has been intensively studied in concrete applications. However, few studies on geopolymers have been conducted in soil applications. Thus, this study investigated the influence of palm oil boiler ash-based geopolymer in laterite soil strength. Different percentages, 5, 10, 15, and 20% of geopolymer mixtures, were added to laterite soil. The process of producing a geopolymer binder was performed by sieving boiler ash (150 µm), then mixing with sodium hydroxide (NaOH) and sodium silicate (Na2SiO3) as an alkaline activator at a ratio of 1:2. This material effectiveness was tested through compaction test using a standard proctor, unconfined compressive strength, and the scanning electron microscope (SEM). 15% of geopolymer in laterite soil indicated the best-mixed design with a maximum dry density of 2.23 Mg/m3 with a moisture content of 13.58%. The unconfined compressive strength test at curing times of zero, seven, and twenty-eight days on the LS-15.0 GPOBA sample, show a slightly increased strength of 47, 58, and 76 kPa, respectively. The SEM images proved that the geopolymer gel's development stabilized the soil structure from a loose structure to a denser soil structure. This study aims to investigate the influence of geopolymer in laterite soil. Boiler ash as an alternative material in geotechnical applications was studied to understand and develop new green alternative materials to sustain the environment from industrial waste and to enhance laterite soil properties. ABSTRAK: Abu kelapa sawit adalah salah satu sisa utama yang terhasil dari industri kelapa sawit tetapi penggunaannya kurang dimanfaatkan dan dibuang ke tempat pembuangan sampah. Teknologi hijau baru yang dikenali sebagai geopolimer telah dikaji secara intensif dengan kekuatan konkrit tetapi hanya sedikit kajian telah dibuat dalam penggunaan tanah. Tujuan kajian ini adalah bagi mengesan geopolimer berasaskan abu kelapa sawit terhadap kekuatan tanah laterit. Peratusan campuran geopolimer yang berbeza (0, 5, 10, 15 dan 20%) dicampur pada tanah laterit. Bagi menghasilkan geopolimer, saiz 150 ?m abu kelapa sawit disintesis dengan kombinasi bahan kimia natrium hidroksida (NaOH) dan natrium silikat (Na2SiO3) pada nisbah 1:2 bagi semua campuran sebagai pengaktif alkali. Ujian terhadap keberkesanan bahan adalah melalui proses ujian pemampatan menggunakan proktor standard, kekuatan pemampatan tidak terbatas, dan Pengimbas Mikroskop Elektron (SEM). Berdasarkan dapatan ujian pemadatan, 15% geopolimer di tanah laterit menunjukkan campuran terbaik dengan memberikan kepadatan pengeringan maksimum 2.23 Mg/m3 pada kelembapan 13.58%. Ujian kekuatan mampatan tidak terbatas pada masa pempolimeran sebanyak 0, 7 dan 28 hari diuji pada sampel LS-15.0GPOBA bagi menguji kekuatan campuran. Dapatan menunjukkan kekuatan geopolimer sedikit meningkat pada 47, 58 dan 76, masing-masing. Imej SEM membuktikan pengembangan gel geopolimer menstabilkan struktur tanah daripada struktur lopong kepada struktur tanah padat. Oleh itu, abu kelapa sawit berasaskan geopolimer dan tanah laterit berpotensi sebagai alternatif bagi merawat tanah dalam aplikasi geoteknik dan berpotensi mengurangkan kadar kebolehtelapan.