Korosi pada Beton Bertulang
Baja tulangan di dalam beton
Baja
tulangan di dalam beton berada dalam lingkungan bersifat basa kuat dengan nilai
± pH 12,5. Keadaan ini disebabkan karena
beton mengandung 20 – 30 persen Kalsium Dihidrosida (Ca(OH)2), sebagian berupa
larutan jenuh Ca(OH)2 di dalam beton, sebagian mengendap berupa kristal Ca(OH)2
di dalam beton. Lingkungan basa kuat ini memberikan perlindungan terhadap baja
tulangan di dalam beton dari serangan korosi karena baja tulangan di dalam
lingkungan basa kuat menjadi pasif.
Korosi baja tulangan
Korosi
baja tulangan adalah reaksi kimia atau elektro kimia antara baja tulangan
dengan lingkungannya. Secara umum reaksi
tersebut dapat dinyatakan sebagai berikut :
Reaksi Anodik :
Fe →
Fe++ + 2e-
H2O
→ H+ + OH-
Fe++
+ OH- → Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + O2 + H2O
→ 4 Fe(OH)3 [karat]
Reaksi Katodik :
2H+
+ 2e- → 2H → H2 (asam)
2H + ½ O2 → H2O
½ O2
+ H2 + 2e- → 2(OH)-
Baja
tulangan yang terkorosi, volume karatnya lebih besar 3 kali dari volume bahan
asalnya sehingga mengakibatkan keretakan pada beton. Hal ini merupakan awal
dari kerusakan beton yang akhirnya menuju ke kerusakan yang lebih parah
sehingga secara keseluruhan memperpendek usia pakai konstruksi yang
bersangkutan. Baja tulangan di dalam
beton terkorosi apabila keadaan pasif hilang yaitu pH lingkungan pada bidang
kontak baja-beton turun sampai < 9,5. Kondisi dimana proses korosi baja tulangan di dalam
beton dapat berlangsung sebagai berikut :
a.
Karbonasi
Karbonasi
yaitu peristiwa terbentuknya CaCO3 sebagai akibat reaksi antara Ca(OH)2 dengan
gas atau senyawa terlarut yang bersifat asam.
Proses karbonisasi berlangsung menurut reaksi sebagai berikut :
Ca(OH)2
+ CO2 → CaCO3 + H2O
Ca(OH)2
+ N2CO3 → CaCO3 + 2H2O
Ca(OH)2
+ Ca(HCO3) → 2CaCO3+ H2O
Ca(OH)2
+ 2NaHCO3 → CaCO3+ Na2CO3+ H2O
Reaksi
tersebut masih dapat berlanjut sebagai berikut :
CaCO3
+ H2O + CO2 → Ca(HCO3)2
CaCO3
+ H2O → Ca(HCO3)2
Proses
karbonasi ini berlangsung dari permukaan beton ke bagian dalam beton yang
akhirnya mencapai bidang kontak baja beton. Apabila proses karbonasi telah
mencapai bidang kontak baja-beton, pH lingkungan pada bidang kontak baja-beton
turun sampai < 9,5. Hal ini mengakibatkan keadaan pasif baja tulangan hilang
dan baja tulangan akan terkorosi yang akhirnya merusak betonnya.
b.
Degradasi oleh Sulfat
Apabila
larutan sulfat masuk ke dalam beton, maka akan terjadi reaksi dengan senyawa
hidrasi kalsium aluminate (3CaO.Al2O3.12H2O) yang terdapat di dalam beton. Reaksi yang terjadi pada proses ini adalah
sebagai berikut :
Ca(OH)2
+ Na2SO4.10H2O → CaSO4.2H2O +2NaOH + H2O
3CaO.Al2O3.12H2O
+ 3(CaSO4.2H2O) + 12H2O → 3CaO.Al2O3.
2(CaO.Al2O3.12H2O)
+ 3(Na2 SO4.10H2O) → 3CaO.Al2O3.
Reaksi
ini menghasilkan Kalsium Sulpo Aluminate (3CaO.Al2O3 .3CaSO4.31H2O).
Volume
kristal Kalsium Sulpo Aluminate 3 kali volume kalsium aluminate (bahan asalnya)
sehingga mengakibatkan beton mengalami retak halus. Hal ini merupakan jalan
bagi larutan dari luar dan atau proses karbonasi mencapai bidang kontak
baja-beton.
Apabila
larutan dari luar dan atau proses karbonasi telah mencapai bidang kontak
baja-beton, pH lingkungan pada bidang kontak bajabeton turun sampai <9,5.
Hal ini mengakibatkan keadaan pasif baja tulangan hilang dan baja tulangan akan
terkorosi yang akhirnya merusak beton.
c.
Degradasi oleh Klorida
Ion
klorida telah terkenal sangat agresif terhadap bahan konstruksi baja. Klorida
melalui reaksi hidrolisa membentuk asam. Asam yang dihasilkan menetralisir
Ca(OH)2 yang terdapat di dalam beton. Apabila proses netralisir Ca(OH)2 telah mencapai bidang kontak baja-beton, pH
lingkungan pada bidang kontak baja-beton turun sampai < 9,5. Hal ini
mengakibatkan keadaan pasif baja tulangan hilang dan baja tulangan terkorosi
yang akhirnya merusak beton.
d.
Leaching
Leaching
adalah peristiwa turunnya konsentrasi senyawa teralrut di sekitar daerah kontak
baja-beton akibat masuknya larutan ke dalam beton. Penurunan konsentrasi
akhirnya mengakibatkan pH lingkungan pada bidang kontak baja-beton turun sampai
< 9,5. Hal ini mengakibatkan keadaan pasif baja tulangan hilang dan baja
tulangan akan terkorosi yang akhirnya merusak beton.
Prinsip
terjadinya lingkaran korosi, dikatakan lingkaran karena korosi akan berproses
terus sampai akhirnya menghancurkan konstruksi yang bersangkutan secara
skematis digambarkan pada Gambar 1.
Akibat
yang ditimbulkan bila terjadi lingkaran korosi pada tulangan beton adalah :
a. Tercucinya pasta semen yang telah
mengeras.
b.
Melarutnya
dan tercucinya senyawasenyawa yang terbentuk akibat serangan air agresip.
c.
Terbentuknya
senyawa-senyawa baru, hasil reaksi kimia yang memiliki sifat sangat mengembang
(expansive) hingga beton menjadi retak dan pecah.
d. Hilangnya tegangan retakan antara
beton dan tulangan akibat slip.
Yang
paling berbahaya adalah air laut dan air tanah karena mengandung ion-ion
sulfat. Menurut C.J. Menger dalam “Sewen Coreosion and Protective Coating”,
pengaruh senyawa sulfat terhadap korosi disajikan pada tabel 1.
Pencegahan korosi pada Beton bertulang
Salah
satu pencegahan korosi adalah mengusahakan beton yang kompak dan rapat serta
homogen. Ini berarti dituntut adanya kesesuaian antara kekentalan beton (kadar
air semen) dan cara pemampatannya. Dengan parameter slump test beton, GEORGE
DREUX membuat tabel hubungan yang ditabelkan
pada Tabel 2.
Menurut
penelitian Tredland, beton dengan faktor air semen 0,7 – 0,9 dengan cara
pemampatan getaran normal, mengalami kemungkinan korosi yang paling kecil.
Pada
prinsipnya secara global, pengendalian dan pencegahan korosi pada beton
bertulang diskemakan pada Gambar 2 : (terutama
untuk jalan raya karena konstruksinya berhubungan langsung dengan air
tanah).
Salah
satu contoh mempertahankan kondisi pasif ialah cara inhibition atau cara
proteksi katodik, yaitu membalikkan arah arus korosi, sehingga menghalangi
proses korosi. Untuk Coatnya biasa digunakan prinsip-prinsip deret volta dimana proses korosi dicegah dengan
cara mempertahankan logam yang dilindungi sebagai katoda dan logam lain yang
terkorosi sebagai Anoda.
Adapun
cara-cara yang dapat mencegah korosi :
1. Pemakaian bahan-bahan yang bermutu
baik.
2.
Mempertebal
selimut beton
3.
Menggunakan
beton kedap air (secara teoritis tidak ada)
4.
Penambahan
dimensi struktur
5.
Cara
pemampatan beton yang tepat
6. Perlindungan permukaan
(Coatings) Cara ini biasanya bersifat
sementara, karena bila perlindungannya cacat atau rusak proses korosi akan
berjalan lagi.
Sumber:
Manan,
Agus Abdul. 1994. Korosi pada Beton Bertulang. Majalah Ilmiah /Populer Teknik
Sipil Unhas/Reaksi.HMS FT-UH. Edisi 02 Juli 1994.
Nawy
, Edward G. 1990. Beton Bertulang Suatu Pendekatan Dasar. Eresco Bandung.
Bandung.
Salmon,
Charles G; John E. Johnson. 1992. Struktur Baja Desain dan Perilaku.Gramedia
Pustaka Utama. Jakarta.
Sardjono.HS.
1991. Pondasi Tiang Pancang. Jilid 2. Sinar Wijaya.
Wang
, Chu-Kia; Charles G. Salmon. 1993. Disain Beton Bertulang. Jilid 1dan 2.
Erlangga. Jakarta.
Komentar
Posting Komentar