Serangan Klorida

Klorida (Chlorides)

Ion klorida mempunyai kemampuan untuk penetrasi kedalam beton dan merusak lapisan pasif dipermukaan baja dan logam. Ion klorida bisa berasal dari lingkungan eksternal, misalnya air laut atau proses hyrolysis auto katalisis dari bahan logam itu sendiri yang menyebabkan baja terkorosi.

A. Pengenalan Serangan Klorida

         Ion klorida mempunyai kemampuan untuk penetrasi kedalam beton dan merusak lapisan pasif dipermukaan baja dan logam. Ion klorida bisa berasal dari lingkungan eksternal, misalnya air laut atau proses hyrolysis auto katalisis dari bahan logam itu sendiri yang menyebabkan baja terkorosi. Ion klorida menimbulkan korosi pada tulangan beton dan relatif tidak menyebabkan kerusakan pada material betonnya sendiri sehingga kita tidak tahu kalau beton kita dalam bahaya. Ion klorida menyerang lapisan pasif, Korosi yang disebabkan klorida diawali dengan pembetukan lubang-lubang di lokasi-lokasi dimana lapisan pasifnya hancur.

B. Proses Korosi Akibat Ion Klorida

         Sekali lapisan/lembaran pasif hancur, maka daerah/wilayah korosi kemudian akan mulai muncul pada permukaan baja. Reaksi-reaksi kimia korosinya muncul  entah karena serangan klorida ataupun karena karbonasi. Saat baja pada beton terkorosi, maka baja tersebut larut ke dalam air pori dan melepaskan elektron:

         Reaksi anodik: 

        

         Ion Fe positif akan bereaksi dengan ion klorida membentuk komponen besi klorida (FeCl2). Komponen besi klorida (FeCl2) yangterlarut dalam air pori beton akanmeningkatkan keasaman lingkunganlubang korosi karena akan menurunkannilai pH beton, dan ini akan mengakibatkan oksidasi lebih jauh dari besi tulangan.

         Reaksi anodik dan katodik merupakan langkah pertama pada proses pembentukan korosi. Namun, sebagian dari reaksi-reaksi tersebut merupakan hal yang kritis dalam rangka pemahaman korosi dan digunakan secara luas dalam setiap diskusi korosi dan pencegahan korosi baja pada beton. 

            Ion klorida tidak menyerang beton, tapi dia berdifusi melalui beton menuju tulangan. Ion klorida akan menempel pada permukaan tulangan dan memulai reaksi dengan ion yang ada  pada tulangan, lalu terjadilah korosi sehingga tulangan menjadi berkarat.

           

 C. Gejala Awal

1. Pembetukan lubang-lubang di lokasi-lokasi dimana lapisan pasifnya hancur

2.  Pembentukan lubang-lubang di lokasi-lokasi dimana tulangannya telah di devasipasi.

D. Korosi Pitting

         Korosi sumuran (pitting corrosion), korosi ini terjadi akibat adanya sistem anoda pada logam, dimana daerah tersebut terdapat konsentrasi ion Cl^–yang tinggi. Korosi pitting merupakan serangan korosiyang paling berbahaya untuk tulangan,karena keberadaan daerah anoda yang amat aktif dan terlokalisasi yangdikombinasi dengan daerah katoda yangluas serta proses korosinya yang selfcatalysis , akan menyebabkan reduksi yangcepat dari luas penampang tulangan,seringkali tanpa adanya indikasi kerusakanyang tampak pada permukaan beton.

Faktor Penyebab Korosi Pitting :

1. Adanya cacat sejak pembuatan logam

2. Adanya elektrolit yang diam di logam

3.  Adanya garam-garam klorida pengoksidasi yang larut dalam lingkungan pada logam.

4. Faktor metalurgis seperti sensitisasi seperti baja tahan karat austenitic

5. Perlakuan dingin yang dapat menambah kemungkinan terjadinya korosi pitting.

D. Masa Umur Layan

1. Pengertian

      Yaitu perioda saat struktur dapat memenuhi fungsi strukturalna, misalnya 50 tahun. Tapi biasanya struktur hanya dapat memenuhi fungsinya setengah periode dari yang diperkirakan

2. Kebutuhan untuk memprediksi umur layan yang akurat didasarkan pada

      -  Struktur beton bertulang di lingkungan laut umumnya hanya memiliki umur layan setengah kali dari umur layan prediksinya

      - Biaya rehabilitasi struktur beton bertulang akibat kerusakan korosi amat tinggi

      - Prediksi dari proses penetrasi ion klorida kedalam beton.

3. Faktor utama

      - Koefisien difusi ion klorida

      - Jumlah konsentrasi klorida

E. Kerusakan Struktur Beton dalam Buku Tuuti tahun 1982

1. Mekanisme kerusakan struktur beton yang diakibatkan oleh korosi baja tulangan

   -  Terdapat tulangan pasif pada lingkungan beton yang basa dimana laju korosinya dapat diabaikan

   -  Saat perioda inisiasi jika terjadi penetrasi ion klorida maka ion klorida akan lebih besar dari nilai ambang. Jika terjadi karbonansi, air pori beton akan memiliki pH < 11,5

   -  Saat ditambah air dan oksigen, ion klorida akan menyebabkan korosi pitting dan tulangan kehilangan luas penampang. Sedangkan Karbonansi akan menyebabkan pembentukan karat dan spalling.

2. Pemodelan kerusakan korosi dan umur layan dari struktur beton bertulang

  * MODEL BEBAS KOROSI : Penentuan umur layan didasarkan pada ketentuan tidak

boleh ada korosi

 * MODEL KERUSAKAN KOROSI YANG MASIH DITERIMA : Penentuan umur layan didasarkan pada ketentuan boleh ada korosi namun masih pada batas yang bisanditerima

 *MODEL KERUSAKAN AKHIR : Penentuan umur layan didasarkan pada kondisi ultimate dari struktur (runtuh).

3. Perioda

* Perioda Inisiasi

        Dimulai dari saat klorida melakukan penetrasi melalui selimut beton sampai ketika konsentrasinya di permukaan tulangan mencapai nilai ambang batas tertentu (treshold value) yang menyebabkan terjadinya depasivasi tulangan

*  Perioda propagasi

              Dimulai ketika tulangan yang sudah mengalami depasivasi mengalami kerusakan korosi lebih jauh lagi sampai akhirnya beton mengalami retak-retak dan spalling yang mengindikasikan kerusakan korosi yang sudah parah.

F. Selimut Beton

1. Pengertian

             Selimut beton merupakan komposit dari semen portland (campuran kalsium silikat dan kalsium aluminat), pasir, dan campuran-campuran lainnya. Selimut beton berfungsi seperti lapisan coating yang memberikan proteksi yang sangat baik pada baja tulangan. Selain itu, campuran semen portland dengan air akan menghasilkan kalsium silikat hidrat dan kalsium hidroksida yang bersifat basa dengan pH berkisar antara 13-13,5. Kondisi pori beton yang bersifat basa ini akan membuat baja dalam kondisi pasif (terbentuk lapisan pasif yang protektif) dan tidak terkorosi

Ketahanan terhadap korosi yang dihasilkan selimut beton akan tetap terjaga selama selimut beton dapat menahan masuknya udara dan air. Apabila selimut beton terlalu tipis atau terlalu berpori, kerusakan akibat korosi akan terjadi karena penetrasi air yang mengandung oksigen terlarut melalui pori beton. Masuknya oksigen terlarut ini akan memicu terjadinya rangkaian sel elektrokimia yang

menyebabkan terjadinya korosi.

2. Mekanisme Penetrasi Klorida melalui selimut beton

          Klorida terlarut merupakan penyebab utama terjadinya korosi dalam selimut beton. Ion klorida dapat berasal dari penetrasi air laut, atau dapat juga berasal dari air dan pasir yang digunakan dalam campuran selimut beton. Adanya ion klorida yang bersifat agresif akan membentuk senyawa asam dan bereaksi dengan selaput pasif yang bersifat basa, sehingga selaput pasif akan rusak dan baja tulangan akan terkorosi. Korosi akibat penetrasi ion klorida umumnya terjadi secara setempat (pitting corrosion).

   * Pada Zona terendam : Terjadi difusi

   * Pada Zona Pasang surut dan splash : Terjadi Gaya Kapiler, permeasi dan difusi

G. Hukum Kedua Fick

Rumusnya :

Keterangan  :

C   = konsentrasi klorida yang merupakan fungsi dari jarak x dari permukaan, pada waktu t {C(x,t)}

Dc = koefisien difusi (m2/detik).

1. Solusi Persamaan Difusi Fick untuk struktur beton pada zona terendamdan zona pasang surut

          Nilai konsentrasi ion klorida dianggap konstan

Cs :  konsentrasi klorida permukaan

D  :   koefisien difusi

x   : jarak kedalaman dari permukaan yang terekspos

2. Solusi Persamaan Difusi Fick untuk struktur beton pada zona splash

 A : nilai laju pelekatan ion klorida pada permukaan beton

H. Nilai Ambang untuk Konsentrasi Klorida

 1. Faktor yang mempengaruhi nilai ambang bata

 * Kualitas beton, melimputi jenis semen, perbandingan air semen, transport zat cair dalam beton.

 * Kondisi lingkungan dan pembebanan, misalnya apakah struktur terletak pada zona splash atau terletak pada lokasi yang selalu terendam dan temperatur.

2. Nilai ambang batas klorida

* 0,2% berat semen >> lingkungan laut splash

* 0,4% berat semen >> lingkungan yang tidak terlalu agresif

I. Sumber Klorida

 * Pada proses pencampuran, ditambahkan kedalam beton, yang menggunakan:

- Air laut sebagai air campuran

- Akselerator yang mengandung klorida

- Agregat yang terkontaminasi klorida

- Pada beton yang sudah mengeras, mekanismenya melalui difusi, disebabkan:

- Penggunaan garam pengencer

- Pembasahan dan pengeringan air laut

- Penggunaan bahan kimia yang mengandung klorida

 * Pada beton yang sudah mengeras, mekanismenya melalui difusi, disebabkan:

- Penggunaan garam pengencer

- Pembasahan dan pengeringan air laut

- Penggunaan bahan kimia yang mengandung klorida

* Klorida terdapat pada beton dalam bentuk-bentu kberikut:

- Ion klorida bebas dalam larutan air pori

- Terikat secara kimiawi dengan produk hidrasi semen

- Terserap secara fisik kedalam gel semen sebagai klorida terikat

         Hanya klorida bebas yang dapat menyebabkan terjadinya korosi. Klorida yang terikat tidak akan menimbulkan korosi sampai klorida tsb larut dalam air pori dan menjadi klorida bebas.




#Yuk berbagi ilmu dengan niat karena Allah
#YolaKL15516023
id line : yola_yla
ig : @yolasans
http://aisyahdlkl15.blogspot.co.id/2016/10/serangan-klorida.html