KOROSI BAJA TULANGAN PADA BETON BERTULANG

MOHON MAAF, BLOG SAYA SUDAH BERPINDAH KE ALAMAT http://www.dwikusuma.com

Apabila Anda ingin komentar anda mendapat tanggapan dari saya, silahkan kunjungi http://www.dwikusuma.com

  kita akan berjumpa lagi di blog tersebut.

Beton dikenal sebagai bahan bangunan yang berpori. Sifat ini menyebabkan senyawa dari luar dapat berinfiltrasi ke dalam beton. Bangunan beton yang dibangun di sekitar daerah pantai/laut cenderung megalami kerusakan akibat serangan garam klorida. Saya mencoba mereview makalah yang mendiskusikan model untuk memprediksi waktu layan bangunan beton terhadap kerusakan akibat korosi baja tulangan. Waktu layan bangunan beton dibagi menjadi tiga periode. Periode I adalah waktu yang dibutuhkan oleh ion Cl− untuk melakukan infiltrasi sampai ke permukaan baja tulangan, Periode II adalah waktu yang dibutuhkan oleh senyawa hasil korosi untuk  mengisi pori-pori yang ada di transition zone, dan Periode III adalah waktu kerusakan pada bangunan beton. Parameter-parameter yang digunakan dalam persamaan yang diusulkan ditentukan dari hasil pengukuran di laboratorium. Persamaan tersebut dievaluasi dalam hal hubungan antara variasi tebal selimut beton, water-cement ratio (W/C ), dan jarak bangunan dari pantai dengan waktu layan. Hasil prediksi waktu layan bangunan beton terhadap kerusakan akibat korosi baja tulangan dapat disimpulkan cukup memuaskan.

PENDAHULUAN

Beton adalah bahan bangunan yang bersifat basa. Sifat beton ini menyebabkan baja tulangan aman terhadap korosi. Akan tetapi, kondisi basa dalam beton itu dapat berubah akibat pengaruh lingkungan di sekitarnya. Gas CO2 atau ion asam dapat masuk ke dalam beton melalui pori-pori kapiler yang terdapat dalam beton. Gas CO2 yang masuk ke dalam beton akan bereaksi dengan Ca(OH)2 dan menghasilkan H2CO3 yang menyebabkan pH dari beton turun, selain itu, ion Cl− dari laut yang berinfiltrasi ke beton menyebabkan konsentrasi asam naik. Perubahan kondisi dalam beton menjadi asam menyebabkan lapisan tipis di permukaan baja tulangan hilang, baja mudah mengalami korosi jika kadar gas O2 dan air di dalam beton cukup.

Gambar 1. Beton yang mengalami korosi pada baja tulangan

MEKANISME KOROSI PADA TULANGAN BETON

Ion dari senyawa-senyawa yang bersifat asam,seperti ion Cl− pada daerah laut, yang berdifusi kedalam beton sampai ke permukaan baja tulangan dapat mengakibatkan lapisan pasif baja hilang. Permukaan baja yang lapisan pasifnya hilang menjadi anode dari reaksi korosi baja tulangan.

Fe → Fe2+ + 2e−                                                  (1)

Elektron yang dilepaskan dari reaksi anode menyebabkan gas O2 dan air pada permukaan baja yang masih tertutup oleh lapisan pasif, bereaksi. Bagian baja ini menjadi katode dari reaksi korosi baja tulangan.

O2  + 2H2O + 2e−  → 4OH −                              (2)

Kedua ion yang terbentuk pada anode dan katode bergabung membentuk senyawa hasil korosi.

2Fe + O2 + 2H2O → 2Fe2+ + 4OH −              (3)

2Fe2+ + 4OH− →  2Fe (OH)2                             (4)

Fe(OH)2 sebagai bentuk awal senyawa hasil korosi akan berada di permukaan baja yang mengalami korosi.

Karena korosi adalah senyawa yang berpori maka

prosesnya akan terus berlanjut asalkan konsentrasi Cl−, O2 dan H2O di dalam beton cukup. Proses infiltrasi ion Cl− dan korosi baja tulangan dalam beton diilustrasikan pada Gambar berikut :

Gambar 2. Proses kerusakan bangunan beton akibat korosi baja tulangan

KERUSAKAN AKIBAT KOROSI BAJA TULANGAN

Korosi pada baja tulangan selain menyebabkan berkurangnya diameter tulangan, juga menimbulkan volume senyawa hasil reaksi korosi yang lebih besar dari pada volume baja yang bereaksi. Hal ini menyebabkan tekanan pada beton di sekeliling baja tulangan. Selimut beton yaitu bagian beton yang melindungi baja tulangan dapat mengalami keretakan atau terkelupas akibat tekanan dari pengembangan volume senyawa hasil reaksi korosi. Kerusakan ini menyebabkan kinerja bangunan beton menurun, dan jika kerusakan terus berlanjut maka bangunan beton tidak layak dipakai lagi.

PREDIKSI WAKTU LAYAN BANGUNAN BETON

Waktu layan beton dituliskan sebagai berikut:

Tlayan = TI +TII +TIII ,

dimana:

TI = lamanya infiltrasi ion Cl− sampai ke permukaan baja tulangan.

TII = waktu dibutuhkan senyawa hasil reaksi korosi tepat mengisi rongga-rongga antara permukaan baja tulangan dengan beton.

TIII = waktu di mana bangunan beton sudah mengalami keretakan.

PENENTUAN NILAI PARAMETER UNTUK DESIGN

Parameter-parameter yang perlu ditentukan adalah :

– Koefisien difusi ion Cl− terhadap W/C,

– Koefisien difusi gas O2 terhadap W/C,

– Proporsi volume pori-pori di transition zone terhadap W/C, dan

– Berat senyawa hasil reaksi korosi.

HUBUNGAN WAKTU LAYAN DENGAN TEBAL SELIMUT BETON DAN KUALITAS BETON

žPenambahan tebal selimut beton pada bangunan beton yang dibangun di dekat garis pantai (kurang dari 1 km) hanya memberikan tambahan waktu layan bangunan yang kecil. Kecuali jika bangunan beton itu dibangun dengan jarak 1 km lebih dari garis pantai.

žPeningkatan kualitas beton (misalnya dengan memperkecil W/C) memberikan pertambahan waktu layan bangunan yang signifikan. Untuk bangunan beton di garis pantai, waktu layan bangunan 50 tahun dapat dicapai tanpa perawatan secara khusus jika bangunan beton itu dibangun dengan W/C=0,4 dan tebal selimut beton 70mm.

KESIMPULAN

1) Waktu yang dibutuhkan ion Cl− untuk berinfiltrasi dari permukaan beton sampai ke permukaan baja tulangan adalah komponen yang menentukan waktu layan bangunan beton yang dihitung berdasarkan kerusakan akibat korosi baja tulangan.

2)Kecepatan reaksi korosi baja tulangan sangat ditentukan oleh difusi gas O2 dari permukaan beton sampai ke lokasi sekitar permukaan baja tulangan.

3)Peningkatan kualitas beton adalah metode yang optimal untuk memperpanjang waktu layan bangunan beton dan memperkecil biaya perawatan.

SUMBER :

PREDIKSI WAKTU LAYAN BANGUNAN BETON TERHADAP KERUSAKAN AKIBAT KOROSI BAJA TULANGAN OLEH AGUS SANTOSO SUDJONO

Concrete is known as porous building materials. These properties lead compound from the outside can be infiltrated into the concrete. Concrete buildings built around the coast / ocean tend megalami damage from the chloride salt. I tried to review papers that discuss a model to predict the service life of concrete buildings against damage caused by corrosion of the reinforcing steel. The service life of the concrete building was divided into three periods. Period I is the time taken by the Cl-ions to infiltrate up to the surface of the reinforcing steel, the second period is the time taken by the compounds  corrosion for fill the pores in the transition zone, and the third period is the time of damage to concrete buildings. The parameters used in the proposed equation is determined from measurements in the laboratory. The equation is evaluated in terms of the relationship between variations in thick blankets of concrete, water-cement ratio (W / C), and the distance of the building from the beach with the service life. The results of the service life prediction of concrete buildings against damage caused by corrosion of the reinforcing steel can be summed up quite satisfactory.

Concrete is a building material that is alkaline. The concrete properties safe lead to corrosion of reinforcing steel. However, the condition of the concrete bases that may change due to the influence of the surrounding environment. CO2 gas or acid ions can enter into the concrete through capillary pores contained in concrete. CO2 gas into the concrete will react with Ca (OH) 2 and produce H2CO3 which causes the pH of the concrete down, in addition, Cl-ions from the sea infiltrating into the concrete causing acid concentration rose. Changes in the condition of the concrete becomes acidic causing a thin layer on the surface of the rebars is lost, the steel susceptible to corrosion if the levels of O2 gas and water in the concrete enough.

CONCRETE REINFORCEMENT CORROSION MECHANISMIons of the compounds that are acidic, such as Cl-ions in sea areas, which diffuses into the concrete to the reinforcing steel surface can result in the passive layer of steel is lost. Steel surface passive layer disappeared into the anode of the corrosion reaction of steel reinforcement.Fe → Fe2 + + 2e-(1)Electrons released from the anode reaction causes the O2 gas and water at the steel surface is still covered by a passive layer, react. The steel section into the cathode of the corrosion reaction of steel reinforcement.O2 + 2H2O + 2e-→ 4OH – (2)Both ions are formed at the anode and cathode corrosion results combine to form compounds.2Fe + O2 + 2H2O → 2Fe2 + + 4OH – (3)2Fe2 + + 4OH-→ 2Fe (OH) 2 (4)

Fe (OH) 2 as the initial form of the compound will be the result of corrosion in the steel surface corrosion.

Because corrosion is the porous compound

the process will continue as long as the concentration of Cl-, O2 and H2O in the concrete enough. The process of infiltration of Cl-ions and corrosion of reinforcing steel in concrete is illustrated in Figure 2 above.

DAMAGE DUE TO CORROSION OF STEEL REINFORCEMENT

Corrosion of steel reinforcement in addition to cause a reduction in the diameter of the reinforcement , the compounds also cause corrosion reaction volume greater than the volume of steel that reacts . This causes pressure on the concrete around the steel reinforcement . Concrete cover that part which protects the concrete reinforcing steel may have cracks or peeling due to pressure from the development of the volume of the reaction products of corrosion compound . This damage causes decreased performance concrete building , and if the damage continues, it is not feasible to use a concrete building again .

PREDICTION TIME CONCRETE BUILDING SERV

The service life of concrete written as follows :

Tlayan = TI + TII + tiII ,

where :

TI = duration of infiltration of Cl-ions to the surface of the reinforcing steel .

TII = the time it takes the exact corrosion compound reaction products fill cavities between the surface of reinforcing steel in concrete .

TiII = time at which the concrete buildings are already developing cracks .

DESIGN PARAMETERS FOR DETERMINING THE VALUE

The parameters that need to be determined are :
– Cl – ion diffusion coefficient of the W / C ,
– O2 gas diffusion coefficient of the W / C ,
– The proportion of the volume of the pores in the transition zone to the W / C , and
– Heavy compound corrosion reaction results .
SERV TIME RELATIONSHIP WITH THICK CONCRETE BLANKET AND QUALITY CONCRETE
Addition of a thick blanket of concrete on concrete buildings built near the shoreline ( less than 1 km ) only provide additional service life of a small building . Unless concrete building was constructed with a distance of 1 km over the coastline .
Improved concrete quality ( eg by reducing the W / C ) increase the service life of the building gives significant . For concrete building on the coastline, the service life of the building 50 years can be achieved without any special treatment when the building was constructed of concrete with W / C = 0.4 and 70mm thick concrete covers .
CONCLUSION
1 ) The time required to infiltrate Cl-ions from the concrete surface to the surface of the reinforcing steel is the component that determines the service life of concrete buildings is calculated based on the damage caused by corrosion of the reinforcing steel .
2 ) The rate of reaction of corrosion of reinforcing steel is determined by the diffusion of O2 gas to the surface of the concrete around the surface location of the reinforcing steel .
3 ) Improving the quality of concrete is the optimal method to extend the service life of concrete buildings and minimize maintenance costs.