TUGAS 04- KL 2105 BANGAN BANGUNAN LAUT

SERANGAN KLORIDA PADA BETON

- Merupakan penyebab utama korosi pada struktur beton di lingkungan laut

- Unik karena menimbulkan korosi pada tulangan beton, namun tidak menyebabkan kerusakan pada material beton

- Ion klorida menyerang lapisan pasif. Ketika konsentrasinya pada permukaan mencapai jumlah tertentu (konsentrasi kritis), lapisan pasif pada tulangan bisa hancur biarpun dalan keadaan pH tinggi

Jenis-jenis korosi klorida :

• Korosi pitting atau korosi sumuran
• DIawali dengan pembentukkan lubang-lubang di lokasi-lokasi dimana lapisan pasifnya hancur
• MErupakan serangan korosi yang paling berbahaya untuk tulangan karena keberadaan daerah anoda yang amat aktif dan terlokalisasi yang dikombinasi dengan daerah katoda yang luas serta proses krosinya yang self catalysis, akan menyebaban reduksi yang cepat dari luas penampang tulangan, seringkali tanpa adanya indikasi yang tampak pada permukaan beton
• Korosi merata atau uniform corrosion
• Terjadi pada serangan karbonasi seluruh lapisan pasif tulangan sehingga penyebabkan depasivasi setelah menurunnya nilai pH. 

Mekanise penetrasi klorida :

1. Ionisasi Fe menjadi ion Fe positif
2. Ion Fe positif bereaksi dengan ion klorida membentuk FeCl2'
3. Komponen besi klorida yang terlarut dalam air pori beton meningkatkan keasaman lingkungan lubang korosi dan menurunkan nilai pH beton
4. Klorida bebas yang di regenerasi dalam proses akan meningkakan laju korosi pada lubang sumuran

Siklus retak-korosi-retak

sumber : https://sasonov.files.wordpress.com/2008/04/01.jpg

Masa/umur layan (service life) adalah perioda saat struktur dapat memenuhi fungssi strukturalnya

Kebutuhan untuk memprediksi service life yang akurat disarkan pada :

• Untuk di lingkungan laut, pada umumnya hanya berumur setengah dari prediksi
• Biaya rehabilitasi struktur beton bertulang akibat korosi sangat tinggi

Faktor utama dalam memprediksi proses pentetrasi ion klorida kedalam beton :

• Koefisien difusi ion klorida
• Jumlah konsentrasi klorida kritis pada permukaan tulangan

Pemodelan kerusakan korosi dan umur layan (Tuutti, 1982)

sumber : https://www.researchgate.net/profile/Sez_Atamturktur/publication/259780663/figure/fig1/AS:297309263941639@1447895460620/Figure-5-Corrosion-degradation-trends-over-time-Source-Tuutti-1982.png

Dari grafik diatas, pemodelan umur layan didasarkan pada kerusakan yang disebabkan oleh korosi tulangan dibedakan menjadi 3, yaitu :

1. Model bebas korosi (bagian kiri garis titik-titik)
• Penentuan umur layan didasarkan pada kentetuan tidak boleh ada korosi
2. Model kerusakan korosi yang masih diterima  (Bagian kanan garis titik-titik)
• Penentuan umur layan didasarkan pada ketentuan boleh ada korosi pada batas yang masih diterima
3. Model Kerusakan Akhir (Setelah tahap propagation)
• Penentuan umur layan didasarkan pada kondisi ultimate dari struktur (runtuh).

Tahap-tahap periode :

1. Inisiasi - 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
2. Propagasi - Ketika tulangan sudah mengalami depasivasi sampai mengalami retak dan spalling
3. Tahap akhir - Batas umur layan dari struktur

Umur layan struktur : inisiasi + propagasi (batas yang masih bisa diterima)

Prediksi umur layan merupakan hal yang kompleks karena sangat mempengaruhi penggunaan dari beton tersebut. Model prediksi harus reliable dan memperhitungkan kombinasi antara beberapa mekanisme.

Mekanisme penetrasi klorida melalui selimut beton :

• Difusi (dominan pada zona terendam)
• Gaya Kapiler (dominan pada zona pasang surut dan splash)
• Permeasi dan difusi (dominan pada zona pasang surut dan splash)

Persamaan terjadinya difusi dapat dihitung dengan menggunakan hukum kedua fick

Asumsi dalam persamaan difusi Fick :

• Proses difusi dianggap non-steady state
• Ion klorida berdifusi satu arah atau sati dimensi
• Koefisien difusi dan konsentrasi klorida konstan terhadap waktu
• Koefisien difusinya tidak berubah dengan perubahan kedalaman selimut beton
• Koefisien difusi tidak berubah dengan perubahan konsentrasi klorida dalam beton

Koefisien Difusi (Dc)

• Bukan suatu konstanta, tetapi tergantung dari beton, perbandingan air semen, jumlah dan difusivitas agregat, kelembaban relatif, temperatur dan mikro struktur dari pasta semen dan agregat dan jenis dan lamanya perawatan
• BUkan suatu konstanta untuk suatu kondisi exposure tertentu
• Amat tergantung pada waktu, dibanding pada jarak dan konsentrasi
• Koefisien difusi akan menurun dengan waktu

Solusi persamaan difusi fick untuk zona terendam dan zona pasang surut :

Solusi persamaan difusi fick untuk splash zone :

Beberapa sumber klorida dalam beton :

• Saat proses pencampuran
• Air laut sebagai air campuran
• Akseletator yang mengandung klorida
• Agregat yang terkontaminasi klorida
• Pada beton yang sudah mengeras melalui difusi
• Penggunaan garam pengencer
• Pembasahan dan pengeringan air laut
• Penggunaan bahan kimia yang mengandung klorida
• Terdapat juga dalam bentuk berikut
• Ion klorida bebas dalam larutan air pori
• Terikat secara kimiawi dengan produk hidrasi semen
• Terserap secara fisik kedalam gel semen

Faktor-faktor yang menentukan tingkat konsentrasi klorida permukaan di permukaan struktur beton, antara lain :

• Lokasi terhadap sumber klorida
• Kondisi lingkungan (hujan dan arah angin)
• Material