Jurnal Reaksi (Journal of Science and Technolog.
Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Vol.
22 No.
December 2024 ISSN 1693-248X
KOROSI BAJA TULANGAN BETON AKIBAT PENETRASI ION KLORIDA
Irwan1* Department of Chemical Engineering.
Lhokseumawe State Polytechnic.
Lhokseumawe City *Email: irwan@pnl.
ABSTRAK
Korosi baja tulangan beton akibat penetrasi ion-ion klorida merupakan penyebab utama kerusakan struktur beton bertulang yang terpapar di lingkungan laut.
Korosi baja tulangan dalam beton dimulai dengan larut/pecahnya lapisan pasif protektif akibat serangan ion-ion klorida yang menembus selimut beton hingga di permukaan baja tulangan.
Perpindahan ion-ion klorida dari lingkungan ke dalam beton dapat berlangsung dengan mekanisme difusi, permeasi dan absorpsi kapiler.
Kata Kunci: Korosi.
Baja tulangan.
Beton.
Penetrasi ion klorida.
Bentonite.
Chitosan ABSTRACT The corrosion of reinforced concrete steel due to the penetration of chloride ions is a major cause of damage to reinforced concrete structures exposed to marine environments.
Corrosion of the reinforcing steel in concrete begins with the dissolution/breakdown of the protective passive layer due to the attack of chloride ions that penetrate the concrete cover to reach the surface of the reinforcing The transfer of chloride ions from the environment into the concrete can occur through mechanisms such as diffusion, permeation, and capillary absorption.
Keywords: Corrosion.
Reinforcing steel.
Concrete.
Chloride ion penetration.
Bentonite.
Chitosan tarik baja tulangan dan juga menurunkan PENDAHULUAN Penggunaan baja tulangan beton sebagai kekuatan lekatan antara baja tulangan dengan bahan kontruksi di lingkungan laut dan pantai beton.
Volume produk korosi baja tulangan dalam terutama untuk jembatan, dermaga, pelabuhan, dll beton yang tidak larut sekitar 2 hingga 10 kali semakin meningkat dewasa ini sejalan dengan lipat volume mula-mula baja yang terkorosi peningkatan eksplorasi sumber daya kelautan di (Bentur, 1.
sehingga menimbulkan sejumlah Indonesia.
Namun struktur-struktur yang terpapar tegangan ekspansif yang dapat memicu terjadinya di lingkungan laut banyak mengalami kerusakan retakan-retakan pada selimut beton.
Retakan yang dan tidak dapat memenuhi umur layanan yang terbentuk akan semakin mempercepat laju penetrasi ion klorida dan oksigen terlarut menuju diharapkan akibat korosi baja tulangannya.
permukaan baja tulangan sehingga mempercepat Dalam lingkungan laut, penetrasi ion terjadinya korosi baja tulangan dan terkelupasnya klorida dari lingkungan ke dalam beton selimut beton.
merupakan faktor utama pemicu korosi baja tulangan beton.
Kandungan ion klorida yang tinggi di dalam air laut yaitu sekitar 19,354 gr/kg Ketahanan Korosi Baja Tulangan dalam air laut (Roberge, 2.
mengakibatkan ion Beton klorida mempunyai daya penggerak yang tinggi untuk terpenetrasi menembus beton menuju Komposisi semen Portland yang digunakan untuk campuran beton mengandung Terakumulasinya ion-ion klorida dalam selimut trikalsium silikat (C S) 45 Ae 60 % berat, dikalsium beton hingga konsentrasinya pada permukaan silikat (C S) 5 Ae 30 % berat, trikalsium aluminat baja tulangan mencapai tingkat ambang batas (C A) 6 Ae 15 %, tetra kalsium besi aluminat akan mengakibatkan baja tulangan dalam beton (C AF) 6 Ae 8 %, dan alkali oksida (K O dan Na O) yang semula pasif menjadi aktif terkorosi secara 0,5- 1,5 % (Schutze, 2.
Pada saat pembuatan campuran beton.
C S dan C S bereaksi dengan air Korosi yang terjadi pada baja tulangan beton dapat menyebabkan penurunan luas penampang baja tulangan sehingga menurunkan kekuatan menghasilkan gel kalsium silikat hidrat (CSH) dan kalsium hidroksida (Ca(OH).
, dengan reaksi Jurnal Reaksi (Journal of Science and Technolog.
Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Vol.
22 No.
December 2024 ISSN 1693-248X 2.
CaOSiO.
6H2OaIe3CaO2SiO23H2O 3Ca(OH)2 2.
CaOSiO.
4H2O aIe3CaO.
2SiO2.
3H2O
Ca(OH)2 Kalsium hidroksida yang dihasilkan dari reaksi hidrasi semen akan menyebabkan larutan pori beton memiliki pH 12,5, namun dengan adanya K2O dan Na2O, produk hidrasi semen juga mengandung NaOH dan KOH yang menyebabkan pH larutan pori beton naik hingga mencapai 13,8 (Schutze, 2.
Dalam lingkungan dengan pH yang tinggi tersebut, baja tulangan akan pasif dan pada permukaan baja tulangan terbentuk lapisan pasif protektif yang dapat berupa senyawa besi oksida (A-Fe2O.
atau senyawa besi hidroksida (AFeOOH/A-FeOOH) (Bentur, 1.
Reaksi pembentukan lapisan pasif oksida besi (Fe2O.
2 Fe 3 H2O Ie Fe2O 3 6 H 6 e Reaksi pembentukan lapisan pasif A-FeOOH:
Fe 2 OH- aIe Fe(OH)2 2 e Fe(OH)2 O2 aIeA-FeOOH H2O Lapisan pasif yang merata dan melekat kuat pada permukaan baja tulangan akan menghalangi kontak antara baja tulangan dengan lingkungannya dan menghambat pelarutan baja.
Lapisan pasif yang terbentuk pada permukaan baja tulangan akan tetap stabil selama larutan pori beton tetap bersifat basa .
H >.
dan tidak terkontaminasi dengan ion-ion klorida.
Mekanisme Pelarutan Lapisan Pasif Seperti telah dikemukakan di atas bahwa baja tulangan dalam beton bersifat pasif jika tidak terkontaminasi oleh ion-ion klorida.
Kestabilan lapisan pasif pada permukaan baja akan terganggu jika ion-ion klorida terpenetrasi ke dalam larutan pori beton.
Gambar 1.
Mekanisme pelarutan lapisan pasif setempat (Jones, 1.
Mekanisme pelarutan lapisan pasif oleh ion-ion klorida, secara skematik ditunjukkan pada Gambar 1.
Heusler dan Fischer (Jones, 1.
menyatakan bahwa pecahnya lapisan pasif pada lokasi-lokasi dipermukaan baja dimulai dengan pembentukan pulau-pulau garam FeOCl.
Gambar 1a menunjukkan bahwa jika tidak terdapat ion-ion klorida pada permukaan baja, maka logam Fe berada dalam daerah pasif dan terbentuk lapisan pasif FeOOH.
Pelarutan lapisan pasif akan berlangsung sangat lambat dan membentuk ion ferri, melalui reaksi berikut:
FeOOH H2O aIe Fe3 3 OHJika ion-ion klorida teradsorpsi secara setempat pada permukaan baja akan terbentuk pulau-pulau garam FeOCl pada lokasi-lokasi tersebut (Gambar 1.
yang mengakibatkan percepatan pembebasan ion Fe3 dari lapisan terluar lapisan Reaksi pembentukan FeOCl dan pelarutannya dapat digambarkan dengan reaksi :
FeOOH Cl- aIe FeOCl 3 OHFeOCl H2O aIe Fe3 Cl- 2 OHSetelah lapisan pasif larut secara setempat, maka larutan akan kontak langsung dengan permukaan baja.
Jika repasivasi tidak dapat berlangsung .
andungan Cl- dalam lokasi tersebut tingg.
, maka baja akan teroksidasi dan larut secara setempat membentuk Fe2 yang akan menyebabkan terjadinya korosi sumuran pada baja (Gambar 1.
Pada saat lapisan pasif telah larut, proses korosi berlangsung dimana daerah yang berdekatan dengan permukaan baja yang masih pasif berfungsi sebagai katoda dan sumuran ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2.
Mekanisme korosi sumuran pada baja tulangan beton (Broomfield, 1.
Kation Fe2 yang larut di dalam sumuran menarik anion Cl- untuk menjaga suasana netral dalam sumuran.
Dengan semakin meningkatnya konsentrasi Fe2 dalam sumuran maka mendorong Fe2 untuk berdifusi keluar sumuran dan terhidrolisis di muka sumuran sesuai dengan Fe2 2 H2O aIe Fe(OH)2 2 H Ion menggantikan ion Fe2 yang terdifusi keluar sumuran sehingga kondisi di dalam sumuran semakin asam dan mengakibatkan proses pelarutan baja semakin meningkat.
Mekanisme Penetrasi ion klorida dalam Beton Bergantung pada kondisi lingkungannya, penetrasi ion klorida ke dalam beton dapat berlangsung melalui beberapa mekanisme yaitu Jurnal Reaksi (Journal of Science and Technolog.
Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Vol.
22 No.
December 2024 ISSN 1693-248X difusi, permeasi, dan absorpsi kapiler.
Penetrasi air, oksigen terlarut dan ion-ion klorida ke dalam selimut beton terjadi melalui pori-pori beton atau melalui retakan-retakan yang terjadi pada beton.
Difusi klorida berlangsung akibat adanya gradien konsentrasi klorida antara permukaan beton yang terpapar ke lingkungan dengan larutan pori Permeasi air yang mengandung klorida berlangsung akibat adanya aliran konvektif dalam beton yang disebabkan oleh perbedaan tekanan, sedangkan absorpsi kapiler air yang membawa klorida terjadi melalui penyerapan air yang mengandung ion klorida oleh pori-pori beton pada bagian beton yang tidak terendam, misalnya pada beton yang terpapar pada zona terpercik di lingkungan laut.
KESIMPULAN
Lingkungan beton dengan pH yang tinggi menyebabkan baja tulangan beton pasif dan pada permukaan baja tulangan terbentuk lapisan pasif yang protektif.
Korosi baja tulangan di lingkungan laut terjadi akibat penetrasi ion klorida ke permukaan baja tulangan melalui larutan pori atau retakan pada beton.
Penetrasi ion klorida ke dalam beton terjadi melalui mekanisme difusi, permeasi, dan absorpsi kapiler.
DAFTAR PUSTAKA