FAKTOR FISIK
Terminologi Durabilitas
Ketahanan beton dalam menghadapi serangan perusak beton baik fisik maupun kimia. Beton yang kita buat harus dapat meminimalkan tingkat kerusakan yang akan terjadi karena faktor perusak.
Zona Lingkungan Laut dan Jenis Eksposure
Zona atmosfir laut :
- Rentan keretakan disebabkan proses pembekuan pencairan dan perubahan suhu
- Korosi diakibatkan oleh partikel garam yang terbawa angin dan dapat dikurangi dengan frekuensi hujan yang tinggi
Zona terpercik :
- Dibasahi oleh percikan air laut
- Keretakan diakibatkan erosi, benturan dan reaksi kimia
- Zona yang terkena serangan paling agresif
Zona pasang surut :
- Struktur terendam saat pasang dan tidak kering saat surut karena percikan
- Korosi di zona ini juga dapat terjadi karena adanya organisme laut
- Rentan keretakan akibat abrasi, erosi, benturan dan reaksi kimia
Zona terendam :
- Selalu basah air laut
- Kerusakan daerah ini diakibatkan reaksi kimia ion agresif, seperti sulfat, klorida dan CO2
Proses proses fisika dan kimia penyebab kerusakan elemen beton di lingkungan laut
Di lingkungan laut terdapat banyak potensi interaksi simultan dari faktor faktor disik maupun kimia penyebab kerusakan material beton, ada yang secara fisik ada juga yang secara kimiawi. Analisis kegagalan menunjukkan interaksi penyebab fisik dan kimia selalu bekerja bersama merusak beton.
Kerusakan Beton Akibat Penyebab Fisik
Pengikisan permukaan dapat disebabkan oleh :
- Benturan, Beban impact yang datang tiba-tiba dan memiliki kecepatan yang dapat mengganggu struktur seperti tsuinami. Ketahanan terhadap benturan tergantung dari kemampuan beton menahan/menyerap energi dari impact
- Abrasi, Ausnya permukaan beton akibat hantaman gelombang yang terdapat pasir, kerikil dan atau benda padat lain bersamanya
- Erosi, Ausnya permukaan beton akibat air, angin, hujan dan atau proses mekanik lainnya. Ketahanan terhadap erosi dipengaruhi kualitas beton, agregat dan permukaan beton
- Kavitasi, Ausnya permukaan beton akibat hantaman air dengan kecepatan tinggi yang memiliki gelemung udara dan pecah pada permukaan beton. Ketahanan terhadap kavitasi dipengaruhi kualitas beton, lekatan antar mixtures dan ukuran maksimum agregat kasar
Retak-retak dapat disebabkan oleh :
- Perubahan volume (suhu dan kelembaban dankristalisasi garam di permukaan beton)
- Pembebanan, baik yang berlebih maupun siklis
- Suhu ekstrem, baik suhu sangat tinggi (kebakaran) maupun sangat rendah (pembekuan)
Faktor fisik penyebab keretakan beton
Sering dijumpai keretakan beton diakibatkan oleh kombinasi mekanisme penyebabnya. Berdasarkan mekanisme penyebab fisik :
- Perubahan volume
- Pembebanan
- Suhu ekstrem
Keretakan pada beton segar dan beton yang mengeras
Retak pada beton segar :
- Plastic shrinkage
Ketika air yang menguap dari permukaan beton baru dicor lebih cepat dari air bleeding maka permukaan beton akan menyusut. Adanya restrain dari beton di bawah lapisan permukaan mengering menyebabkan tegangan tarik pada beton lemah menyababkan retak-retak dangkal berbagai variasi kedalaman
- Crazing
Pola dari retak halus yang hanya di permukaan saja. Hampir tidak tampak kecuali ketika permukaan baru saja mengering
Retak pada beton yang mengeras :
- Drying shrinkage
Campuran air lebih besar dari yang dibutuhkan untuk hidrasi, air yang tersisa akan menguap mengakibatkan beton menyusut. Restrain terhadap susut oleh tulangan atau bagian lain struktur menimbulkan tengangan tarik. Restrain terhadap drying shrinkage penyebab retak paling umum pada beton.
- Thermal shrinkage
Kenaikan suhu diakibatkan oleh panas dari proses hidrasi. Ketika interior beton mengalami kenaikan temperatur dan mengembang, permukaan beton mungkin sedang mengalami pendinginan. Jika perbedaanya terlampau jauh maka ada tegangan tarik. Tingkat keparahan retak dipengaruhi oleh perbedaan temperatur dan karakteristik fisik eton dan tulangan
- Kristalisasi garam
Stress diakibatkan oleh kristalisasi garam pada beton permeable menyebabkan retak-retak dan spalling
- Beban berlebih dan atau beban siklis
Beban siklis antara lain angin, arus dan gelombang. Ketahanan terhadap beban siklis disebut ketahanan fatigue dipengaruhi karakteristik letakan agregat dengan pasta semen. Semakin kecil ukuran maksimum agregat semakin tinggi ketahanan fatiguenya
- Kebakaran
Pengaruhnya tergantung dari tinggi temperaturnya dan lama terjadinya. Pengaruhnya terhadap kekuatan komponen beton bertulang : kuat tekan, modulus elastisitas, kuat lekat baja-betondan ekspansi longitudinal dan radial tulangan
- Pembekuan dan pencarian
Pada daerah dingin, kerusakan dan keretakan beton umumnya disebabkan oleh proses pembekuan dan pencairan yang terus berulang-ulang
FAKTOR KIMIA
Korosi tulangan baja
Kerusakan akibat korosi
Korosi dimulai ketika terjadi kerusakan pada lapisan pelindung tulangan yang diakibatkan oleh terakumulasi ion klorida dalam konsentrasi tertentu atau karena karbonasi. Mekanisme kedua, menyerang tulangan beton tanpa menyerang material betonnya sendiri. Korosi akibat ion klorida mengakibatkan berkurangnya luas penampang baja tulangan tanpa memperlihatkan kerusakan pada permukaan beton. Penetrasi ion klorida merupakan ancaman terbesar bukan hanya di laut tapi juga di darat yang tentunya terekspos ion klorida. Ion klorida masuk melalui selimut beton menuju tulangan. Beton mengandung ion hidroksil yang menguntungkan karena bereaksi dengan tulangan membentuk lapisan pelindung pasif pada permukaan tulangan. Lapisan pasif bertindak sebagai pelindung bagi tulangan dengan menghalangi kontak antara tulangan dengan air dan oksigen. Lapisan pasif bisa rusak karena rekasi CO2 dengan ion hidroksil dan penetrasi ion klorida
Mekanisme korosi pada Baja
sel elektrokimia terbentuk ketika terdapt perbedaan potensial sepanjang tulangan beton dengan anoda dan katoda.
Pada tulangan yang mengalami korosi maka volume baja yang terkorosi akan pindah ke ke bagian lain dari tulangan tersebut. Pemindahan volume ini mengakibatkan beton yang rigid akan terganggu dari dalam dengan tekanan dari penampahan volume pada celah antara tulangan dan beton mengakibatkan retak-retak.
Karbonasi
Korosi pda beton bertulang karena gas CO2. Konsentrasinya di udara hanya 0,03%. Itu sudah cukup untuk menimbulkan serangan pada beton. Hidrat semen yang diserang adalah Ca(OH)2 menimbulkan CaCO3 ketika Ca(OH)2 hampir habis maka CO2 akan bereaksi dengan hidrat kalsium silika membentuk gel silika dengan pori-pori > 100 nm. Jika kandungan CO2 tinggi maka kalsium kerbonat akan berlebih membentuk kalsium bikarbonat. Dengan begitu pH akan menurun hingga < 9. pH rendah dapat menghancurkan lapisan pasif. Akibat perubahan menjadi kalsium karbonat adalah beton terbagi menjadi 2 bagian yaitu terkarbonasi dan idak. Waktu yang dibutuhkan karbonasi bergantung pada ketebalan selimut, karakteristik beton dan laju difusi CO2 kedalam beton dalam bentuk gas. Laju karbonasi sebenarnya lebih bergantung pada mikrostruktur bukan kekuatan beton. Oleh karena itu curing berperan penting.
AKIBAT KARAT
Cracking
Spalling
Delamination
Sumber : fathurridhokl15
Komentar
Posting Komentar