Serangan Klorida Pada Beton

Klorida merupakan penyebab utama korosi pada struktur beton di lingkungan laut. Serangan ini unik karena hanya menimbulkan korosi pada tulangan dan tidak menyerang material betonnya sendiri. Ion klorida menyerang lapisan pasif ketika sudah mencapai konsentrasi tertentu bahkan pada nilai pH yang tinggi.

Serangan klorida diawali pembentukan lubang-lubang di lokasi-lokasi yang lapisan pasifnya hancur (pitting/korosi sumuran) berbeda dengan serangan karbonasi yang mengakibatkan korosinya merata.

Pitting

Uniform

Siklus retak korosi retak

Umur Layan

Umur layan adalah periode atau selang waktu dimana struktur masih dapat mempertahankan fungsi strukturalnya. Umur layan sangat penting untuk diprediksi karena pada kenyataanya umur layan beton di laut kenyataannya hanya setengah dari umur layan prediksidan juga biaya rehabilitasi struktur beton yang sangat mahal. Faktor utama yang dapat digunakan untuk mempediksikan umur layan adalah koefisien difusi dan kensentrasi klorida kritis permukaan tulangan.

Pemodelan Kerusakan Korosi dan Umur Layan

Pemodelannya ada tiga, yaitu:

1. Model Bebas Korosi

Pemodelan yang didasarkan pada ketentuan tidak boleh ada korosi

2. Model Korosi yang Masih Diterima

Pemodelan yang didasarkan adanya korosi namun masih dalam batas wajar atau bisa diterima

3. Model Kerusakan Akhir

Pemodelan yang didasarkan pada kondisi ultimate dari struktur runtuh

Alur kerusakan

• Periode Inisiasi, dimulai saat klorida muali masuk melalui selimut beton sampai kontentrasi di permukaan tulangnnya mencapai nilai treshold memunculkan depasivasi tulangan
• Periode Propagasi, dimulai saat depasivasi sampai beton mengalami retak san spalling (tanda kerusakan parah)

Penelitian mengenai korosi tulangan lebih difokuskan pada pengembangan formula di tahap inisiasi yang didasari periode inisiasi korosi tulangan. Zona splash memiliki risiko korosi terbesar karena penetrasi ion klorida akan sangat cepat sehingga periode propagasi dapat diabaikan. Oleh karena itu prediksi umur layan sama dengan prediksi perioda inisiasi (penetrasi klorida) pada tulangan beton hingga mencapai nilai ambang batas.

Prediksi umur layan merupakan masalah kompleks karena banyak mekanisme transportasi yang terlibat dalam pemodelan laju penetrasi klorida kedalam beton. Pemodelan yang reliable maka pemodelannya memperhitungkan beberapa mekanisme transportasi.

Masuknya klorida kedalam struktur beton dapat dengan difusi. Pemodelannya dapat melalui turunan dari hukum Fick kedua

C adalah konsentrasi klorida pada jarak x pada waktu t dan Dc adalah koefisien difusi.

Langkah-langkah mengestimasi penetrasi klorida:

• Mengambil sample beton (concrete core, drilling)
• Menganalisa kandungan klorida (titrasi)
• Memplot hasil analisa pada berbagai kedalamanyang berbeda menghasilkan profil klorida

Dengan profil klorida yang dihasilkan tadi dan dengan persamaan fick kedua maka konsentrasi klorida pada permukaan beton dapat dihitung.

Untuk struktur beton pada zona terndam dan zona pasang surut (nilai konsentrasi ion klorida dianggap konstan).

Cs adalah konsentrasi klorida di permukaan, D adalah koefisien difusi dan x adalah jarak kedalaman permukaan terekspos.

Asumsi-asumsi persamaan difusi fick:

• Prosesnya non-steady state
• Difusi hanya satu arah
• Koefisien difusi dan konsentrasi klorida tidak berubah dengan waktu

Koefisien Difusi bukanlah suatu konstanta dengan kata lain memiliki satuan yang menurun dengan waktu.

Hubungan Koefisien Difusi dengan Perbandingan Air Semen

Hubungan Koefisien Difusi dengan Kandungan Semen Persatuan Volume Beton

Profil Klorida Dan Kurva Fitting Terbaik

Nilai ambang batas klorida

Codes	Total Klorida (% of cement)
BS 8110 (1985)	0,4
ACI 222 (1994)	0,2
AS 3600 (1994)	0,8
CEB-FIP	0,4

Sumber Klorida

Pada proses mixing cement:

• Air laut yang digunakan sebagai air campuran semen
• Akselerator yang mengandung klorida
• Agregat yang terkontaminasi klorida

Pada beton yang telah mengeras:

• Penggunaan garam pengencer
• Pambahasan dan pengeringan air laut
• Penggunaan bahan kimia yang mengandung klorida

Klorida ada dalam beton dalam bentuk:

• Ion klorida bebas (larutan air pori)
• Terikat secara kimiawi (hidrasi semen)
• Terserah secara fisik sebagai klorida terikat

Dari tiga bentuk klorida dalam beton, namun hanya ion klorida bebas sajalah yang dapat mengakibatkan korosi.

Faktor-faktor yang menentukan tingkat konsentrasi klorida permukaan (Cs) antara lain:

• Jarak terhadap sumber klorida (semakin dekat, maka Cs semakin tinggi)
• Kondisi lingkungan (hujan dan arah angin)
• Material (kondisi permukaan beton → tingkat kekerasn beton

Nilai konsentrasi klorida permukaan tipikal

Investigator	Exposure Classes	Recommended Cs value (wt, of concrete)
Bamforth (1996)	Splash zone	Portland Blended	0.75% 0.9%
	Spray zone	Portland Blended	0.5% 0.6%
	Marine atmosphere zone	Portland Blended	0.25% 0.3%
Habuchi et. al. (2001)	>4.5 m above sea level	0.565%
	m above sea level	1% – 1.1%
Helland (1999)	Splash zone	0.9%
Maage et. al. (1997)		0.9%
Yokozeki (1997)	f’c ≤ 50 N/mm2	0.71%
	f’c > 50 N/mm2	0.92%

Sumber : fathurridhokl15