[Zebra : 06] Efek Korosi pada Struktur Beton Bertulang

Aris Aryanto - Zebra 06

Oleh: Natalia Maria Theresia /Adiyudha Sadono

 

Suzukakedai (20/6) – Indonesia merupakan negara maritim yang tentunya memiliki wilayah lautan yang luas, dan sangat mudah dan beresiko terserang korosi, baik di daerah kepulauan maupun perkotaan. Zebra PPI Tokodai kali ini menghadirkan pakar dibidang teknik sipil, Aris Aryanto, Shinohara Laboratory- Dept. Env. Science & Technology, yg membahas korosi pada beton bertulang. Sekalipun peserta yg hadir lebih sedikit dari biasanya karena kehilangan banyak perserta dr Yoshikawa lab yg sedang zemi di waktu yg sama, Zebra tetap berjalan seperti biasanya.

Korosi dalam beton berbeda dengan korosi biasa. Beton merupakan material yang bersifat basa (pH 12-13), dimana strukturnya ditopang oleh poros baja. Diantara 2 struktur ini akan terbentuk lapisan pelindung (besi oksida) yang melindungi baja dari korosi, dimana korosi terjadi jika baja terpapar pada kondisi asam. Jadi, korosi baru bisa terjadi saat beton dihilangkan  dan baja terkespos ke lingkungan (depasivasi).  Lingkungan mengandung semua faktor utama penyebab korosi, seperti keberadaan oksigen, air, dan ion agresif  (seperti klorida) yang merusak beton.

Inisiasi korosi terjadi saat baja melepas elektron dan adanya keberadaan air  yang melepas hidroksida. Kedua komponen membentuk besi hidroksida yang bereksi lebih lanjut menjadi kerak. Kerak yang terbentuk pada saat terjadinya korosi memiliki volume yang lebih besar dari volume besi awal ( terjadi penambahan ion penambahan ion oksigen dan hidrogen sehingga volume bertambah) , kondisi inilah yang mendorong struktur dan mengakibatkan retak pada beton. Celah menjadi terbuka yang memungkinkan masuknya klorida dalam poros baja dan memperparah korosi. Jika sudah sampai pada kondisi ini, reaksi akan terus berlanjut dan merusak beton. Korosi pada beton bertulang menjadi penyebab kerusakan struktural yakni keretakan. Lapisan karat yang terbentuk antara beton dan baja mengakibatkan pelemahan secara struktural,  terbentuknya soft layer yang melemahkan ikatan antara beton dengan baja, dan sebagainya.

Riset yang dilakukan oleh Mas Aris memfokuskan pada efek korosi terhadap kekuatan ikatan (bond strength) antara beton dengan baja. Dengan melihat kondisi kekuatan beton bertulang setelah terjadinya korosi, diharapkan dapat diprediksinya umur dan daya tahan suatu struktur terhadap korosi yang akan terjadi.  Kekuatan ikatan (bond strength) ada pada adhesi, kohesi, friksi, dan mechanical reinforcement.  Korosi melemahkan masing-masing faktor  tersebut.  Yang menarik adalah saat awal terjadinya korosi, kekuatan ikatan  justru menguat dikarenakan adanya tekanan dari baja yg terkorosi (bertambahnya volume), akan tetapi setelah melewati batas tertentu kekuatan menurun seiring bertambahnya korosi. Dalam risetnya Mas Aris menguji fenomena  korosi pada kedua jenis tulangan baja , yakni yaitu terkekang (confined), memiliki ikatan diantara rangkanya,  dan tidak terkekang (unconfined). Untuk mensimulasikan korosi beton alami yang terjadi dalam waktu puluhan tahun, diberikan beda tegangan pada poros beton dengan intensitas tertentu, yang merepresentasikan kelipatan perbedaan tegangan alami yang terjadi saat korosi. Dengan demikian fenomena korosi yang alami dapat disimulasikan dalam waktu beberapa bulan saja.  Dapam riset diukur berbagai faktor seperti pemukuran baja dan distribusi regangan. Pada riset yang lain juga diuji pengaruh pola-pola kekangan (confinement) terhadap daya tahan akan korosi.

Di sesi diskusi, banyak dibahas mengenai upaya-upaya yang dapat dilakukan dalam usaha pencegahan korosi, seperti meningkatkan impermeabilitas beton, penggunaan baja tahan korosi (mis: stainless steel, penggunaan kromium), dan cathodic protection. Peningkatan impermeabilitas beton dilakukan dengan pelapisan (misal: pengecatan)   sehingga agen perusak yg masuk dan menembus beton sampai ke baja dapat dikurangi sehingga kecepatan korosipun berkurang. akan tetapi hal inipun menambah biaya pembangunan karena beton yg digunakan berbeda. Beberapa alternatifnya adalah dengan menggunakan baja tahan korosi (mis: aluminium)  ataupun mengganti rangka dengan bahan yg tidak terkorosi seperti kayu yang umum digunakan di rumah di Jepang ini. Akan tetapi, kembali ke masalah biaya dan kekuatan rangka sehingga masih baja yg digunakan pada umumnya. Metode pencegahan korosi lain yang membutuhkan teknik khusus adalah cathodic protection yg menumbalkan bahan lain untuk terkorosi sehingga baja tetap bertahan, dan juga pengaturan beda potensial sehingga faktor awal penyebab korosi tidak timbul (lepasnya elektron).

Dalam mendirikan bangunan dan memilih bahan rangka, banyak sekali hal yg dipertimbangkan seperti lokasi(kondisi alam), biaya, dan tujuan bangunan. Oleh karena itu, ilmu memperkirakan daya tahan beton bertulang terhadap korosi ini sangatlah penting melihat kondisi alam dan keuangan negara kita, sehingga jika ada kerusakan bisa segera ditangani. Dalam beberapa kesempatan Mas Aris sempat membahas alangkah baiknya jika ada suatu alat yg bisa mengambil gambar baja di dalam beton dan memprosesnya sehingga bisa langsung tau seberapa besar korosi yg terjadi. Zebra kali ini ditutup dengan beberapa pengumuman terkait dengan perkembangan media informasi PPI Tokodai (website dan sistem database), juga santapan kue ringan yg dibawa oleh salah satu peserta.

Leave a Reply