DURABILITAS BETON

Durabilitas didefinisikan sebagai ketahanan beton menghadapi serangan-serangan yang merusak, sifat ini sangat berbeda dengan kekuatan beton oleh karena itu dibutuhkan desain beton yang dapat meminimumkan tingkat kerusakan yang mungkin terjadi tidak hanya kuat.

Ketika kita menmbangun dilaut, dibutuhkan identifikasi wilayah atau zona lingkungan laut beserta jenis paparan atau exposure. Berikut gambaran dari zona lingkungan laut :

1. Zona Atmosfir Laut 
 Zona ini memiliki intensitas serangan korosi yang dipengaruhi oleh jumlah partikel garam yang terbawa angin dan mengendap pada permukaan struktur tetapi frekuensi hujan yang tinggi dapat mengurangi laju korosi. Struktur pada zona ini rentan terhadap keretakan yang disebabkan oleh proses pembekuan-pencairan dan perubahan suhu.

2. Zona Terpercik
Zona ini selalu dibasahi oleh percikan air laut dan untuk struktur baja tulangan, zona ini paling rentan terkena korosi dan keretakkan yang disebabkan abrasi, erosi, benturan serta reaksi kimia yang berasal dari ion-ion di lautan.

3. Zona Pasang Surut
Zona ini menyebabkan struktur akan terendam saat pasang dan struktur tidak benar-benar kering saat surut (karena ada percikan). Zona ini juga memiliki sifat yang rentan seperti di zona terpercik dan juga terdapat organisme laut yang dapat menyebabkan korosi setempat pada baja.

4. Zona Terendam
Zona ini memiliki oksigen terlarut mendekati tingkat jenuhnya/relatif rendah, aktivitas biologi maksimum, serta kandungan sulfida dan ammonia yang relatif besar mempercepat korosi baja.   

 Secara umum, durabilitas beton dapat dilihat dari dua faktor perusak, yaitu faktor fisik, dan kimiawi. Keduanya sangat mempengaruhi durabilitas beton dan memerlukan analisa kegagalan yang baik karena biasanya dalam analisa kegagalan ditemukan struktur beton di lingkungan laut yang sudah mengalami kerusakan parah disebabkan oleh kedua faktor yang bekerja bersama-sama

A. Faktor Fisik
1. Pengikisan Permukaan
 Pengikisan terjadi karena adanya benturan yang dialami oleh struktur dan durabilitas beton tergantung pada kemampuan beton untuk menahan atau menyerap energi benturan yang terjadi. Berdasarkan penyebabnya, pengikisan dapat dibedakan sebagai berikut :
Abrasi (oleh hantaman gelombang yang mengandung pasir, kerikil, atau benda padat lainnya), Erosi (oleh air, angin, hujan, dan proses mekanik lainnya). Kerusakan yang terjadi disebut dengan kavitasi jika hantaman air berkecepatan tinggi yang memiliki gelembung udara dan kemudian pecah dengan kecepatan tinggi pada saat membentuk permukaan beton. Durabilitas beton terhadap pengikisan tergantung dari kualitas beton, lekatan antara agregat kasar, pasta semen, dan ukuran maksimum agregat kasar



2.Retak-retak
Keretakan yang terjadi oleh faktor fisik dapat berupa perubahan volume, pembebanan, atau karena terekspos suhu ekstrim. Pada umumnya, keretakan yang terjadi adalah hasil dari kombinasi ketiganya. Secara umum, keretakan dapat dideteksi pada dua keadaan, yaitu saat beton masih segar atau saat beton yang sudah mengeras. 
Saat beton masih segar, dapat terjadi :
a. plastic shrinkage cracking, yaitu keretakan yang terjadi ketika air yang menguap dari permukaan beton segar lebih cepat dari air yang dihasilkan dalam proses bleeding, maka permukaan beton akan menyusut kemudia karena adanya tegangan dari beton dibawah lapisan permukaan yang mengering menimbulkan retak-retak dangkal dengan berbagai variasi kedalaman.

 b. crazing, yaitu adanya pola dari retak-retak halus yang tidak menembus jauh kebawah permukaan beton yang umumnya hanya masalah kosmetik saja. Retakan ini hampir tidak tampak kecuali ketika permukaan beton baru saja mengering setelah dibasahi.
Saat beton yang sudah mengeras, dapat terjadi : 
a. drying shrinkage, yaitu retakan yang terjadi karena air dari proses hidrasi beton yang menguap mengakibatkan beton menyusut. Tegangan terhadap susut oleh tulangan dan bagian lain dari struktur menyebabkan retakan yang pada umumnya tidak dapat dihindari.
b. thermal shrinkage, yaitu retakan yang terjadi diakibatkan oleh panas yang dibebaskan pada proses hidrasi menyebabkan interior beton mengembang sedangkan exterior atau permukaan beton yang sedang mengalami pendinginan. Perbedaan temperatur ini yang menyebabkan adanya perbedaan tegangan tarik antara permukaan dengan bagian dalam beton sehingga terjadi keretakan. Lebar dan kedalaman retak tergantung pada perbedaan temperatur, serta karakteristik fisik beton dan tulangan.
c. beban siklis (fatigue load), yaitu retakan yang terjadi akibat angin, aurs, dan gelombang yang berulang-ulang. Ketahanan beton terhadap beban siklis (fatigue durability) amat dipengaruhi oleh karakteristik lekatan antara agregat dengan pasta semen pada zona transisinya. Semakin kecil ukuran maksimum agregat semakin tinggi ketahanan fatigue-nya
d. kebakaran, retak dapat terjadi akibat dari kebakaran yang lama karena menurunkan kekuatan komponen beton bertulang serta ekspansi longitudinal dan radial tulangan
e. kristlisasi garam, retak dan spalling dapat terjadi karena adanya tegangan yang diakibatkan oleh kristalisasi garam pada beton yang permeable 
f. pembekuan dan pencairan, retak dapat terjadi apabila terjadi pembekuan dan pencairan yang berulang-ulang pada beton yang biasa terjadi di daerah dingin.

B. Faktor Kimiawi
Faktor kimiawi yang paling utama dalam kerusakan beton adalah korosi pada tulangan. Korosi dapat terjadi ketika lapisan oksida pelindung tulangan rusak yang disebabkan terakumulasi ion klorida atau ion asam lainnya (contohnya : ion sulfat & karbonat). Mekanisme penyerangan beton dari ion tersebut bersifat unik karena hanya menyerang tulangan dan relatif tidak berdampak pada material beton. 
-Mekanisme terjadinya korosi pada baja tulangan
Korosi adalah proses elektrokimia yang terbentuk ketika terdapat perbedaan potensial sepanjang tulangan beton yang melibatkan anoda dan katoda di dua lokasi berbeda di tulangan yang sama seperti diagram berikut :

Korosi terjadi disaat ion klorida masuk kedalam beton melalui selimut beton dan meyebabkan anoda [Fe(OH)2] teroksidasi menghasilkan karat mengakibatkan berkurangnya luas penampang baja tulangan dan meningkatkan volume beton pada permukaan tulangan yang bila tidak dapat diakomodasi maka akan membentuk retakan atau bahkan spalling 
 

Semua manusia dan hewan butuh bernafas dengan menyerap oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida. Karbon dioksida ada dimana-mana termasuk pada lingkungan laut yang berasal dari atmosfer atau dari pembusukan tanaman laut. konsentrasi karbon dioksida yang terlalu besar dapat membahayakan beton karena dapat menyebabkan proses korosi pembentukan karbonat atau lebih dikenal dengan sebutan karbonasi. Karbon dioksida dapat menyerang senyawa hidrat semen berupa Ca(OH)2 menghasilkan CaCO3 dan ketika Ca(OH)2 habis, CO2 akan bereaksi dengan hidrat kalsium silika membentuk gel silika yang memiliki pori-pori berukuran lebih besar dari 100 nanometer seperti reaksi berikut :
CO2+ CSH →3CaCO3+ 2SiO2.H2O
Jika kandungan CO2 tinggi, maka CaCO3 dapat membentuk reaksi lanjut membentuk Ca(HCO3)2 seperti reaksi berikut :
CO2+ Ca(OH)2→CaCO3+ 2 H2O →Ca(HCO3)2
ion karbonat yang terbentuk mengakibatkan pH beton turun dari kisaran 12,6 menjadi kurang dari 9. Beton yang sudah turun pHnya disebut dengan daerah terkarbonasi dan apabila daerah ini sudah mencapai beton hingga ke tulangan disebut dengan daerah depasivasi tulangan. Laju terjadinya karbonasi tergantung pada ketebalan selimut beton, karakteristik beton, dan yang paling utama adalah laju difusi CO2, dimana CO2 yang berdifusi pada keadaan normalnya bebentuk gas dan oksidasi Ca(OH)2 terjadi saat beton dalam keadaan basah. Jadi depasivasi tulangan oleh CO2 amat tergantung pada kandungan air/kelembapan beton. Oleh karena itu, dibutuhkan perawatan (curing) yang tepat karena sangat berpengaruh terhadap durabilitas beton terutama dalam faktor kimiawi