SERANGAN KLORIDA PADA BETON

Klorida merupakan penyebab utama korosi yang terjadi pada lingkungan laut dan bersifat unik karena tidak menyerang material beton melainkan hanya tulangan saja. Seperti pada post saya sebelumnya mengenai durabilitas beton pada bagian faktor kimiawi bahwa ion klorida menyerang lapisan pasif beton bahkan pada beton dengan nilai pH yang tinggi sekalipun. 

Korosi yang terjadi akibat serangan klorida berbeda dengan korosi akibat karbonasi. Pada serangan klorida, korosi terjadi diawali dengan pembentukan lubang di lokasi dimana lapisan pasifnya hancur dan berlanjut hingga membentuk lubang atau disebut dengan pitting corrosion. Sedangkan pada karbonasi, korosi terjadi pada daerah depasivasi yang terjadi setelah penurunan nilai pH seluruh lapisan pasif tulangan sehingga korosi yang terjadi merata atau disebut dengan uniform corrosion

 

Pitting corrosion adalah serangan korosi yang paling berbahaya untuk tulangan karena akan secara cepat mengurangi luas penampang tulangan dan seringkali tanpa adanya indikasi kerusakan yang tampak pada permukaan beton.

Beton yang mengalami keretakan kecil atau microcracks sangat rentan akan korosi oleh air laut maupun udara karena permeabilitas beton menjadi tinggi sehingga akan menimbulkan karat yang mengakibatkan pertumbuhan retak, yang selanjutnya membuat retakan semakin membesar dan  mengulangi proses retak-korosi-retak hingga beton hancur. Oleh karena itu ditetapkan masa/umur layan (service life) untuk memprediksi perioda suatu struktur dapat memenuhi fungsi strukturnya. Walaupun pada umumnya umur layan beton pada lingkungan laut hanya setengah dari prediksi umur layannya. Umur layan ini juga berguna karena biaya rehabilitasi struktur beton bertulang akibat kerusakan korosi amat tinggi. Perhitungan prediksi umur layan dibutuhkan faktor utama dalam kerusakan beton di lingkungan laut yaitu prediksi proses penetrasi ion klorida kedalam beton yang didasarkan pada koefisien difusi ion klorida, jumlah konstrasi klorida kritis pada permukaan tulangan.



Permodelan umur layan dari struktur beton bertulang yang didasarkan pada kerusakan yang disebabkan oleh korosi tulangan :
1. Model bebas korosi
Penentuan umur layan yang didasarkan pada ketentuan tidak boleh ada korosi
2. Model kerusakan korosi yang masih dapat diterima
Penentuan umur layan yang didasarkan pada ketentuan boleh ada korosi dengan batas tertentu
3. Model kerusakan akhir
Penentuan umur layan yang didasarkan pada kondisi akhir dari struktur

Perioda Inisiasi, saat klorida melakukan penetrasi melalui selimut beton sampai ketika konsentrasinya di permukaan tulangan mencapai nilai ambang batas tertentu yang menyebabkan depasivasi tulangan
Perioda Propagasi, Saat tulangan sudah mengalami korosi lebih jauh dan sampai akhirnya beton mengalami retak-retak dan spalling.
- Jika awal terjadinya korosi diambil sebagai kondisi batas kerusakan struktur, maka akhir perioda inisiasi merupakan kondisi batas umur layan dari struktur (model 1). 
- Jika kondisi batas diambil pada garis kerusakan yang masih bisa di toleransi pada tahap propagasi, maka umur layan struktur adalah jumlah dari perioda inisiasi ditambah perioda propagasi sampai pada batas kerusakan yang tidak bisa diterima lagi (model 2).

Sampai saat ini, penelitian lebih banyak difokuskan pada pengembangan formula di tahap inisiasi sehingga prediksi umur layan struktur beton akibat penetrasi klorida didasari pada perioda inisiasi korosi dari tulangan yang juga didasari dari prediksi laju penetrasi ion klorida kedalam beton sampai konsentrasinya pada permukaan tulangan mencapai nilai ambang batas. Struktur beton yang berlokasi di zona splash memiliki risiko korosi terbesar, sekali korosi berlangsung, maka penyebarannya akan berlangsung amat cepat karena ketersediaan air dan oksigen dalam jumlah yang banyak mengakibatkan perioda propagasi dapat diabaikan. Permasalahan umur layan ini merupakan masalah yang kompleks sehingga dibutuhkan model prediksi yang dapat dipercaya dan mempertimbangkan kombinasi antara beberapa mekanisme transportasi

Mekanisme penetrasi klorida melalui selimut beton 
 

Mekanisme difusi adalah mekanisme transport yang paling sering digunakan untuk memprediksi penetrasi klorida kedalam tulangan beton. Model yang digunakan adalah hasil dari turunan Hukum Fick Kedua yang melibatkan perhitungan dari koefisien difusi klorida

Langkah-langkah untuk estimasi penetrasi klorida
1. Pengambilan sampel beton yang mengandung klorida dari pengeboran
2. Analisa kandungan klorida pada sampel beton dengan titrasi 
3. Hasil analisa konsentrasi ion klorida selanjutnya diplot pada berbagai kedalaman yang berbeda dari permukaan beton untuk menghasilkan profil klorida
4. Prodil klorida yang diperoleh bersama dengan koefisien difusi dan konsentrasi klorida pada permukaan beton digunakan untuk menghitung estimasi penetrasi klorida dengan menggunakan persamaan difusi Fick kedua.