KOROSI DAN PENCEGAHANYA PADA KONTRUKSI JEMBATAN

MAKALAH

Oleh :

Rezeki FajriNIM: 1305131045

PROGRAM STUDITEKNIK PERANCANGAN JALAN DAN JEMBATAN (D4)POLITEKNIK NEGERI MEDANMEDAN2014

A.PENGERTIAN KOROSIKorosi adalah penurunan mutu dari peralatan logam.Korosibisa disebut sebagaikerusakan atau degradasi logam akibat reaksi dengan lingkungan yang korosif. Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan. Ada definisi lain yang mengatakan bahwa korosi adalah kebalikan dari proses ekstraksi logam dari bijih mineralnya. Besiadalahlogamyang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari. Dalamtabel periodik, besi mempunyai simbolFedannomor atom26. Besi juga mempunyai nilai ekonomis yang tinggi.Besi adalah logam yang paling banyak dan paling beragam penggunaannya. Besi dan baja hampir 80% dari logam lainya, padahal besi dan baja mempunyai kelemahan yaitu korosi. Hal itu karena beberapa hal, diantaranya: Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar Pengolahannya relatif mudah dan murah, dan Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi.

Salah satu kelemahan besi adalah mudah mengalamikorosi. Korosi menimbulkan banyak kerugian karena mengurangi umur pakai berbagai barang atau bangunan yang menggunakan besi atau baja. Sebenarnya korosi dapat dicegah dengan mengubah besi menjadi baja tahan karat (stainless steel), akan tetapi proses ini terlalu mahal untuk kebanyakan penggunaan besi.

Mekanisme KorosiProses korosi dapat terjadi apabila sekurang-kurangnya terdapat sepasang reaksi oksidasi dan reduksi yang berlangsung secara serempak dengan kecepatan reaksi yang sama.Reaksi Anodik dan KatodikReaksi anodik dalam setiap proses korosi merupakan reaksi oksidasi suatu logam menjadi ionnya yang ditandai dengan kenaikan valensi atau pelepasan elektron. Secara umum reaksi anodik dapat dituliskan sebagai berikut:M Mn++ ne-, di mana n adalah jumlah elektron yang dihasilkan dan besarnya sama dengan valensi ion logam yang terkorosi.Reaksi katodik dalam setiap proses korosi merupakan reaksi reduksi yang ditandai dengan penurunan valensi atau penyerapan elektoron. Ada beberapa reaksi katodik yang berbeda yang sering dijumpai dalam proses korosi logam, yaitu:Suasana asam: Tanpa oksigen:2H++ 2e- H2. (1) Dengan oksigen:4H++ O2+ 4e- 2H2O .. (2)Suasana basa atau netral:2H2O + O2+ 4e- 4OH- (3)Reduksi ion logam: Mn++ ne- M .. (5) Mn++ e- M(n-1)+. (6)

Dari sekian banyak reaksi katodik, yang umum dijumpai adalah reaksi (1), (2) dan (3). Dari sini dapat disimpulkan bahwa peranan air dan oksigen sangat dominan dalam proses korosi.

B. KOROSI PADA JEMBATANSebagian besar bangunan prasarana sipil menggunakan tulangan beton untuk memperkuat konsruksi betonnya. Beton bertulang telah digunakan sebagai struktur utama maupun struktur pelengkap hampir di setiap bangunan sipil di beberapa negara. Dewasa ini sering terlihat pada proyek bangunan sipil yang komponennya beton bertulang, namun terdapat kelemahan pada penggunaan baja tulangan yaitu baja tulangannya banyak mengalami korosi akibat pengaruh dari lingkungan. Tulangan baja pada beton bertulang yang terkorosi bisa mengurangi kekuatan dari struktur tersebut. Tulangan beton tersebut sangat rentan terhadap pengaruh unsur kimia yang dapat menyebabkan korosi. Korosi terjadi akibat adanya unsur kimia di lingkungan asam. Unsur-unsur kimia yang mempunyai sifat korosif diantaranya sulfat, khlorida dan nitrat. Banyak lahan di wilayah Indonesia berupa rawa. Air rawa umumnya mempunyai kadar asam tinggi, dan mengandung unsur sulfat, khlorida dan nitrat yang melebihi kondisi normal air tanah.Korosi adalah salah satu faktor yang mempengaruhi penurunan kekuatan konstruksi. Proses korosi yang terjadi pada material yang terbuat dari bahan logam disebabkan karena adanya proses pelepasan elektron pada logam (anoda) yang kemudian elektron tersebut diterima oleh logam lain (katoda). Proses tersebut terjadi apabila adanya zat yang bersifat sebagai elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar listrik. Korosi adalah suatu fenomena yang komplek yang terjadi tidak hanya pada material yang terbuat dari metal namun korosi secara umum diketahui terjadi pada permukaan metal yang disebut general corrosion. Semakin tinggi kualitas tulangan beton semakin rendah laju korosi yang terjadi. Korosi pada baja tulangan saat ini banyak ditemui pada struktur beton bertulang. Salah satu penyebab terjadinya korosi adalah pengaruh lingkungan.

C. IDENTIFIKASI POTENSI KOROSI

Udara bebas dapat menghantarkan material bebas di udara sehingga menempel pada jembatan baja, tentu saja material ini menjadi pemicu laju korosi. Asap (polusi) kendaraan bermotor dan polusi hasil pabrik juga menjadi faktor pemicu korosi, selain itu faktor hujan juga dapat mempengaruhi laju korosi pada jembatan baja, karena pada air hujan banyak mengandung ion hidrogen yang dapat menyebabkan korosi pada jembatan.

Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi korosi, yaitu :1.Kelembaban udara2.Elektrolit3.Zat terlarut pembentuk asam (CO2, SO2)4.Adanya O25. Lapisan pada permukaan logam6. Letak logam dalam deret potensial reduksi

D. DAMPAK KOROSITulangan baja pada beton bertulang yang mengalami korosi dapat menyebabkan pengurangan kekuatan dari struktur tersebut, sehingga bila kerusakan ini terus berlanjut akan mengakibatkan bangunan beton tersebut menjadi tidak layak untuk digunakan.Korosi pada tulangan baja balok beton bertulang mengakibatkan pengurangan luas permukaan baja tulangan dan menimbulkan diskontinuitas pada permukaan baja. Korosi pada baja tulangan selain menyebabkan pengurangan luas permukaan juga menimbulkan volume senyawa hasil reaksi korosi yang lebih besar daripada volume baja yang bereaksi. Hal ini dapat mengakibatkan selimut beton mengalami keretakkan. Jika kerusakan ini terus berlanjut, maka bangunan beton tidak layak dipakai lagi. Menurut Al-Sulaimani (1990) tingkat korosi sampai dengan 1,5% tidak mempengaruhi kapasitas maksimum beton memikul beban, saat 4,5% mengalami korosi dapat mengurangi kapasitas maksimum memikul beban sampai tersisa 12%. Secara umum, tingkat korosi dapat ditentukan dari persentase berat yang hilang. Begitu pula kuat geser pada balok beton bertulang, akibat pengaruh dari korosi mengakibatkan penurunan kemampuan kuat geser dari balok tersebut yang berati juga menurunkan kemampuan balok dalam memikul momen lentur.

E. Laju Korosi

Laju korosi dinyatakan dalam mpy (milli inch per year). Laju korosi dapat dihitung dengan persamaan. Korosi sangat dipengaruhi oleh lingkungan misalnya temperatur pH, oksigen, kecepatan fluida, dan zat-zat oksidator. Laju korosi juga bergantung pada, konsentrasi reaktan, jumlah mula-mula partikel (massa) logam, dan faktor mekanik seperti tegangan. Untuk menghitung laju korosi, terdapat dua metode yang dapat digunakan antara lain metode kehilangan berat atau weight gain loss (WGL) dan metode elektrokimia.

Keterangan : = laju korosi (mpy) w = kehilangan berat (g/jam) = berat jenis (g/cm3) A = luas sampel (cm2) t = waktu (jam).

F. Pencegahan korosiPeristiwa korosi pada logam merupakan fenomena yang tidak dapat dihindari, namun dapat dihambat maupun dikendalikan untuk mengurangi kerugian dan mencegah dampak negatif yang diakibatkannya. Dengan penanganan ini umur produktif peralatan elektronikdalam rumah tangga atau kegiatan industrimenjadi panjang sesuai dengan yang direncanakan, bahkan dapat diperpanjang untuk memperoleh nilai ekonomi yang lebih tinggi. Upaya penanganan korosi diharapkan dapat banyak menghemat biaya opersional, sehingga berpengaruh terhadap efisiensi dalam suatu kegiatan industryserta menghemat anggaran pembelanjaan rumah tangga.

Cara pencegahan korosi pada beton bertulang:

Usahakan kondisi pasif pada bidang kontak baja beton Cegah / hambat proses karbonasi degradasi klorida Cegah / hambat proses definisi beton terhadap lingkungan Coatings/pelapisan

Adapun cara-cara yang dapat mencegah korosi :

1) Pemakaian bahan-bahan yang bermutu baik. 2) Mempertebal selimut beton 3) Menggunakan beton kedap air (secara teoritis tidak ada) 4) Penambahan dimensi struktur 5) Cara pemampatan beton yang tepat 6) Perlindungan permukaan (Coatings)

Cara ini biasanya bersifat sementara, karena bila perlindungannya cacat atau rusak proses korosi akan berjalan lagi.Berikut contoh lain pengendalian/pencegahan korosi :

1. Mencegah kontak dengan oksigen dan/atau airKorosi besi memerlukan oksigen dan air. Bila salah satu tidak ada, maka peristiwa korosi tidak dapat terjadi. Korosi dapat dicegah dengan melapisi besi dengan cat, oli, logam lain yang tahan korosi (logam yang lebih aktif seperti seg dan krom). Penggunaan logam lain yang kurang aktif (timah dan tembaga) sebagai pelapis pada kaleng bertujuan agar kaleng cepat hancur di tanah. Timah atau tembaga bersifat mampercepat proses korosi.2. Perlindungan katoda (pengorbanan anoda)Besi yang dilapisi atau dihubugkan dengan logam lain yang lebih aktif akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katoda. Di sini, besi berfungsi hanya sebagai tempat terjadinya reduksi oksigen. Logam lain berperan sebagai anoda, dan mengalami reaksi oksidasi. Dalam hal ini besi, sebagai katoda, terlindungi oleh logam lain (sebagai anoda, dikorbankan). Besi akan aman terlindungi selama logam pelindungnya masih ada / belum habis. Untuk perlindungan katoda pada sistem jaringan pipa bawah tanah lazim digunakan logam magnesium, Mg. Logam ini secara berkala harus dikontrol dan diganti.3. Membuat alloy atau paduan logam yang bersifat tahan karat,Misalnya besi dicampur dengan logam Ni dan Cr menjadi baja stainless (72% Fe, 19%Cr, 9%Ni).4.Pengecatan.Jembatan, pagar, dan railing biasanya dicat. Cat menghindarkan kontak dengan udara dan air. Cat yang mengandung timbel dan zink (seng) akan lebih baik, karena keduanya melindungi besi terhadap korosi. Jenis cat yang umum dipakai untuk pengecatan komponen baja jembatan dapat diklasifikasikan dalam Tabel 1 sebagai berikut:

Tabel 1. Jenis Cat

No.Klasifikasi CatKarakteristik dan Unsur-unsur Pokok

1Organic zinc-richZinc dan organik binder

2Anorganic zinc-richZinc dan silikat binder

3One-pack chemical resistantChlorinated nibber, vinyl

4Two-pack chemical resistantEpoxy, polyurethane, resin

5Coaltar epoxy resistantEpoxy

Ketentuan Umum Cat Secara umum cat harus mempunyai daya lekat yang baik dan mudah dilapiskan pada permukaan secara merata, memiliki ketebalan dan waktu pengeringan yang tertentu, dan tahan terhadap pengaruh sifat kimia, fisik dan cuaca. Berdasarkan fungsinya lapisan cat umumnya terdiri atas:a. Cat dasar, yang menjamin pelekatan yang baik untuk lapisan yang berikutnya.b. Cat antara, merupakan lapisan pengikat yang merata antara lapisan cat dasar dengan lapisan cat akhir.c. Cat akhir, yang merupakan lapisan permukaan akhir yang halus, licin, mudah dibersihkan, dan tahan terhadap serangan zat-zat kimia. Bahan Pelarut Bahan pelarut adalah bahan untuk mengencerkan cat agar memiliki kekentalan yang dikehendaki, dan biasanya terdiri atas zat organik seperti: terpentin, hidrokarbon, keton dan ester. Komponen Baja Jembatan Permukaan struktur baja jembatan harus bersih dan bebas dari lemak, debu, produk korosi, residu garam, dan sebagainya.

5.PelumurandenganOliatau Gemuk.Cara ini diterapkan untuk berbagai perkakas dan mesin. Oli dan gemuk mencegah kontak dengan air.

6.Pembalutan dengan Plastik.Berbagai macam barang, misalnya rak piring dan keranjang sepeda dibalut dengan plastik. Plastik mencegah kontak dengan udara dan air.

7.TinPlating(pelapisan dengantimah).Kaleng-kaleng kemasan terbuat dari besi yang dilapisi dengan timah. Pelapisan dilakukan secara elektrolisis, yang disebuttin plating. Timah tergolong logam yang tahan karat. Akan tetapi, lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan itu utuh (tanpa cacat). Apabila lapisan timah ada yang rusak, misalnya tergores, maka timah justru mendorong/mempercepat korosi besi. Hal itu terjadi karena potensial reduksi besi lebih negatif daripada timah. Oleh karena itu, besi yang dilapisi dengan timah akan membentuk suatu sel elektrokimia dengan besi sebagai anode. Dengan demikian, timah mendorong korosi besi. Akan tetapi hal ini justru yang diharapkan, sehingga kaleng-kaleng bekas cepat hancur.

8.Galvanisasi(pelapisan dengan Zink).Pipa besi, tiang telepon dan berbagai barang lain dilapisi dengan zink. Berbeda dengan timah, zink dapat melindungi besi dari korosi sekalipun lapisannya tidak utuh. Hal ini terjadi karena suatu mekanisme yang disebutperlindungan katode. Oleh karena potensial reduksi besi lebih positif daripada zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katode. Dengan demikian besi terlindungi dan zink yang mengalami oksidasi (berkarat). Badan mobil-mobil baru pada umumnya telah digalvanisasi, sehingga tahan karat.

9.Cromium Plating(pelapisan dengankromium).Besi atau baja juga dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap, misalnya untuk bumper mobil.Cromium platingjuga dilakukan dengan elektrolisis. Sama seperti zink, kromium dapat memberi perlindungan sekalipun lapisan kromium itu ada yang rusak.

10.Sacrificial Protection(pengorbanan anode).Magnesium adalah logam yang jauh lebih aktif (berarti lebih mudah berkarat) daripada besi. Jika logam magnesium dikontakkan dengan besi, maka magnesium itu akan berkarat tetapi besi tidak. Cara ini digunakan untuk melindungi pipa baja yang ditanam dalam tanah atau badan kapal laut. Secara periodik, batang magnesium harus diganti

Dari segi teori, korosi tidak mungkin sepenuhnya dapat dicegah karena memangmerupakan proses alamiah bahwa semua logam akan kembali ke sifat asalnya. Asal dari tanah kembali ke tanah, asal dari bijih besi kembali ke oksida besi. Walaupun demikianpengendalian korosi harus dilakukan secara maksimal, karena dilihat dari segi ekonomi dansegi keamanan merupakan hal yang tidak mungkin ditinggalkan.

Jadi pengendalian korosi harus dimulai dari perancangan, pengumpulan data lingkungan, proses, peralatan yang dipakai bahan baku dan cara pemeliharaan yang akan dilaksanakan.

DAFTAR PUSTAKADirectorate General of Highway, General, Spesification, Section 5.7. Paintings.Direktorat Penyelidikan Masalah Tanah dan Jalan dan Petunjuk Perencanaan Pengecatan Untuk Jembatan, 1981.Irman Nurdin. 1996. Teknologi Penanggulangan Korosi Tiang Pancang.http://ratihkumalachachae.blogspot.com/2011/12/mengenal-korosi-dan-akibatnya-serta.htmlhttp://id.wikipedia.org/wiki/Besihttp://muhammadyusuffirdaus.wordpress.com/2012/06/05/korosi-dan-pencegahannya/http://digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-27643-3108100075-Paper.pdfhttp://tholkhahasan.blogspot.com/2012/04/korosi.html

Keawetan tiang Untuk memenuhi persyaratan keawetan, pondasi tiang beton harus direncanakan berdasarkan ketentuan sebagai berikut : 1. Pada lingkungan korosif, tiang harus dibuat dengan menggunakan rencana campuran beton kedap air. 1. Tebal minimum selimut beton adalah 45 mm untuk kondisi non korosif dan 55 mm pada kondisi korosif. 1. Tidak terdapat retak-retak pada beton yang dapat menyebabkan terjadinya korosi pada baja tulangan. Sebagai pertimbangan didalam pemilihan jenis tiang, khususnya tiang beton adalah terjadinya kebocoran pasta semen, atau pengaruh lain sebelum semen mengeras seperti air tanah yang mengalir bebas masuk ke dalam tiang yang dicetak di tempat.