PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai...

of 30 /30
PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN INHIBITOR NATRIUM SILIKAT(Na 2 SiO 3 ) HASIL SINTESIS DARI LUMPUR LAPINDO PADA BAJA TULANGAN BETON Dimas Happy Setyawan NRP. 2412105017 Dosen Pembimbing : 1. Dr.Ing. Doty Dewi Risanti, ST,MT NIP. 19740903 199802 2 001 2. Lizda Johar Mawarani, ST, MT NIP. 19740815 199703 2 001

Transcript of PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai...

Page 1: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN INHIBITOR NATRIUM SILIKAT(Na2SiO3) HASIL SINTESIS DARI

LUMPUR LAPINDO PADA BAJA TULANGAN BETON

Dimas Happy Setyawan

NRP. 2412105017

Dosen Pembimbing :

1. Dr.Ing. Doty Dewi Risanti, ST,MT NIP. 19740903 199802 2 001

2. Lizda Johar Mawarani, ST, MT NIP. 19740815 199703 2 001

Page 2: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Latar Belakang

Membuat inhibitor NatriumSilikat dari Lumpur Lapindo

(Aditya, 2013)

Pemanfaatan Lumpur lapindosebagai pozzolan campuran

beton (Rifky, 2011)

Lumpur lapindo mengandungsilika sebesar 46,7 % (Farid,

2013)

Pencegahan KorosiPada Beton

menggunakanNatrium Silikat

Page 3: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Rumusan Masalah

• Bagaimana inhibitor natrium silikat (Na2SiO3) mampu menghambat laju korosi pada baja tulangan beton?

• Bagaimana metode pemberian inhibitor yang paling efektif terhadap pencegahankorosi pada baja tulangan beton ?

Page 4: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Tujuan

Mampu menentukan metode yang efektifdalam pemberian inhibitor natrium silikat(Na2SiO3) pada baja tulangan beton.

Mengetahui pengaruh inhibitornatrium silikat (Na2SiO3) terhadap lajukorosi baja tulangan beton.

Page 5: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Batasan MasalahLarutan Uji NaCl 12,5% dan Air Rawa dengan kadar garam 0,41%

Untuk pengujian korosi mengacu pada ASTM

C876 mengenai pengujian korosi terhadap beton.

Lumpur Lapindo diambil dengan jarak 2 km dari

pusat semburanUntuk sintesis

digunakan NaOH SAP

Semen yang digunakan jenis portland I dan

pengujian kuat tekan beton pada umur 3

hari

Page 6: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Teori Penunjang

• Korosi merupakan penurunan kualitas logam atau paduan (alloy) yangdisebabkan oleh rusaknya permukaan akibat adanya proses elektrokimiadengan lingkungan sekitar (Nizam, 2009)

• Reaksi korosi baja tulangan secara umum

(Sumber : Halimatuddaahliana, 2003)

• Korosi akibat degradasi klorida

Fe + H2OFe++ + 2e- + H+ + OH-

Fe++ + OH- → Fe(OH)2

4Fe(OH)2 + O2 + H2O→ 4 Fe(OH)3(Produk Korosi)

(Sumber : Sudjono,2005)

Page 7: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Teori Penunjang

• Salah satu contoh inhibitor anoda adalah senyawa-senyawakromat yang dapat membentuk lapisan pasisf di permukaanlogam. Salah satu contoh reaksi redoks yang terjadi denganlogam besi adalah:

Oksidasi : 2 Fe + 2 H2O -----------> Fe2O3 + 6 H+ + 6e Reduksi : 2 CrO4 + 10 H+ + 6e --------> Cr2O3 + 5 H2O Red-oks : Fe + 2CrO4+ 2H+ ------- >Fe2O3 + Cr2O3 + 3H2O

Padatan atau endapan Fe2O3 dan Cr2O3 inilah yang kemudian

bertindak sebagai pelindung bagi logamnya. (Sumber :

Halimatuddaahliana, 2003)

• Untuk mendapatkan senyawa natrium silikat, dapat melalui beberapa reaksi berbeda. Berikut beberapa contoh reaksinya :

• Na2CO3 + SiO2 → Na2SiO3 + CO2

• 2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O

• SiO2 + Na2O → Na2SiO3

Page 8: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Metodologi Penelitian

Page 9: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Metodologi Penelitian

Preparasi Lumpur Lapindo

Lumpur dicuci menggunakan HCL menggunakan HCl 3 M selama 4 jam kemudian dicuci kembali dengan aquades, kemudian di keringkan dengan furnace untuk di haluskan dan diayak dengan ayakan 140 mesh

Page 10: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Metodologi Penelitian

Sintesis Natrium Silikat

NaOH 20 gr di reaksikan dengan aquades 50 ml untuk menghasilkan 50 ml NaOH dengan konsentrasi 10 M kemudian dicampurkan dengan 5 gr lumpurLapindo kemudian diaduk dengan magnetic stirrer dan dipanaskan pada hot Plate dengan suhu 180o selama 1 jam.

Page 11: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Metodologi PenelitianPengujian Natrium Siikat dengan

menggunakan FTIR dan XRD

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

70

80

90

100

110

120

Sintesis

Tran

smitta

nce %

wavenumber (cm-1)

2360,64 1987.951455.52 901.21

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

2030405060708090

100

Aditya, 2014

Tran

smitta

nce %

wavenumber (cm-1)

2790.68 1618.09

903.43

Merupakan bilangan gelombang gugus Na2SiO3

10 20 30 40 50 60 70 80 90

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Inte

nsity

Angle

KomersialAditya, 2014 Sintesis

Page 12: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Metodologi Penelitian

Larutan

Variasi Keadaan

TanpaInhibitor (A)

InhibitorDilapiskan padaBaja Tulangan (B)

Inhibitor Dicampurkanpada Beton dengan variasiInhibitor masing-masing

5 ml (C) 10 ml (D)

15 ml (E)

Air Rawa 1 1 1 1 1

Laruran NaCl12.5%

1 1 1 1 1

A B C

Keterangan :A : Tanpa menggunakan InhibitorB : Inhibitor di lapiskan pada besiC : Inhibitor dicapur dengan beton

Matrik Sampel

100mm

50mm

30mm

30mm

70mm

10mm

20mm

100mm

10mm

Page 13: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Metodologi PenelitianDC 6V+ -

KatodaTembaga

BetonNaCl/Air Rawa

Baja Tulangan

Keterangan :• Tegangan : 6 Vdc• Larutan NaCl : 12.5%• Air rawa : Perumahan pakuwon city• Katoda : Tembaga• Beton : Campuran dari agregat halus dan kasar• Ketinggian Cairan : 75 mm• Standart Uji mengacu pada ASTM C 876

Pengujian Korosi

Page 14: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Metodologi PenelitianPengujian Kuat Tekan Beton

Pengujian Dilakukan di Teknik Sipil ITSDan standart acuannyaSNI 03-1974-1990

Sampel berbentuk silinder dengan d : 15 cm dan t : 20 cm

Page 15: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Hasil Pengamatan Arus

1 2 3 4 50

1

2

3

4

5

6

7

8

A NaCl 12,5% B NaCl 12,5% C NaCl 12,5% D NaCl 12,5% E NaCl 12,5% A air rawa B air rawa C air rawa D air rawa E air rawa

Arus

(mA)

Time (Day)

Page 16: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Produk Korosi

Kerak berwana putih

Cairan bening (kuningkecoklatan)

Kerak berwana hitam

10 20 30 40 50 60 70 80 90

100

150

200

250

300

350

400

FeCl2(H2O)4 FeCl2(H2O)4

FeCl2(H2O)4

FeCl2(H2O)4

Inten

sity

Angel

Iron Chloride Hydrate

FeCl2(H2O)4

10 20 30 40 50 60 70 80 90

100

200

300

400

500

600

700

FeO4 FeO4

FeO4

Inte

nsity

Angel

Iron Oxide

FeO4

10 20 30 40 50 60 70 80 90

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Ca(CO 3) Ca(CO 3)

Inte

nsity

Angel

Calcium Carbonate

Ca(CO3)

Page 17: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Hasil Pengujian Korosi

a. Pengujian di larutan NaCl 12,5%

b. Pengujian di air rawa

Diambil dari 1 cm dari ujung bawah

Page 18: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Pengamatan Korosi pada Baja

a. Pengujian di larutan NaCl 12,5%

b. Pengujian di air rawa

Perbesaran mikroskop 25X

Page 19: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Perhitungan Laju Korosi dan Efisiensi

Perhitungan efisiensi menggunakan persamaan berikut (Roberge, 2000) :

Efisiensi inhibitor (%) = x 100%

dimana CR adalah laju korosi (corrosion rate).

Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03

CR = dimana :

CR = corrosion rate (laju korosi)

K = konstanta laju korosi mpy (3.45 x 10 6)

t = waktu dalam (jam)

A = luas area logam (cm2)

W = selisih massa setelah dan sebelum korosi (g)

D = massa jenis (g/cm3)

CR non Inhibitor – CR InhibotorCR non Inhibitor

K . W D.A.t

Page 20: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Laju Korosi dan efisiensi inhibitor

Sampel pada NaCl 12,5%Massa Awal

(gr)

Massa

Akhir (gr)

Massa

Loss (gr)CR (mpy)

Efisiensi

(%)

A (Tanpa Inhibitor) 51,5473 51,4949 0,0524 6,9585 0B (Pelapisan Inhibitor) 51,7123 51,4933 0,219 28,989 -316,6C (Penambahan 5 ml) 51,9874 51,962 0,0254 3,3444 51,94D (Penambahan 10ml) 51,5333 51,5089 0,0244 3,2411 53,42E (Penambahan 15 ml) 52,3102 52,284 0,0262 3,4285 50,73

Sampel pada air rawaMassa Awal

(gr)

Massa

Akhir (gr)

Massa

Loss (gr)CR (mpy)

Efisiensi

(%)

A (Tanpa Inhibitor) 52,0412 51,9283 0,1129 14,8503 0B (Pelapisan Inhibitor) 52,2042 52,0732 0,131 17,1773 -15,67C (Penambahan 5 ml) 52,6626 52,6224 0,0402 5,2253 64,81D (Penambahan 10ml) 51,8614 51,8289 0,0325 4,2897 71,11E (Penambahan 15 ml) 52,1123 52,0113 0,101 13,2669 10,66

Hal ini dikarenakan pada sampel B pelapisan inhibitormembuat permukaan baja tulangan terdapat kristalputih yang berasal dari natrium silikat sehinggamembuat permukaan baja tidak homogen dan sangatmudah terkorosi, sehingga sampel B memiliki laju korosiyang lebih besar dibangkan dengan sampel A.

Page 21: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Hubungan Laju Korosi dengan Inhibitor

0 5 10 15

0

5

10

15

20

25

30

Laju Korosi pada NaCl12,5% Laju Korosi pada Air Rawa Pelapisan inhibitor pada baja (NaCl 12,5%) Pelapisan inhibitor pada baja (air rawa)

Laju

Koro

si (m

py)

Penambahan Inhibitor (ml)

Page 22: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Efisiensi Terhadap Penambahan inhibitor

0 5 10 15

05

101520253035404550556065707580

Efisiensi (%) pada larutan NaCl 12,5% Efisiensi (%) pada air rawa

Efisi

ensi

(%)

Penambahan Inhibitor (ml)

Page 23: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton

• Pengujian kuat tekan beton dilakukan pada umur beton 3 hari.

Sampel Uji Kuat Tekan (MPa) Rata-Rata (MPa)

A (Tanpa inhibitor)0.805

0.8700.7791.026

C (Penambahan 5 ml)0.422

0.4610.4550.507

D (Penambahan 10ml)0.292

0.2970.3250.273

E (Penambahan 15 ml)0.247

0.2170.2270.175

Page 24: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Hubungan Kuat Tekan Beton terhadap Penambahan Inhibitor

0 5 10 15

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

Kuat Tekan (MPa)

Kuat

Tek

an (M

Pa)

Penambahan Inhibitor (ml)

Page 25: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Hubungan Kuat Tekan Beton terhadap Penambahan Inhibitor

0 5 10 15

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

Laju Korosi (mpy)

Kua

t Tek

an (M

Pa)

Penambahan Inhibitor (ml)

Kuat Tekan (MPa) Laju Korosi (mpy) pada NaCl 12,5% Laju Korosi (mpy) pada air rawa

2

4

6

8

10

12

14

16

Page 26: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

KesimpulanDari peneleitian mengenai pengujian korosi terhadap baja tulangan

beton dengan menggunakan inhibitor natrium silikat maka diperolehbeberapa kesimpulan sebagai berikut :

• Penambahan inhibitor sangat baik untuk menekan laju korosi namundengan penambahan inhibitor pada beton mempengaruhi kuat tekan daribeton tersebut.

• Untuk metode pemberian inhibitor dengan cara dilapiskan pada bajatulangan (metode B) kurang efektif karena metode ini menbuat lapisan padabaja tulangan tidak homongen sehingga memudahkan terjadi korosi, dalampengujiannya metode ini memiliki laju korosi yang terbesar di bandingmetode yang lainnya yaitu sebesar 28,989 mpy pada larutan NaCl 12,5%dan 17,1773 mpy pada kondisi air rawa.

• Untuk metode dengan penambahan 5 ml pada beton (metode C)merupakan metode yang paling efektif karena pada metode ini dapatmenekan laju korosi dengan baik dan memiliki kuat tekan beton yang lebihtinggi dibandingkan dengan metode penambhan yang lain.

• Jenis korosi yang terjadi pada baja tulangan merupakan korosi pitting , halini di tandai dengan bintik hitam pada baja tulangan dan ketika dilakukanpengamatan secara mikroskopis ternyata bintik tersebut berupa cekungan.

Page 27: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR
Page 28: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

SampelMassa Awal

Massa Akhir

W Loss t(jam) K(mpy) A (cm2) D CR (mpy) Efisiensi (%)

A 51.5473 51.4949 0.0524 120 3450000 32.97 6.566535032 6.95847263 0

B 51.7123 51.4933 0.219 120 3450000 32.97 6.58755414 28.9893728 -316.6054009

C 51.9874 51.962 0.0254 120 3450000 32.97 6.622598726 3.344445916 51.93706875

D 51.5333 51.5089 0.0244 120 3450000 32.97 6.564751592 3.241085076 53.42246427

E 52.3102 52.284 0.0262 120 3450000 32.97 6.663719745 3.428494598 50.72920769

A Rawa 52.0412 51.9283 0.1129 120 3450000 32.97 6.629452229 14.85029901 0

B Rawa 52.2042 52.0732 0.131 120 3450000 32.97 6.650216561 17.17728057 -15.66959398

C Rawa 52.6626 52.6224 0.0402 120 3450000 32.97 6.708611465 5.225313058 64.81341518

D Rawa 51.8614 51.8289 0.0325 120 3450000 32.97 6.606547771 4.28970753 71.11366225

E Rawa 52.1123 52.0113 0.101 120 3450000 32.97 6.638509554 13.26690719 10.66235649

Page 29: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Sumber : Callister

Page 30: PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN … · 2015-09-11 · mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi ... Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03 CR

Sumber : R. Winstone Revie“handbook corrosion and

Corrosion Control”