Korosi Pada Tulangan Beton

Penyebab utama korosi pada struktur beton bertulang di lingkungan laut adalah penetrasi klorida pada beton. Namun kerusakan ini hanya terjadi pada tulangan dan tidak menyebabkan kerusakan pada material betonnya. Ion klorida ini menyerang lapisan pasif pada tulangan. Ketika mencapai nilai tertentu(maksimum), lapisan pasif ini akan hancur. Korosi ini akan menghasilkan lubang-lubang pada pokasi dimana lapisan pasif hancur yang disebut korosi sumuran atau korosi pitting. Jika serangan karbonasi yang terjadi, lapisan pasif akan mengalami depasivasi  dan membentuk korosi merata. Korosi pitting adalah korosi yang paling bahaya bagi tulangan karena akan mempermudah terjadinya self catalysis dan menyebabkan reduksi yang cepat. Terkadang kerusakan pada permukaan beton akibat reduksi luas penampangnya tidak terlihat indikasinya.

Beton yang digunakan di lingkungan laut biasanya mengalami siklus retak-korosi-retak. Beton yang mengandung microcracks mengalami serangan kimia, beban impact, pengaruh suhu, dan lainnya. Hal hal tersebut menyebabkan permeabilitas beton menjadi tinggi. Permeabilitas yang tinggi membuat air laut dan udara masuk dan akan mengakibatkan korosi tulangan. Korosi ini akan mengakibatkan pertumbuhan retak pada material beton. Retak yang terbentuk akan mengakibatkan permeabilitas beton menjadi lebih tinggi dan begitu seterusnya seperti siklus.

Masa/Umur layan adalah perioda saat struktur dapat memenuhi fungsi strukturalnya di batas maksimal. Biasanya, umur layan hanya setengah dari prediksinya. Hasil prediksi ini dipengaruhi oleh koefisien difusi ion klorida dan jumlah konsentrasi klorida kritis pada permukaan tulangan. Prediksi laju penetrasi ion klorida juga mempengaruhi. Mekanisme kerusakan struktur beton yang diakibatkan korosi baja tulangan dari buku Tuuti tahun 1982 adalah laju korosi biasa diabaikan, perioda inisiasi, perioda propagasi, konsekuensi. Permodelan umur layan didasarkan pada kerusakan yang disebabkan oleh korosi tulangan adalah model bebas korosi, model kerusakan korosi yang masih diterima, dan model kerusakan akhir.perioda inisiasi dimulai ketika klorida telah dipenetrasi melalui selimut beton dan lama kelamaan menyebabkan depasivasi tulangan. Perioda propagasi dimulai ketika tulangan mengalami korosi lebih jauh dan menyebabkan spalling. Mekanisme masuknya klorida adalah difusi, gaya kaliper, permeasi dan difusi. Persamaan difusi yang digunakan adalah hukum kedua FICK

C=C(x,t) adalah konsntrasi klorida pada jarak x pada waktu t

Dc = koefisien difusi (m²/s)

Untuk menghitung umur layan, kita perlu mengadakan tes. Langkah untuk estimasi penetrasi klorida adalah pengambilan sample beton, analisa kandungan klorida, hasil analisa diplot pada berbagai kedalaman. Solusi persamaan difusi FICK untuk strukter beton terendam dan zona pasang surut

Plot of Error Function

Nilai ambang batas untuk konsentrasi klorida C_cr adalah jumlah konsentrasi klorida kritis yang diperlukan untuk berlangsungnya korosi. Parameter yang mempengaruhi ambang batas adalah kualitas beton dan kondisi lingkungan dan pembebanan. Nilai ambang batas untuk lingkungan laut (splash) adalah 0,2% berat semen dan lingkungan yang tidak terlalu agresif 0,4% dari berat semen. Sumber klorida saat pencampuran berasal dari air laut, akselerator, dan agregat yang terkontaminasi klorida. Untuk beton yang sudah mengeras, klorida berasal dari garam pengencer, pembasahan dan pengeringan air laut, penggunaan bahan kimia yang mengandung klorida. Faktor yang mempengaruhi adalah lokasi, kondisi lingkungan, dan material.