Durabilitas Beton

LINGKUNGAN LAUT

Lingkungan laut terdiri dari 4 zona, yakni atmosfer laut, splash zone (zona terpercik), tidal zone (zona pasang surut),  dan submerged zone (zona terendam).

Zona Atmosfer Laut

• Korosi dipengaruhi jumlah partikel garam yang terbawa angin dan mengendap
• Rentan retak karena perubahan suhu

Zona Tidal

• Selalu dibasahi percikan air laut
• Rentan retak karena abrasi, erosi, benturan, dan reaksi kimia
• Merupakan zona paling agresif
• Ketinggian maksimum pada air pasang, dan minimum pada air surut

Zona Terendam

• Endapan garam dapat tertinggal pada struktur
• Korosi pada baja disebabkan organisme laut
• Rentan retak karena abrasi, erosi, benturan, dan zat kimia

Zona Terendam

• Kerusakan beton disebabkan zat kimia seperti: Sulfat, Klorida, CO2
• Terdapat kandungan Sulfida dan Amoniak

KERUSAKAN BETON

Beton dapat mengalami kerusakan yang dapat disebabkan faktor fisika dan faktor kimia. Faktor fisika dapat berupa pengikisan dan retak-retak. Sedangkan faktor kimia dapat berupa korosi. Kerusakan beton biasanya tidak hanya terdiri dari satu mekanisme kerusakan saja, tetapi bisa terdiri dua/lebih mekanisme.

Faktor Fisika

Pengikisan Permukaan

• Benturan : beban yang datang tiba-tiba, dihasilkan dari kecepatan benda-yang-menabrak-beton yang sangat besar sehingga menimbulkan impuls yang besar juga.
• Abrasi : kerusakan disebabkan pasir, kerikil, atau benda padat lainnya.
• Erosi : kerusakan disebabkan air, angin, dan hujan.
• Kavitasi : kerusakan disebabkan hantaman air berkecepatan tinggi yang diperngaruhi kualitas beton, lekatan agregat kasar dan pasta semen, serta ukuran maksimum agregat kasar.

Retak

Pada beton segar terdiri dari plastic shrinkage dan crazing.

• Plastic shrinkage: air yang menguap lebih cepat dari pada bleeding, maka permukaan akan menyusut.  
• Crazing : retak halus tidak menembus ke permukaan hanya berupa masalah kosmetik

Pada beton mengeras terdiri dari drying shrinkage, thermal shrinkage, beban siklik, kebakaran, kristalisasi garam, serta pembekuan dan pencairan.

• Driying shrinkage

• Campuran air lebih besar untuk proses hidrasi. Air yang tersisa menguap, maka beton menyusut.
• Menyebabkan tarikan oleh tulangan.
• Merupakan penyebab retak  yang tidak dapat dihindari.

• Thermal shrinkage

• Kenaikan suhu akibat panas hidrasi. 
• Perbedaan temperatur, interior panas sedangkan permukaan dingin
• Mengakibatkan tegangan tarik.

• Kritalisasi Garam 

• Stress akibat kristalisasi garam pada beton permeabel menyebabkan retak-retak.

• Beban siklik

• Akibat angin, arus, dan gelombang.
• Dipengaruhi lekatan agregat dan pasta semen.
• Semakin kecil ukuran agragat, semakin tinggi ketahanan fatigue-nya.

• Kebakaran

• Mengurangi kuat tekan beton, modulus elastisitas, dan kuat lekat pada baja. 
• Tergantung tinggi suhu dan lama.

• Pembekuan dan pencairan

• Biasanya terjadi di daerah dingin.

 

Faktor Kimia

Faktor kimia biasanya disebabkan korosi dan karbonasi. 

Korosi

Korosi dimulai saat lapisam oksida pelapis tulangan rusak karena ion klorida terakumulasi atau karena karbonasi. Mekanismenya menyerang tulangan dan relatif tidak menyerang material beton sendiri. Korosi yang disebabkan ion klorida dapat menyebabkan luas penampang baja menyusut.

Faktor pengendali proses korosi adalah mekanisme penetrasi ion klorida yang masuk ke beton melalui selimut beton. Karena beton bersifat basa (mengandung OH-), ketika bereaksi dengan tulangan baja dapat membentuk lapisan pelindung pasif. Lapisan pasif adalah lapisan yang menghalangi kontak air dan oksigen. Oleh karena air laut memiliki ion klorida yang agresif, maka air laut dapat menghancurkan lapisan pasif beton. Selain itu, penghancur lapisan pasif lainnya yakni rekasi CO2 dengan hidroksil beton serta serangan sulfat dan klorida.

Mekanisme Korosi

Korosi merupakan proses eletrokimia yang disebabkan perbedaan potensial sel disepanjang baja.

 

Korosi dapat disebabkan air. Air dapat diperoleh dari dua cara:

1. Dari luar atau uap air di udara yang masuk melalui pori-pori beton karena beton tidak kedap air.

2. Dari dalam melalui proses karbonasi karena beton tidak kedap udara maka CO2 dihasilkan dari hidrasi.

CO2 + Ca(OH)2 -> CaCO3 + H2O

Pembentukan karat menyebabkan volume beton pada batas beton dan tulang akan meningkat. Kerusakan akibat karat terdiri dari crack, spall, dan delamination.

 

 

 

Karbonasi 

Karbonasi disebabkan CO2 dari penyerapan atmosfer atau pembusukan tanaman laut. Akibat penyerapan tersebut, dapat mengakibatkan beton ber-pH rendah sehingga lapisan pasif dapat rusak. Karbonasi terdiri dari dua zona, yakni zona karbonasi dan zona tidak terkarbonasi.

 

 

PERANCANGAN CAMPURAN BETON

Adapun tahapan perancangan campuran beton sebagai berikut.

1. Memilih nilai slump

2. Memilih ukuran maksimum agregat kasar

3. Estimasi kebutuhan air pencampur dan kandungan udara

4. Memilih perbandingan air semen

5. Menentukan Jumlah Semen

6. Estimasi volume agregat kasar berdasarkan ukuran agregat maksimum dan modulus kehalusan agregat halus

7. Estimasi kandungan agregat halus

8. Koreksi kandungan air pada agregat