MENGUKUR LAJU KOROSI PADA TULANGAN DALAM BETON BUSA MENGGUNAKAN APLIKASI METODE LINEAR POLARIZATION RESISTANCE (LPR)

1. Pendahuluan

Beton adalah suatu material yang secara harfiah merupakan bentuk dasar dari kehidupan sosial modern. Hampir pada setiap aspek kegiatan sehari-hari kita tidak dapat untuk tidak bergantung pada beton baik secara langsung maupun tidak langsung [1].

Salah satu jenis beton yang digunakan pada berbagai kontruksi adalah beton ringan. Penggunaan beton ringan pada daerah rawan gempa merupakan suatu alternatif yang baik. Hal ini disebabkan penggunaan beton ringan dapat mereduksi resiko kemungkinan kerusakan yang akan ditimbulkan akibat gempa bumi. Beton ringan yang sangat mudah diproduksi adalah beton busa [2].

Teknik pemantauan korosi dengan pendekatan pengukuran secara elektrokimia seperti metode tahanan polarisasi linear digunakan untuk mengetahui daerah tulangan yang telah terkorosi dan lebih lanjut mengetahui laju dari korosi pada daerah tulangan yang terkorosi di dalam beton. Pemantauan korosi dilakukan dengan melihatperubahan nilaipotensial yang terjadi pada permukaan beton, semakin negatif perubahan nilaipotensial yang didapatkan maka semakin tinggi tingkat kecendrungan terkorosi.

2.    Definisi Korosi

Korosidi definisikan sebagai perusakan atau penurunan mutu suatu bahan yang disebabkan oleh reaksi antara bahan tesebut dengan lingkungan sekitarnya [3]. Dalam kehidupan sehari-hari, korosi dapat kita jumpai pada bangunan-bangunan maupun peralatan yang memakai komponen logam seperti seng, tembaga, besi-baja dan sebagainya. Seng untuk atap dapat bocor karena termakan korosi. Jembatan dari baja maupun badan mobil juga dapat menjadi rapuh karena korosi. Badan kapal yang terdiri dari konstruksi baja juga akan mengalami korosi.

Infrastruktur seperti gedung, jembatan, jalan, rel kereta api, dan terowongan sangat rentan terhadap korosi sehingga menyebabkan kerugian yang tidak sedikit. Kerugian akibat proses pengkaratan atau korosi mencapai 80 persen dari biaya perawatan dan perlengkapan industri. Korosi juga menjadi salah satu penyebab utama kecelakaan pada dunia kerja [4].

Korosi merupakan proses atau reaksi elektrokimia yang bersifat alamiah dan berlangsung dengan sendirinya, oleh karena itu korosi tidak dapat dicegah atau dihentikan sama sekali. Korosi hanya bisa dikendalikan atau diperlambat lajunya sehingga memperlambat proses perusakannya.

2.1    Mekanisme Korosi Tulangan Baja dalam Beton

Menyebutkan bahwa faktor lingkungan sangat berpengaruh terhadap kondisi tulangan dalam beton. Lingkungan yang bersifat korosif akan menyebabkan tulangan beton terkorosi. Lingkungan yang korosif berarti lingkungan yang memungkinkan terjadinya proses korosi. Dua faktor yang signifikan  sebagai penyebab korosi tulangan baja dalam beton adalah penetrasi oleh ion klorida dan proses karbonasi oleh karbon dioksida [5].

Korosi tulangan baja dalam beton diawali dengan penetrasi oleh ion-ion atau zat-zat yang bersifat korosif, yang menyebabkan penurunan pH dan berakibat rusaknya lapisan pasif. Selanjutnya akan terjadi pembentukan daerah anoda dan katoda pada permukaan tulangan baja. Pada daerah anoda akan terjadi reaksi oksidasi tulangan baja. Elektron dari anoda pada tulangan baja akan disuplai melalui air dalam pori beton ke katoda yang dikenal sebagai reaksi anodik. Dua elektron yang disuplai oleh anoda harus dikonsumsi oleh daerah permukaan tulangan baja. Daerah yang mengkonsumsi tersebut disebut daerah katoda[5].

2.2    Metode Tahanan Polarisasi Linear

Pengukuran dengan metode linear polarization resistance saat ini telah menjadi metode yang efektif untuk melakukan pengukuran korosi pada baja tulangan dalam beton. Korosi baja tulangan dalam beton telah menjadi hal yang penting saat ini, maka perlu dilakukan pengembangan teknik non-destructive untuk penilaian yang akurat tentang kondisi struktur beton bertulang. Pemantauan dengan metode linear polarization resistance telah dikembangkan untuk mengatasi kebutuhan ini. Teknik pemantauan korosi dengan metode linear polarization resistance ini cepat dan tidak mengganggu, hanya membutuhkan koneksi ke baja tulangan. data yang dihasilkan dapat memberikan pemahaman tentang laju korosi pada tulangan baja, dan memberikan informasi yang rinci tentang potensial dari sampel [6].

Dalam metode linear polarization resistance, prinsip pengukuran laju korosi didasarkan pada fenomena elektrokimia. Pada baja tulangan terjadi pergeseran kesetimbangan reaksi elektrokimia melalui pengubahan suatu potensial elektroda dengan mengalirkan sejumlah arus listrik ke elektroda lainnya. Pengubahan arus listrik berdampak pada perubahan nilai potensial suatu logam dari potensial alami logam terhadap potensial korosi. Pengubahan arus listrik tersebut akan menghasilkan kerapatan arus yang merupakan fungsi linier dari potensial elektroda. Besarnya kemiringan ini sama dengan tahanan polarisasi, sehingga metode ini juga disebut sebagai metode tahanan polarisasi. Besarnya tahanan polarisasi (Rp) dari baja dapat dihitung dengan persamaan:

3.      Metode Pengukuran

a.        Material/bahan yang digunakan

Untuk specimen digunakan beton busa normal ukuran 80 cm x 20 cm x 15 cm. Mutu rencana beton f’c 25 Mpa, FAS 0,4 dan SG 1,6. Tulangan yang digunakan dari baja lunak dengan 4 tulangan utama berdiameter 10 mm dan7 tulangan sengkang berdiameter 6 mm.

b.        Peralatan yang digunakan

• Potensiostat/Galvanostat HA 301
• Osciloskop TDS 340
• Reference Electrode SCE HC 205C
• Plat Stainless Steel
• Kayu Pemegang SCE
• Lengan Penjepit

a.        Tahapan Pengukuran

• Hubungkan dan hidupkan osiloskop dengan potensiostat/galvanostat.
• Pasang plat stainless steel pada kayu pemegang SCE diikuti  busa dibawahnya. Plat stainless steel ini berfungsi sebagai counter electrode.

• Hubungkan masing-masing kabel ToCell OutputPotensiostat/Galvanostat:

·         RE clip ke Reference Elektrode (SCE).

·         WE 1 dan WE 2 clip ke Working Electrode1 dan 2 (Spesimen).

·         CE clip ke Counter Electrode(Stainless Steel).

• Pasang SCE pada kayu pemegang dan diletakkan di atas benda uji tepat di atas tulangan yang akan di ukur.

• Aktifkan fungsi G-stat pada Potensiostat/Galvanostat.

• Putar switch FUNCION pada posisi REST-POT untuk melihat nilai potensial awal. Nilai potensial ini dapat dibaca pada oscilloscope.

• Switch POLARITY (INT-SET) pindahkan ke posisi positif untuk nilai anodik, pindahkan switch FUNCION pada posisi OPERATION untuk pengambilan data, switch INT-SET diputar sedikit demi sedikit berlawanan dengan arah jarum jam untuk merubah nilai arus.

• Catat nilai potensial yang dihasilkan dari setiap pengukuran

Gambar 1. Rangkaian Pengukuran Tahanan Polarisasi Linear

Desain Peralatan

Dari hasil pengembangan komponen-komponen maka dapat dirangkai sebuah rangkaian pengukuran linear polarization resistance sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2 dan 3.

Gambar 2. Rangkaian Peralatan Pemegang SCE

 

Gambar 3. Rangkaian Peralatan Pemegang SCE

Berdasarkan hasil pengembangan dan pengaplikasian metode LPR pada benda uji beton busa bertulang, maka dapat di tarik beberapa point penting sebagai kesimpulan pada penulisan  antara lain:

1. Pengembangan peralatan untuk pengujian LPR pada laboratorium rekayasa material telah berhasil dilakukan dan dapat diaplikasikan langsung pada spesimen benda uji.

2. Penggunaan alat pemegang SCE dan lengan penjepit sangat membantu dalam menjaga keseimbangan SCE dari guncangan.

3. Pemakaian stainless steel sebagai counter electrode sangat baik dalam mensuplai arus ke benda uji.

4. Nilai laju korosi untuk empat kondisi benda uji beton busa bertulang telah didapatkan dari hasil pengukuran menggunakan metode linear polarization resistance.

5. Ketebalan selimut beton benda uji memberikan pengaruh yang signifikan terhadap nilai potensial yang terukur, semakin tebal selimut beton dari benda uji maka nilai potensial yang terukur akan menjadi semakin positif.

sumber : Jurnal Ilmiah - Romi Hariawan

Daftar pustaka

[1].      Sejarah Beton, Sifat, dan Karakteristik Beton, termuat di: Lillyantina. Multiply. Com/journal/item/6, diakses 23 November 2011, 09.30 WIB.

[2].      Abdullah, Beton Busa Sebagai Bahan Kontruksi Bangunan Teknik Sipil, Universitas Syiah Kuala, 2010, Darussalam Banda Aceh.

[3].      Fontana, M.G, Corrosion Engineering, Third Edition, McGraw-Hill, 1987, New York.

[4].      Scully, J.C., The Fundamentals of Corrosions, Pergamon Press, 1983, Oxford.

[5].      Broomfield, J.P., Corrosion Of Steel In Concrete, Understanding, Investigation and Repair 2^nd edition, Taylor & Francis, 2007, London & New York.

[6]       Millard, S.G., Law, D., Bungey, J.H., Cairns, J., Environmental Influence on Linear Polarization Corrosion Rate Measurement in Reinforced Concrete,NTD&E International, Vol. 34, 2001,hlm 409 – 417

[7]       Chang, Z.T., Cherry, B., Marosszeky, M., Polarisation Behaviour of Bar samples in Concrete in Seawater. Part 1: Experimental Measurement of Polarisation Curve of Steel in Concrete, Corrosion Science,Vol.50, 2008.,  hlm 357 – 364.

[8]       Law, D., Millard, S.G., Cairns, J., Bungey, J.H, Measurement of Loss of Steel from Reinforcing Bars in Concrete Using Linear Polarisation Resistance Measurement, NTD&E International,Vol. 37, 2004, hlm 381 – 388.

[9]       Thomson, N.G, and Payer, J.H, DC Electrochemical Test Method, NACE International, 1998, Houston, Texas.