Durabilitas Beton

Durabilitas merupakan sifat daya tahan yang dimiliki oleh sebuah beton yaitu ketahanan beton menghadapi serangan-serangan yang merusakbaik yang disebabkan oleh faktor-faktor fisik maupun yang disebabkan oleh faktor-faktor kimiawi.

Zona –zona dalam lingkungan laut

Zona atmosfirlaut

Zona terpercik (splash-zone)

Zona pasang-surut (tidal-zone)

Zona terendam (submerged-zone)

Zona Atmosfir Laut

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

Zona Splash

• Selalu dibasahi oleh percikan air.
• Rentan retak abrasi, erosi, benturan, dan reaksi kimia(paling agresif).

Zona Pasang Surut

• Endapan garam dapat tertinggal pada struktur.
• Korosi pada baja disebabkan organisme laut.
• Rentan retak yaitu abrasi, eorsi, benturan, dan kimia.

Zona Terendam

• Kerusakan akibat kimia, sulfat, klorida, karbon dioksida dengan beton.
• Ada kandungan sulfida dan ammonia.

Proses-proses fisika dan kimia penyebab kerusakan elemen beton di lingkungan laut

Dari berbagai kasus kerusakan beton yang dijumpai selama ini, terbukti bahwa di lingkungan laut, terdapat banyak potensi interaksi simultandari faktor-faktor fisik dan kimiawi yang dapat menyebabkan kerusakan pada material beton.

FAKTOR FISIK

1. Pengikisan permukaan

• Benturan/beban impact: Beban yang datang tiba-tiba.
• Abrasi: Pasir, kerikil atau benda padat lainnya.
• Erosi: disebabkan oleh angin, air, hujan.
• Kavitasi: disebabkan hantaman air berkecepatan tinggi dipengaruhi kualitas beton, lekatan agregat kasar & pasta semen dan ukuran maksimum agregat kasar.

2. Retak-retak

Pada beton segar: Plastic Shrinkage, crazing.

Pada beton mengeras: Drying susut, thermal shrinkage, kristalisasi garam, beban siklik, kebakaran, pembekuan, dan pencairan.

• Plastic shrinkage: air yang menguap lebih cepat dari pada bleeding maka permukaan akan menyusut.
• Drying shrinkage: campuran air lebih besar untuk proses hidrasi. Air yang terisa menguap maka beton menyusut, menyebabkan tarikan oleh tulangan, penyebab retak pada umumnya yang tidak dapat dihindari.
• Thermal shrinkage: kenaikan suhu akibat panas hidrasi, perbedaan temperatu, interior panas permukaan dingin.
• Mengakibatkan tegangan tarik.
• Beban siklik: akibat angin, arus, dan gelombang; dipengaruhi kelekatan agregat dan pasta semen; semakin kecil ukuran max agregat maka semakin besar ketahanan fatigue.
• Kebakaran: menyebabkan semakin kecilnya kekuatan tekan beton, namun tergantung tinggi suhu dan lamanya.
• Kristalisasi garam: stress akibat kristalisasi garam pada beton permeable menyebabkan retak-retak.
• Pembekuan dan pencairan: biasanya terjadi di daerah dingin. 

FAKTOR KIMIA

Beton yang rusak akibat faktor kimia. Adapun kerusakan yang disebabkannya adalah korosi.

Korosi 

• Dimulai saat lapisan oksida pelapis tulangan rusak karena ion klorida terakumulasi atau karena karbonasi.
• Mekanisme: menyerang tulangan beton dan relatif tidak menyerang material beton sendiri.
• Korosi karena ion klorida menyebabkan luar penampang baja berkurang.
• Yang mengendalikan proses korosi adalah mekanisme penetrasi ion klorida yang masuk ke beton melalui selimut beton.
• Air laut memiliki ion klorida yang agresif yang dapat menghancurkan lapisan pasif.
• Beton bersifat basa (OH min) dapat bereaksi dengan tulangan baja menyebabkan terbentuknya lapisan pelindung pasif yang dapat menghalangi kontak dari air dan oksigen.
• Penghancur lapisan pasif: reaksi CO2 dengan hidroksil beton; serangan sulfat dan klorida.

Mekanisme Korosi

Proses elektrokimia, yaitu terdapat peebedaan potensial sel di sepanjang baja.

Korosi disebabkan oleh air, dan air didapat dari:

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

2. Dari dalam yaitu proses karbonasi CO2 + Ca(OH)2 --> CaCO3 + H2O .

• Karena beton tidak kedap udara. CO2 dihasilkan dari hidrasi.
• Pembentukan karat yaitu volume beton pad batas beton dan tulangan meningkat.
• Kerusakan: Crack, Spall, Deleminasi.

Karbonasi

• Disebabkan  oleh CO2 dari penyerapan atmosfir atau pembusukan tanaman laut.
• pH rendah menyebabkan rusaknya lapisan pasif.
• Lapisan karbonasi: Zona karbonasi dan zona tidak terkarbonasi.

• Depasive tulangan CO2 tergantung kandungan air dan kelembapan beton.

PERANCANGAN CAMPURAN BETON

1. Pemilihan nilai slump

2. Pemilihan ukuran agregat kasar. Pembatasan struktural yaitu pemadatan dan penulangan:

• 1/5 jarak terkecil antara 2 tepi bekisting.
• 1/3 tebal plat
• 3/4 jarak bersih selimut beton
• 2/3 jarak bersih antar tulangan.

3. Estimasi kebutuhan air pencampur dan kandungan udara.

4. Pemilihan perbandungan air semen. Tetapkan nilai FAS(Faktor Air Semen).

Fm = Fc' + 1,34 Sd        Fc'=30Mpa=300kg/cm2

Fc' diberikan.

nilai-nilai selain di taabel, gunakan interpolasi.

yaitu:

5. Tentukan jumlah semen; Berat semen = (Jumlah air/FAS)

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

Untuk campuran dengan nilai slump selain (75-100) mm, volume agregat kasar diperoleh dari tabel koreksi.

7. Estimasi kandungan agregat halus.

8. Koreksi kandungan air pada agregat. Rancangan beton yang telah dijelaskan dengan asumsi SSD maka harus dikoreksi.

Berikut contoh soal yang minggu lalu diberikan oleh dosen saya.