Perlindungan Terhadap Korosi Baja Tulangan di Lingkungan Laut

Laut merupakan wilayah yang paling luas di permukaan dunia, dengan luas mencapai 70% dari seluruh permukaan dunia, dan memiliki sifat korosifitas yang sangat agresif. Untuk itu, struktur atau peralatan yang terpasang di laut dan terbuat dari logam, seperti jembatan, tiang pancang dermaga atau anjungan minyak, telah diberi proteksi untuk mengendalikan serangan korosi di lingkungan laut. Salah satu bentuk proteksi yang umum diterapkan adalah menggunakan selimut beton (concrete encasement) pada baja tulangan.

Namun demikian, walaupun telah diproteksi dengan selimut beton, masih sering ditemukan baja tulangan beton yang terserang korosi, yang tentu saja berdampak pada menurunnya kekuatan struktur. Artikel ini akan membahas mengenai cara-cara mengendalikan korosi pada baja tulangan yang digunakan untuk struktur-struktur yang dipasang di lingkungan laut.

LINGKUNGAN LAUT

Agresivitas lingkungan laut disebabkan oleh beberapa faktor, seperti :

• Laut merupakan elektrolit yang memiliki sifat konduktivitas tinggi
• Kandungan oksigen terlarut cukup tinggi
• Temperatur permukaan laut umumnya tinggi
• Ion klorida pada air laut merupakan ion agresif
• Adanya biofouling

Daerah yang paling agresif pada lingkungan laut adalah zona atmosferik dan zona percikan (splashing), karena pada zona tersebut kandungan oksigen sangat tinggi, sehingga meningkatkan laju korosi. Bentuk-bentuk serangan korosi yang umum terjadi di lingkungan laut adalah korosi merata, korosi galvanik, korosi sumuran (pitting) dan korosi celah (crevice).

PERLINDUNGAN SELIMUT BETON DAN MEKANISME KOROSI PADA BAJA TULANGAN

Selimut beton merupakan komposit dari semen portland (campuran kalsium silikat dan kalsium aluminat), pasir, dan campuran-campuran lainnya. Selimut beton berfungsi seperti lapisan coating yang memberikan proteksi yang sangat baik pada baja tulangan. Selain itu, campuran semen portland dengan air akan menghasilkan kalsium silikat hidrat dan kalsium hidroksida yang bersifat basa dengan pH berkisar antara 13-13,5. Kondisi pori beton yang bersifat basa ini akan membuat baja dalam kondisi pasif (terbentuk lapisan pasif yang protektif) dan tidak terkorosi.

Ketahanan terhadap korosi yang dihasilkan selimut beton akan tetap terjaga selama selimut beton dapat menahan masuknya udara dan air. Apabila selimut beton terlalu tipis atau terlalu berpori, kerusakan akibat korosi akan terjadi karena penetrasi air yang mengandung oksigen terlarut melalui pori beton. Masuknya oksigen terlarut ini akan memicu terjadinya rangkaian sel elektrokimia yang menyebabkan terjadinya korosi.

Klorida terlarut merupakan penyebab utama terjadinya korosi dalam selimut beton. Ion klorida dapat berasal dari penetrasi air laut, atau dapat juga berasal dari air dan pasir yang digunakan dalam campuran selimut beton. Adanya ion klorida yang bersifat agresif akan membentuk senyawa asam dan bereaksi dengan selaput pasif yang bersifat basa, sehingga selaput pasif akan rusak dan baja tulangan akan terkorosi. Korosi akibat penetrasi ion klorida umumnya terjadi secara setempat (pitting corrosion).

Gas karbondioksida juga dapat menyebabkan terjadinya korosi pada baja tulangan, namun dengan laju yang jauh lebih lambat daripada korosi yang disebabkan oleh penetrasi ion klorida. Karbonasi selimut beton terjadi akibat interaksi antara gas karbondioksida di atmosfer dengan senyawa hidroksida dalam larutan pori selimut beton. Adanya proses karbonasi ini menyebabkan penurunan pH selimut beton dan menyebabkan pergeseran potensial korosi baja tulangan menjadi aktif terkorosi. Hal-hal yang mempercepat penetrasi karbondioksida pada selimut beton antara lain rendahnya kandungan semen, tingginya rasio air/semen, pengeringan beton yang kurang memadai, dan adanya retakan serta cacat pada permukaan selimut beton. Proses karbonasi ini juga dapat meningkatkan porositas selimut beton, sehingga tidak mampu lagi mencegah penetrasi klorida sebagai ion agresif.

PENGENDALIAN KOROSI PADA BAJA TULANGAN

Korosi baja tulangan beton umumnya dicegah dengan menggunakan sistem proteksi katodik, baik dengan sistem arus paksa (impressed current) maupun sistem anoda tumbal. Sistem arus paksa biasanya lebih disukai untuk memproteksi baja tulangan dalam selimut beton. Sistem ini dapat dilakukan dengan tiga cara :

• dipasang pada arus konstan
• dipasang pada tekanan rectifier konstan
• potensial rebar dibuat konstan (dengan elektroda standar)

Pemasangan proteksi katodik dengan system arus paksa harus dirancang sedemikian rupa karena prestressed tension wires yang digunakan dapat berpotensi menimbulkan hydrogen embrittlement. Untuk sistem proteksi katodik dengan anoda tumbal, dapat digunakan digunakan metodagalvashield atau zinc hydrogel anodes.

Selain itu, pencegahan kerusakan beton juga dapat dilakukan untuk mencegah penetrasi oksigen terlarut dalam air, ion klorida dan karbondioksida ke dalam selimut beton, dengan cara meningkatkan daya lekat serta meminimumkan porositas selimut beton sebagai berikut :

• menggunakan beton dengan rasio air:semen seminimum mungkin untuk meminimumkan porositas
• menggunakan pasir dan kerikil yang seragam
• air yang digunakan dalam campuran semen adalah air bebas klorida
• menambah ketebalan selimut beton
• melapisi selimut beton dengan coating dari organosilicon. Senyawa organosilicon akan membentuk ikatan kimia yang bersifat hidrofobik, sehingga penetrasi air dan garam terlarut dapat dibatasi
• baja tulangan yang akan dibungkus selimut beton harus bersih, bebas dari kerak untuk memberikan daya lekat selimut beton yang baik

KESIMPULAN

Korosi pada struktur beton yang diperkuat baja tulangan di lingkungan laut dapat terjadi karena oksigen terlarut, penetrasi ion klorida dan karbonasi beton oleh gas karbondioksida. Beberapa upaya yang dapat dilakukan untuk mengendalikan korosi pada baja tulangan struktur beton adalah dengan menggunakan proteksi katodik, serta melakukan pencegahan kerusakan pada selimut beton dengan meningkatkan daya lekat selimut beton dan meminimumkan porositas selimut beton untuk mencegah penetrasi oksigen terlarut dalam air, ion klorida dan gas karbondioksida.