DURABILITAS BETON TERHADAP LINGKUNGAN YANG SANGAT KOROSIF DENGAN MENGGUNAKAN SEMEN TIPE I, TIPE V, DAN NITOCOTE EN 901 DIPRESENTASIKAN OLEH M.REZAL RASYAD NIM ADITYA BAGUS M NIM

PERUMUSAN MASALAH Kerusakan struktur beton akibat korosi tulangan merupakan hal yang sangat penting dalam industri konstruksi dan teknologi beton. Salah satu cara untuk mengatasi beton yang tahan korosif dengan menggunakan semen tipe V yang sifatnya menahan sulfat yang sangat besar Selain itu juga dapat dengan memberikan perlindungan terhadap beton beton dengan lapisan yang tahan terhadap korosi. Beton juga dapat ditambah admixture agar beton tersebut agar tidak rentan terhadap serangan korosi

TUJUAN Tujuan dari kajian ini adalah untuk meng- etahui sejauh mana ketahanan beton pada lingkungan yang sangat korosif (klorida dan sulfat) dengan menggunakan semen tipe I, tipe V dan Nitocote EN 901.

DURABILITAS Durabilitas merupakan salah satu persyaratan dari sebuah bangunan, dimana bangunan tersebut kuat menerima beban yang direncanakan dan masa layan bangunan tersebut tinggi. Beton akan awet/tahan lama bila mempunyai ketahanan terhadap pengaruh cuaca, zat-zat kimia dalam air, pengaruh reaksi kimia yang terjadi dalam betonnya sendiri, keausan (abrasi) dan berkemampuan menahan beban. Beton akan jauh lebih awet bila kedap air atau permeabilitasnya rendah, air di permukaan beton tidak tembus ke dalam sehingga tidak terjadi reaksi kimia di dalam beton karena zat kimia lebih reaktif bila terjadi larutan.

LINGKUNGAN KOROSIF Lingkungan korosif ialah daerah dimana terdapat senyawa kimia yang dapat menimbulkan korosi (karat) pada besi maupun baja. Selain itu lingkungan korosif dapat mengurangi kemampuan dan masa layan beton.

PERBEDAAN SEMEN TIPE I DAN TIPE V Semen tipe I merupakan semen yang biasa digunakan dalam dunia konstruksi. Sifat dari semen ini adalah tidak tahan sulfat, panas hidrasi tinggi Semen tipe V digunakan dalam konstruksi yang lingkungannya sangat korosif. Sifat dari semen ini tahan terhadap kandungan sulfat yang sangat tinggi

KOMPOSISI SEMEN O 2 SiCaAlFe CaOSiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 C 3 SßC 2 SC 3 AC 4 AF Berbagai Macam Tipe Semen GelCa(OH) 2

SIFAT-SIFAT SENYAWA SEMEN C 4 AFtidak bersifat perekat,pasif tidak mengeras dan bila berlebih hanya sebagai bahan non aktif saja dalam semen C 3 Abila terkena air langsung mengembang dan pecah menjadi bubuk, tidak bersifat perekat, aktif mengikat sulfat dan mengembang, serta mengeluarkan panas yang tinggi pada waktu bereaksi dengan air. C 2 Shidrasi lambat, panas yang dihasilkan rendah, berpengaruh dalam proses peningkatan kekuatan yang terjadi dari 14 sampai 28 hari dan seterusnya, mempunyai ketahanan terhadap serangan bahan kimia yang sangat tinggi, penyusutan kering yang relatif rendah. C 3 Sreaksi hidrasi cepat dengan melepas panas yang tinggi, berpengaruh besar terhadap kekuatan beton awal (umur 14 hari awal).

HIDRASI SEMEN Terjadi pengikatan pada semen dan air, karena terjadinya proses hidrolis pada semen + air sehingga membentuk pasta semen (CSH) + Ca(OH)2 Reaksi Kimia: C2S – C3S + H2O CSH – Gel + Ca(OH)2

REAKSI SILICA FUME DENGAN SEMEN DAN AIR Silica fume akan bereaksi dengan kapur perekat didalam beton dan membentuk calcium silicates hydrates (CSH) untuk memberi peningkatan pengikatan,lalu untuk meningkatkan kekuatan beton dan mengurangi permeabilitas. C 2 S – C 3 S + H 2 OCSH – Gel + Ca (OH) 2 (Semen) SiO 2 + Ca (OH) 2 3 CaO.2SiO 2.3H 2 O Kalsium-silikat hidrat (C 3 S2H3)

PROSES PEMBENTUKAN BETON

BETON Menurut Jack Widjajakusuma beton mempunyai kelebihan: Semua bahan mudah didapat (kecuali semen). Beton yang diawasi dengan teliti dapat sekeras batu. Mudah dicetak dalam bentuk yang diinginkan. Nilai kekuatan dan daya tahan (durability) beton adalah relatif tinggi. Beton bersifat tahan api yang relatif tinggi.

SILICA FUME Silica Fume merupakan produk sampingan dari suatu proses industri “Silikon Metal” sebagai hasil pembakaran Quartz (>99% SiO2)dalam tungku listrik, dengan Bahan pembantu charcoal berkualitas. Bila ditambahkan dalam adukan beton bubukan tersebut akan tersebar dalam pori-pori beton membentuk struktur dalam beton menjadi padat, kompak sekaligus meningkatkan daya lekat antara pasta semen dengan agregat sehingga porositas beton menjadi kecil.

NITOCOTE EN 901 Lapisan pelindung berbahan dasar epoxy novolac ini digunakan pada struktur beton maupun baja dengan kondisi kimia yang keras. Bahan ini cocok digunakan pada konstruksi yang berada di daerah pantai maupun pabrik- pabrik kimia.

KARBONASI Terjadinya Karbonasi dalam beton dikarenakan zat kapur mudah bereaksi dengan karbon dioksida di udara dan berubah menjadi kalsium karbonat. Pasta semen berkisar 25 – 50 wt% calcium hydroxide Ca(OH)2, yang berarti bahwa pH pasta semen yang masih segar sedikitnya 12.5, dan pH pasta semen yang terkarbonasi sekitar 7. Beton akan terkarbonasi jika CO2 dari udara atau dari air masuk ke dalam beton. Dapat dilihat dari reaksi dibawah : Ca(OH)2 + CO2-> CaCO3 + H2O

KOROSI PADA TULANGAN Bila suatu logam terkorosi ada bagian-bagian yang bersifat sebagai anoda dimana di tempat tersebut (anoda) tempat terjadinya korosif dan ada juga bagian yang tidak terjadi korosif yaitu terjadi di bagian katoda. Korosif terjadi dikarenakan adanya arus listrik yang terjadi dan meninggalkan logam menuju elektrolit, dan dapat juga terjadi sebaliknya korosi tidak terjadi dikarenakan arus listrik tidak masuk ke dalam logam. Untuk penyederhanaanya dapat dilihat pada slide berikut:

PROSES TERJADINYA KOROSI PADA TULANGAN

REAKSI KIMIA PADA ANODA DAN KATODA Dari gambar Dapat dilihat bagian anoda (A) merupakan bagian permukaan logam di mana metal akan larut. Reaksi kimianya dapat dilihat dibawah ini: Fe Fe e - Lalu ion hidrogen (2H+) yang terdapat pada penghantar korosi masuk ke elektrolit dan menghasilkan gelembung gas. Reaksi ini terjadi di katoda dan ini merupakan reaksi reduksi. 2H + + 2e - H 2 Di dalam larutan terdapat ion (OH)- yang berasal dari disosiasi air. H 2 O H + + (OH) - Ion hidroksil bereaksi dengan ion besi (Fe++) yang nantinya akan menghasilkan karat ( Fe(OH3) ) Fe (OH) - Fe(OH 3 )

PENGARUH KOROSI TULANGAN PADA BETON Bila pada tulangan baja beton telah mengalami korosi dan terdapat karat, karat tersebut bersifat unhydrated dan menumpuk pada bagian katoda tulangan. Karat mempunyai volume 2 kali sampai 6 kali lebih besar dibadingkan dengan bahan semula. Apabila baja bertulang yang berada di dalam beton berkarat oleh pembesaran volume akan muncul tegangan didalam yang mengakibatkan beton retak. Maka beton tersebut terjadi interface antara beton dan logam, karena volumenya terus bertambah, maka tegangan yang terus bertambah akibat dari karat tersebut akan menekan beton, dan terjadi cracking (retak) pada beton semakin melebar, maka air dan zat asam dengan mudahnya dapat masuk dan berhubungan dengan baja yang mengakibatkan spalling (rontok) pada beton.

MACAM-MACAM PENGUJIAN Pengujian yang dilakukan antara lain:

CONTOH KOROSI PADA TULANGAN

PERBANDINGAN KUAT TEKAN MORTAR Tipe Mortar NSF tipe I NNi tipe I NSFNi tipe I N tipe V NSF tipe V NNi tipe V NSFNi tipe V Larutan 0% NaCl 15% NaCl 30% Na 2 SO 4 35% Na 2 SO 4 70% penurunan kuat tekan Standar Deviasi 28 Hari = Standar Deviasi 45 Hari = 6.636

GRAFIK KUAT TEKAN MORTAR SEMEN TIPE I Pada larutan 0% (tidak direndam) mortar yang di-coating kuat tekannnya terbesar baik di umur 28 hari dan 45 hari Pada larutan NaCl 15% mortar yang di-coating kuat tekannnya terbesar baik di umur 28 hari dan 45 hari

GRAFIK KUAT TEKAN MORTAR SEMEN TIPE I Pada larutan NaCl 30% mortar yang ditambah silica fume kuat tekannnya terbesar baik di umur 28 hari dan 45 hari Pada larutan Na 2 SO 4 35% mortar yang di-coating kuat tekannnya terbesar di umur 28 hari, dan untuk 45 hari mortar yang tidak ditambah apa-apa terbesar.

GRAFIK KUAT TEKAN MORTAR SEMEN TIPE I Pada larutan Na 2 SO 4 70% mortar yang tidak ditambah apa-apa umur 28 hari kuat tekannya terbesar, tetapi untuk 45 hari mortar yang ditambah silica fume dan dilindungi Nitocote EN 901 kuat tekannya terbesar.

GRAFIK KUAT TEKAN MORTAR SEMEN TIPE V Untuk mortar tipe V yang tidak direndam kuat tekan terbesar pada umur 28 hari dan 45 hari mortar yang ditambah silica fume dan di-coating. Tetapi kuat tekan pada umur 45 hari lebih kecil daripada kuat tekan umur 28 hari Untuk mortar tipe V yang direndam dalam larutan NaCl 15% kuat tekan terbesar pada umur 28 hari dan 45 hari mortar yang ditambah silica fume. Tetapi kuat tekan pada umur 45 hari lebih kecil daripada kuat tekan umur 28 hari

GRAFIK KUAT TEKAN MORTAR SEMEN TIPE V Untuk mortar tipe V yang direndam kuat tekan terbesar pada umur 28 hari dan 45 hari mortar yang ditambah silica fume. Tetapi kuat tekan pada umur 45 hari lebih kecil daripada kuat tekan umur 28 hari Untuk mortar tipe V yang tidak direndam kuat tekan terbesar pada umur 28 hari dan 45 hari mortar yang ditambah silica fume dan di-coating. Tetapi kuat tekan pada umur 45 hari lebih kecil daripada kuat tekan umur 28 hari

GRAFIK KUAT TEKAN MORTAR SEMEN TIPE V Pada perendaman larutan Na2SO4 70% kuat tekan masing-masing mortar berbeda, untuk mortar N + SF dan N + SF +Ni mengalami penurunan cukup besar, sedangkan pada mortar biasa dan yang dilapisi Nitocote EN 901 peningkatan kuat tekan pada umur 45 hari tidak terlalu besar.

PERBANDINGAN KUAT TEKAN KUBUS Tipe Mortar NSF tipe INNi tipe IN tipe VNSF tipe V Larutan 0% NaCl 15% NaCl 30% Na 2 SO 4 35% Na 2 SO 4 70% penurunan kuat tekan Standar Deviasi 28 Hari = Standar Deviasi 45 Hari = 6.383

GRAFIK KUAT TEKAN KUBUS SEMEN TIPE I Kuat tekan pada kubus yaitu pada kubus biasa dan yang dilapisi Nitocote EN 901 mengalami peningkatan pada umur 45 hari. Tetapi pada kubus yang ditambah silica fume kuat tekannya turun Pada kubus yang direndam pada larutan NaCl 15% hanya kubus biasa yang mengalami penurunan kuat tekan pada umur 45 hari. Sedangkan pada kubus N + SF dan N + Ni mengalami peningkatan kuat tekan pada umur 45 hari.

GRAFIK KUAT TEKAN KUBUS SEMEN TIPE I Untuk rendaman pada larutan NaCl 30% kubus normal dan kubus yang dilapisi Nitocote EN 901 terjadi penurunan kuat tekan pada umur 45 hari. Tetapi pada kubus yang dicampur silica fume terjadi peningkatan kuat tekan pada umur 45 hari. Untuk perendaman pada larutan Na2SO4 35% kubus yang ditambah silica fume kuat tekannya meningkat dibandingkan kubus lainnya yang mengalami penurunan kuat tekan pada umur 45 hari.

GRAFIK KUAT TEKAN KUBUS SEMEN TIPE I Kuat tekan kubus pada rendaman Na2SO4 70% perilakunya hampir sama pada larutan Na2SO4 35% dimana semua kubus mengalami penurunan kecuali pada kubus yang ditambah silica fume.

GRAFIK KUAT TEKAN KUBUS SEMEN TIPE V Untuk kubus yang tidak dilakukan perendaman seluruh kubus mengalami peningkatan kuat tekan. Dimana kubus yang ditambah silica fume mempunyai nilai kuat tekan yang paling besar Dari grafik untuk perendaman kubus NaCl 15% diatas terlihat kubus biasa mengalami peningkatan kuat tekan, tetapi untuk N + SF kuat tekannya turun pada umur 45 hari.

GRAFIK KUAT TEKAN KUBUS SEMEN TIPE V Untuk perendaman NaCl 30% semua kubus mengalami peningkatan kuat tekan dimana kubus yang ditambah silica fume kuat tekan lebih tinggi daripada kubus biasa. Untuk larutan Na2SO4 35% semua kubus kuat tekannya meningkat pada umur 45 hari. Kubus yang ditambah silica fiume kuat tekannya lebih besar daripada kubus biasa

GRAFIK KUAT TEKAN KUBUS SEMEN TIPE V Kubus yang direndam dalam larutan Na2SO4 70 % kubus yang ditambah silica fume kuat tekan pada umur 45 turun, berbeda pada kubus biasa yang kuat tekannya meningkat. Tetapi nilai kuat tekan kubus yang ditambah silica fume lebih besar daripada kubus biasa baik pada umur 28 hari dan 45 hari

PERUBAHAN PANJANG PADA MORTAR SEMEN TIPE I Perubahan terbesar pada mortar terjadi pada mortar normal yang direndam pada larutan sulfat 70%, sedangkan perubahan terkecil pada mortar yang dicampur silica fume.

PERUBAHAN PANJANG PADA MORTAR SEMEN TIPE V Perubahan terbesar terjadi pada mortar umur 45 hari yang tidak direndam dan yang direndam pada larutan sulfat 35% Perubahan terbesar terjadi pada mortar umur 45 hari yang direndam pada larutan NaCl 30%

PERUBAHAN PANJANG PADA MORTAR SEMEN TIPE V Pada grafik terlihat perubahan panjang terbesar pada mortar yang direndam pada larutan sulfat 70% dengan umur mortar 28 hari Pada grafik terlihat perubahan panjang terbesar pada mortar yang tidak direndam dilarutan pada umur mortar 45 hari

POROSITAS MORTAR Dari grafik dapat dilihat bahwa porositas terke- cil dimiliki mortar yang di-coating dengan Nito- cote EN 901 sedang- kan porositas terbesar terjadi mortar yang menggunakan semen tipe V

KESIMPULAN Dari hasil kesimpulan diatas didapat kesimpulan utama bahwa benda uji yang dilapisi oleh Nitocote EN 901 memiliki kuat tekan yang kecil dibandingkan benda uji yang lainnya tetapi bahan tersebut memberikan perlindungan terhadap korosif yang didapat pada visualisasi. Sedangkan kubus yang menggunakan Silica Fume kuat tekannya paling besar daripada kubus lainnya, tetapi memiliki kekurangan pada perlindungan korosi tulangan dimana masih ada tulangan yang didalam benda uji terdapat karat. Untuk semen tipe V baik kuat tekan maupun perlindungan korosi lebih baik daripada semen tipe I tetapi masih lebih baik lagi benda uji yang menggunakan bahan tambah Silica Fume

TERIMA KASIH