Kerusakan pada Beton akibat Korosi

Struktur bangunan yang terbuat dari beton sangat rentan dan besar kemungkinannya terhadap keretakan, meskipun dalam perencanaan dan pelaksanaan telah dilakukan pengawasan yang baik tetap saja ada hal-hal yang tidak terprediksi terjadi seperti retak pada beton. Retak pada suatu struktur bangunan terutama pada beton sangat membahayakan karena retak dapat mengurangi kekuatan struktur sehingga bangunan tersebut tidak sesuai dengan fungsi perencanaannya.

Bangunan dapat dikatakan seperti manusia walaupun ia hanya benda mati. Bangunan mempunyai ‘tanggal kelahiran’, ‘penyakit’ dan ‘tanggal kematian’. Ketika bangunan selesai dibangun, saat itulah menjadi ‘tanggal kelahiran’ bangunan tersebut. Selama waktu layannya bangunan dapat mengalami ‘sakit’ (kerusakan), baik oleh sebab-sebab dalam diri bangunan itu sendiri maupun akibat perubahan lingkungan di sekitarnya. Dalam hal kerusakan yang dialami sangat berat sehingga tidak dapat diperbaiki lagi, maka waktu itu adalah waktu bangunan menjadi ‘mati’. Bangunan dapat ‘mati’ sebelum waktu layan rencananya habis. Bangunan yang sudah ‘mati’ perlu ‘dikubur’ (dirobohkan dan dihancurkan), setelah itu dibangun bangunan pengganti yang baru jika diperlukan.

Iklim Indonesia yang tropis menyebabkan setiap harinya perubahan temperatur dan kelembaban cukup besar. Kondisi seperti ini menyebabkan berbagai jenis ‘penyakit’ (kerusakan) pada bahan bangunan sebagai tubuh bangunan. Kerusakan-kerusakan yang mungkin terjadi adalah susut dan korosi baja tulangan. Susut diakibatkan oleh perubahan temperatur di sekitar bangunan beton, sedangkan korosi baja tulangan diakibatkan oleh perubahan kondisi dalam beton dari basa menjadi asam dan kondisi lingkungan di sekitar bangunan beton.

Beton adalah bahan bangunan yang bersifat basa. Sifat beton ini menyebabkan baja tulangan aman terhadap korosi. Akan tetapi, kondisi basa dalam beton itu dapat berubah akibat pengaruh lingkungan di sekitarnya. Gas CO2 atau ion asam dapat masuk ke dalam beton melalui pori-pori kapiler yang terdapat dalam beton. Gas CO2 yang masuk ke dalam beton akan bereaksi dengan Ca(OH)2 dan menghasilkan H2CO3 yang menyebabkan pH dari beton turun, selain itu, ion Cl−dari laut yang berinfiltrasi ke beton menyebabkan konsentrasi asam naik. Perubahan kondisi dalam beton menjadi asam menyebabkan lapisan tipis di permukaan baja tulangan hilang, baja mudah mengalami korosi jika kadar gas O2 dan air di dalam beton cukup.

Korosi pada baja tulangan selain menyebabkan diameter baja tulangan berkurang, juga menimbulkan volume senyawa hasil reaksi korosi yang lebih besar daripada volume baja yang bereaksi. Hal inimenyebabkan tekanan pada beton di sekeliling baja tulangan. Selimut beton yaitu bagian beton yang melindungi baja tulangan dapat mengalami keretakan atau terkelupas akibat tekanan dari pengembangan volume senyawa hasil reaksi korosi. Kerusakan ini menyebabkan kinerja bangunan beton menurun, dan jika kerusakan terus berlanjut maka bangunan beton tidak layak dipakai lagi (‘mati’). Karena itu, korosi baja tulangan beton dapat dijadikan dasar untuk memprediksi waktu layan bangunan beton, terutama untuk bangunan di sekitar laut.

Pada tinjauan langsung di lapangan, kami menemukan beberapa permasalahan kerusakan beton yang terjadi di kawasan Surakarta. Kerusakan yang ditemukan kemudian dilakukan penggolongan berdasarkan penyebab yang terjadi.

A.    Korosi tulangan plat


  Kerusakan yang terjadi timbul karena penutup pelat terlalu tipis, atau pada saat pengecoran plat, tulangan tidak dilakukan pemakaian beton tahu untuk menjaga jarak antara tulangan dengan dasar plat
   
    Akibat penutup terlalu tipis, maka penutup plat beton bagian bawah mudah terkelupas sehingga tulangan tidak terlindungi, seperti yang terlihat pada gambar dibawah. Keadaan tulangan yang semacam ini membuat tulangan mudah terjadi korosi karena proses oksidasi.


     Reaksi oksidasi baja berlangsung seperti persamaan reaksi di bawah ini :

                      4Fe(s) + 3O₂(g)            -->                2Fe₂O₃

Baja yang bereaksi dengan udara(oksigen) dari udara bebas menghasilkan Fe₂O₃ yang     sering disebut karat. Jikalau proses tersebut berlangsung terus menerus maka Fe₂O₃ yang terbenuk akan semakin banyak sehingga baja tulangan akan semakin rapuh, dan tentunya hal ini akan menyebabkan turunnya kekuatan plat tersebut

Gambar diambil lagsung dari TKP (kamar temen kos)

Solusi permasalahan

Solusi dari kerusakan yang disebabkan oleh korosi misalnya adalah dengan menyambung keretakan beton. Teknik Epoxy Injection adalah salah satu metode yang digunakan,  metode perbaikan ini dilaksanakan pada retak yang bersifat struktural (retak tembus) bertujuan untuk merekatkan kembali beton yang mengalami pemisahan. Seperti yang kami temukan pada salah satu pondasi di jembatan jurug.

B.     Pengaruh Aliran Air Limbah


     Sungai merupakan jalan air alami. mengalir menuju Samudera, Danau atau laut, atau ke sungai yang lain. Dalam perjalanannya sungai juga digunakan sebagai saluran pembuangan limbah baik dari industri maupun rumah tangga yang tidak jarang mengandung bahan-bahan kimia yang bersifat asam ataupun sulfat.


   Sumber utama limbah B3 pada industri tekstil misalnya, adalah penggunaan zat warna.  Beberapa zat warna dikenal mengandung Cr, seperti senyawa Na2Cr2O7 atau senyawa Na2Cr3O7. Industri batik menggunakan senyawa Naftol yang sangat berbahaya. Senyawa lain dalam kategori B3 adalah H2O2 yang sangat reaktif dan HClO yang bersifat toksik.

         
Beberapa tahap proses pada indusrti kulit yang menghasilkan limbah B3
antara lain washing, soaking, dehairing, lisneasplatting, bathing, pickling,
dan degreasing. Tahap selanjutnya meliputi tanning, shaving, dan polishing.
Proses tersebut menggunakan pewarna yang mengandung Cr dan H2SO4. Hal
inilah yang menjadi pertimbangan untuk memasukkan industry kulit dalam
kategori penghasil limbah B3.

           
Limbah-limbah yang mengalir tersebut pada akhirnya juga akan menyebabkan kerusakan-kerusakan pada struktur bangunan-bangunan keairan seperti pondasi jembatan atau pintu air yang melalui aliran sungai tersebut. Seperti yang kami temukan pada bangunan pintu air di kelurahan sangkrah Surakarta dan pondasi jembatan jurug yang tampaknya telah terjadi Ettringite. Ettringite  (6CaO.Al₂O₃.32H₂O, atau disingkat C₆AS₃H₃₂) merupakan hasil reaksi dari unsur kalsium di dalam beton dengan garam sulfat dari luar. C3A + CaSO₄ + H₂O → ettringite. Memiliki bentuk kristal memanjang seperti jarum. Ettringite ini menyebabkan pengembangan volume beton sehingga membuat beton pecah.

 Kerusakan yang terjadi di pintu air di kelurahan sangkrah.

Kerusakan yang terjadi di jembatan jurug sungai Bengawan Solo.

Solusi permasalahan

Solusi atau pemecahan dari permasalahan tersebut terbagi menjadi 2 bagian

• Perbaikan Struktural

Perencanaan beton  dengan penambahan bahan aditif atau bahan tambah berupa Silicafume atau disebut juga mikrosilika yang merupakan limbah yang memiliki kandungan silica (SiO₂) mencapai 85-95%.  Ukuran butiran silika yang sangat halus bcrkisar 0,1-1 µm. lebih kecil dibandingkan butiran semen yang bekisar 5-50 µm. Jika ditambahkan pada adukan beton, akan mengisi rongga rongga di antara butiran semen sehingga beton akan menjadi lebih kompak dan padat.

Selanjutnya, reduksi kalsium hidroksida (CaOH) oleh Si0₂ akan mengurangi unsur pembentuk ettringite sehingga mengurangi sensitivitas beton terhadap serangan sulfat. Karenanya, beton tidak mudah ditembus air serta tidak mudah mengalami korosi.

•         Perbaikan non Struktural

Keberhasilan perbaikan ini sangat tergantung pada kesadaran masyarakat tentang pentingnya menjaga kelestarian lingkungan khususnya pada Daerah Aliran Sungai (DAS) dan juga memerlukan perhatian yang serius dari pemerintah tentang pengaturan pembuangan limbah industri. Sehingga limbah yang berbahaya tidak mengganggu kelangsungan struktur bangunan sekitar sungai. Selain itu juga tidak membahayakan bagi makhluk hidup yang hidup di sekitar aliran sungai.

Dari pengamatan mengenai kerusakan beton yang terjadi dilokasi pengamatan ditemukan beberapa penyebab terjadinya kerusakan, yaitu :

A.       Korosi tulangan plat

Pada lokasi yang kami tinjau yaitu Rumah kos dikawasan kampus UNS ditemukan kerusakan tulangan plat yang disebabkan mengelupasnya penutup beton karena penutup yang terlalu tipis sehingga tulangan mengalami kontak langsung dengan udara luar secara langsung yang mengakibatkan terjadinya proses oksidasi.

Solusi dari permasalahan tersebut yaitu dengan melakukan perbaikan keretakan beton. Salah satu cara yang digunakan adalah Teknik Epoxy Injection.

B.        Pengaruh Aliran Air Limbah

Lokasi lain yang kami tinjau adalah Pintu Air kelurahan Sangkrah. Pada lokasi ini ditemukan kerusakan beton yang timbul karena pencemaran air sungai dengan bahan-bahan kimia limbah Industri maupun rumah tangga. Pencemaran yang terjadi merusak struktur bangunan didukung dengan aliran air yang terjadi .

Solusi dari permasalahan tersebut yaitu dengan melakukan perbaikan baik secara perencanaan struktural maupun non Struktural.