Korosi tulangan pada beton adalah sebuah proses elektrokimia. Sel korosi terbentuk karena perbedaan konsentrasi ion dan gas disekitar logam. Secara normal, baja tulangan akan mempunyai lapisan film tipis FeO.OH pada permukaannya yang akan membuat baja pasif terhadap proses korosi. Film protektif ini akan stabil pada lingkungan alkali dari semen portland yang dihidrasi, biasanya mempunyai pH > 13. Pasivitas film akan rusak dengan penurunan alkalinitas hingga dibawah pH 11 atau karena keberadaan ion klorida. Pada beton yang permeable (dapat ditembus air) karbonasi sering bertanggung jawab pada penurunan pH. (Bromfield, 1997)
Pada proses korosi terjadi reaksi antara ion-ion dan juga antar elektron. Anode adalah bagian dari permukaan logam dimana metal akan larut. Reaksinya :
Dengan kata lain ion-ion besi Fe++ akan melarut dan elektron-elektron e- tetap tinggal pada logam. Katode adalah bagian permukaan logam dimana elektron-elektron 4e- yang tertinggal akan menuju kesana (oleh logam) dan bereaksi dengan O2 dan H2O.
Ion-ion 4 OH- di anode bergabung dengan ion 2 Fe++ dan membentuk 2 Fe(OH)2. Oleh kehadiran zat asam dan air maka terbentuk karat Fe2O3. Karat mempunyai volume sekitar enam kali lebih besar dibandingkan bahannya semula. Apabila baja beton yang berada dalam beton berkarat oleh pembesaran volume akan muncul tegangan didalam beton yang mengakibatkan peretakan. (Sagel, 1997)
Korosi Tulangan Akibat pengkarbonatan
Beton mengandung kadar alkali yang tinggi dengan pH 12 sampai 13. Oleh karena pengaruh zat asam dan air, pada mulanya timbul korosi tetapi lapisan oksida menjadi sangat rapat karena pH yang sangat tinggi disekitar beton, sehingga proses korosi pun berhenti. Pada beton dengan pH < 9 terbentuk lapisan oksida yang kurang rapat pada baja, sehingga proses korosi dapat terus berlangsung.
Oleh pengaruh masuknya zat CO2 dari udara kedalam beton nilai pH menurun. Kapur-udara diikat dengan CO2 dan membentuk kalsium karbonat :
Kecepatan dari CO2 untuk masuk kedalam beton tergantung dari permeabilitas (porositas) beton. Bila permukaan pengkarbonatan (pH<9) telah mencapai lingkungan tulangan, asalkan terdapat air dan CO2 maka dapat terjadi korosi.
(Broomfield, 2000).
Dalam praktek sering dianggap bahwa bila struktur beton yang terbuka terhadap cuaca dan angin akan menyebabkan pengkarbonatan permukaan yang akan mencapai tulangan dan korosi tulangan terjadi. Apabila tulangan berada di lingkungan kering, terjadi juga pengkarbonatan tetapi tanpa pembentukan karat.
Korosi Tulangan Akibat ion Klorida
Salah satu penyebab korosi tulangan beton adalah ion klorida (Cl-). Klorida dapat berasal dari air laut, agregat bahan pemebrsih dan lain-lain. Konsentrasi yang kritis dari klorida yang terdapat dalam beton dapat menyebebkan korosi tulangan beton dengan pH > 9, tergantung pada kepadatan beton, tetapi lebih kurang dapat dinyatakan sebagai 0,5 % Cl- berkaitan dengan berat semen persatuan volume beton mengeras.
Kehadiran ion-ion chlor memperkuat kerja elektrolisa air. Ion-ion chlor dapat mengambil ion-ion besi dari lapisan oksida pelindung sehingga rusak. (Gambar 1)
Gambar 1. Korosi sumuran
Kerusakan-kerusakan ini akan terjadi secara lokal. Anode kelihatannya besar, tetapi pada hakikatnya hanya membentuk sedikit bagian-bagian anode kecil yang tidak terlindungi. Disini muncul kerapatan arus yang tinggi pada kerusakan setempat, dengan akibat kedalam penggerogotan korosi sangat kuat (pitting).
Pustaka
1. Broomfield, John. P., Corrosion of Steel in Concrete (Understanding, investigation and repair), E & FN Spon An Imprint of Routledge, London and New York, 1997 halaman 108-119.
2. Daily, Steven F., Kendell, K., “Cathodic Protection of New Reinforced Concrete Structures in Aggressive Environments”, Material Performance NACE International, Oktober 1998, halaman 19-23.
3. Faber, John., Mead, Frank., Reinforcement Concrete, ELBS ed., The English Language Book Society and E & FN Spon Ltd., 1965.
4. Maher A. Al-Afraj, “The 100-mV depoalrization criterion for Zinc Ribbon anodes on Externally Coated Tank Bottoms”, Material performance NACE International, January 2002.
5. Threthewey, K.R., Chamberlain, J., “Korosi Untuk Mahasiswa dan Rekayasawan”, P.T. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 1991, halaman 312-332.
