Terjadinya Karbonasi pada Beton

Beton merupakan sebuah bahan bangunan yang terbuat dari kombinasi agregat,semen dan air dan adapun yang dicampurkan dengan bahan kimia lainnya. Kerusakan sangat rentan terjadi pada beton suatu bangunan baik gedung,rumah,jembatan dan yang lainnya.Kerusakan-kerusakan yang terjadi pada beton dapat terjadi karena bencana alam,pengaruh mekanis,pengaruh fisika (seperti temperature/suhu),pengaruh kimia(tingkat keasaman yang tinggi) seperti terjadinya korosi akibat karbonasi.

Karbonasi merupakan salah satu reaksi yang terjadi pada beton yang mengakibatkan terjadinya kerusakan pada beton.Karbonasi terjadi bila karbon dioksida larut dalam air atau aqueous solution(bahasa ilmiah).Proses ini biasanya ditulis dalam bentuk reaksi seperti berikut:

H2O +CO2 H2CO3

Dimana air dan gas karbon dioksida bereaksi untuk membentuk asam karbonat.Karbonasi tersebut dapat terjadisecara alami maupun buatan.Proses karbonasi ini menghasilkan penurunan pH beton sehingga tulangan yang terdapat dalam beton kehilangan lapisan pelindungnya terhadap korosi,sehingga tulangan baja terekspos dan terjadi korosi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi karbonasi beton meliputi:

1.Konsentrasi gas CO2 – Biasanya tinggi di kota-kota karena polusi

2.Kelembaban – Idealnya 50% -70%, ketika lebih rendah, ada lebih sedikit air dan ketika lebih tinggi,

     air menghambat difusi karbon dioksida

3.Suhu – karbonasi lebih tinggi di lingkungan yang panas

4.Sistem pori beton – Ditentukan oleh rasio air terhadap semen, tingkat hidrasi dan jenis pengikat

5.Porositas dan permeabilitas

Konsekuensi karbonasi meliputi:

•Kerusakan struktur beton melalui korosi pada baja tulangan

•Peningkatan kuat tekan beton berkarbonasi

•Sedikit peningkatan kekuatan beton yang membelah

•Peningkatan hambatan listrik

•Mengurangi permeabilitas dan porositas

Karbonasi dapat dicegah dengan:

•Mengikuti praktik pembangunan yang baik

•Memahami lingkungan

•Menggunakan rasio air-semen yang rendah

•Pelapis penghalang

•Cat mineral

Karbonasi dikenali oleh adanya area yang berubah warna pada permukaan beton. Jika tidak terlihat, dapat divisualisasikan (ditampilkan) dengan menggunakan fenolftalein (pewarna yang berperan sebagai indikator pH), larutan indikator yang berwarna merah muda pada beton yang tidak terpengaruh dan bersih di area berkarbonasi.

Proses karbonasi dimulai segera ketika beton terkena udara. Karbon dioksida (CO2) menembus beton melalui pori-pori di mana ia bereaksi dengan kalsium hidroksida dan kelembaban di pori-pori untuk membentuk kalsium karbonat. Karbon dioksida bergabung dengan air pori untuk membentuk asam karbolat encer yang bertindak untuk mengurangi alkalinitas beton. Salah satu efek dari atmosfer CO2 adalah karbonasi dari beton. Karbonasi ini membatasi daya tahan struktur beton bertulang. 

Dalam kondisi lembab, CO2 atmosfer bereaksi dengan produk hidrasi semen (terutama Ca (OH) 2), menyebabkan penurunan kadar pH yang mengarah ke netralisasi penutup beton dan baja tulangan memulai korosi. Karbonasi mengurangi alkalinitas alami beton dari pH13 menjadi sekitar pH8. Sedangkan pH tinggi memberikan lapisan pasivasi di sekitar baja, pada pH di bawah 9,5, lapisan pasivasi memecah dan memaparkan tulang baja terhadap efek korosif air dan udara.

Beton dapat mengalami dua tipe karbonasi yaitu :

•Karbonasi Pelapukan (Weathering Carbonation)

Karbonasi tipe ini terjadi ketika karbon dioksida dari udara menembus beton dan bereaksi dengan hidroksida, yaitu dari kalsium hidroksida dan kalsium silikat hidrat untuk membentuk kalsit. Berikut proses dari karbonasi :

1. Terjadi reaksi antara dengan air ) dalam pori beton membentuk kalsit atau asam karbon.

2. Kalsit bereaksi dengan senyawa kalsium hasil reaksi hidrasi semen yang ada pada beton keras, terutama senyawa kalsium hidroksida (kandungan sekitar 25-50% berat pasta semen) dan membentuk kalsium karbonat.

3. Setelah terkarbonasi dan terurai dari pasta semen, kalsium-silikathidrat gel (C-S-H) dapat mengalami dekalsifikasi (hilangannya senyawa garam kalsium) sehingga memungkinkan pembebasan CaO untuk proses karbonat menurut reaksi kimia.

4 Pelepasan senyawa kalsium hidroksida menyebabkan Ph larutan dalam pori beton mengalami penurunan hingga lebih kecil dari 13.

•Karbonasi Dini (Early Age Carbonation)

Karbonasi dini terjadi jika reaksi karbonasi terjadi bersamaan dengan terjadinya reaksi hidrasi semen dimana campuran beton segar terekspos langsung ke . Karbonasi terjadi secara cepat dan berkontribusi pada kepadatan serta kekuatan beton yang lebih tinggi.

adanya beberapa tahapan reaksi kimia sebagai berikut :

1.Gas mengalir di udara dan mencapai

 beton.

2.Karbon dioksida menembus beton melalui pori-pori beton yang terisi air penuh.

3.Penguraian (g) menjadi (air) yang terjadi pada tahapan beton segar.

4.Hidrasi (cair) menjadi (reaksi yang lamban).

Cara kerja uji karbonasi adalah dengan membuat lubang kecil pada beton sampai dengan perkiraan ketebalan selimut beton. Bersihkan lubang dengan semprotan angin dari debu dan kotoran lainnya, kemudian semprotkan cairan 1% phenolthaelin ke dalam lubang tersebut. 

Bagian beton yang masih dalam kondisi baik (masih bersifat basa) akan berwarna pink/ ungu, sedangkan bagian yang sudah terkarbonasi, PH nya sudah menjadi 7 (netral) atau bahkan kurang dari 7 (asam) tidak akan berubah warna. Selanjutnya ukur ketebalan lapisan yang terkarbonasi dari permukaan beton sampai dengan lokasi yang berubah warna.

Proses karbonasi dalam siklus hidup beton semen memiliki dua efek yang berbeda. Pertama, aksi konkrit berkarbonasi sebagai semacam tempat penyimpanan yang secara permanen menyerap jumlah yang signifikan dari CO2 di atmosfer. Karbonasi penutup, bagaimanapun, mengancam ketahanan struktur dengan mengurangi kemampuan pelindung beton untuk penguatan. 

Hasil yang disajikan penelitian dan analisis bertujuan untuk setan-strategi bahwa proses karbonasi dapat dianggap terbatas dalam waktu dan, karena itu, terbatas secara mendalam.Sebuah ketebalan aman dalam kasus seperti itu berarti ketebalan minimal selimut beton, yang akan melindungi penguatan.

Sekian pembahasan tentang karbonasi pada beton yang dapat saya tulis,semoga bermanfaat.  

Di Tulis Olehh :

S1 TEKNIK SIPIL

1.Axel Arif Samosir

2.Ester Simorangkir

3.Nerisa Simamora

4.Rayhan Ramadan

5.Syarif Hidayatullah