Pengaruh Konsentrasi O Terhadap Kebutuhan Arus Proteksi dan

Pengaruh Konsentrasi O2 Terhadap Kebutuhan Arus Proteksi
dan Umur Anoda pada sistem Impressed Current Cathodic
Protection (ICCP) dengan menggunakan anoda SS 304 mesh
pada Beton Bertulang
Oleh :
 Sumantri Nur Rachman

2708100028
Dosen Pembimbing :
Sutarsis,ST,M.Sc.Eng
JURUSAN TEKNIK MATERIAL DAN METALURGI
Fakultas Teknologi Industri
Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
2012
Beton Bertulang
LATAR BELAKANG
BETON
BERTULANG
KOROSI
ICCP
ANODA SS 304
Proses Terjadinya Beton Bertulang
Semen : Pasir : Kerikil : Air =
1 : 3 : 4 : 0.6
Proses Pembuatan Beton Bertulang
Persiapan
Perawatan
Pembongkaran
Pengadukan
Pengecoran
Mekanisme Korosi Baja Tulangan
Karbonasi & Khlorinasi pada Beton Bertulang
Jenis Proteksi Katodik
Impressed Current Cathodic Protection ( ICCP )
pada Beton Bertulang
Pengukuran Korosi Baja Tulangan ( Half-Cell
Potential Elektrode )
Petunjuk interpretasi hasil half-cell (sesuai ASTM C 876-91)
Metodologi Percobaan
Persiapan Spesimen


Dimensi Beton
 Bentuk
: Silinder
pejal
 Panjang
: 190 mm
 Diameter
: 170 mm
 Cetakan
: Cetakan terbuat dari
PVC
Dimensi baja tulangan
 Tipe
: berulir
 Diameter
: 13 mm (sesuai ASTM
615, No. Bar 3)
 Panjang
: 220 mm
Dimensi Anoda Stainless Steel
 Tipe
: SS 304 Mesh 150
 Kawat
: 0,05 mm
 Lubang
: 0,03 mm
 Lebar
: 38 cm
 Panjang
: 35 cm
 Berat
: 0,23 kg/m2
SS Mesh
Pengkondisian Spesimen
Spesimen akan dikondisikan dalam larutan NaCl dengan tujuan untuk
merusak lapisan pasif yang terbentuk dari campuran bahan pembuat beton
bertulang.
Perhitungan Desain ICCP
Perhitungan Luas Permukaan yang diproteksi :
( 1 ) luas permukaan beton :
( 2 ) Luas permukaan tulangan baja :
( 3 ) Ratio =
( 4 ) Current Density :
Perhitungan Arus yang dibutuhkan : ( Is ) =
Perhitungan Total Proteksi :
Perhitungan total resistansi sirkuit :
( 1 ) Resistansi kabel anoda:
( 2 ) Resistansi Kabel Katoda :
( 3 ) Resistansi Total ( Rt ) :
Perhitungan tegangan DC rectifier :
Perhitungan total tegangan DC rectifier :
Rancangan Instalasi ICCP
Rectifier
Pengatur oksigen
Flow meter
Sumber arus
Beton bertulang
voltmeter
Rangkaian Listrik ICCP
Pengujian Potensial Spesimen menggunakan
Half-Cell Potential
 Atas
 Tengah
 Bawah
: 19 cm dari dasar beton
: 9,5 cm dari dasar beton
: 2 cm dari dasar beton
atas
tengah
bawah
Analisa Data & Pembahasan

Nilai Potensial Awal & setelah imersi
Nilai Potensial Awal & setelah imersi
Hasil Perhitungan Kebutuhan Arus Proteksi ICCP
4.2.1 Luasan Permukaan :
Dimensi Sampel :

hb = 19 cm = 0,62 ft

ht = 22 cm = 0,72 ft

db = 17 cm = 0,55 ft

dt = 13 mm = 0,05 ft
( 1 ) Luas Permukaan Beton : 1,7 ft2
( 2 ) Luas Permukaan Baja Tulangan : 0,48 ft2
( 3 ) Ratio : 0.27
( 4 ) CD : 5,5 mA/ft2
4.2.2 Arus yang dibutuhkan ( Is ) : 9,35 mA
4.2.3 Total Proteksi ( It ) : 10 mA
4.2.4 Total Resistansi Sirkuit :
( 1 ) Resistansi Kabel Anoda ( Rca ) : 12 mohm
( 2 ) Resistansi Kabel Katoda ( Rcc ) : 12 mohm
( 3 ) Resistansi Total : 24 mohm
4.2.5 Perhitungan Tegangan Rectifier : 1,368 volt
4.2.6 Total Tegangan Rectifier : 1,57 volt.
Hasil Pengukuran Half-Cell Potential Electrode Dengan
ICCP kode ( B1 )
Hasil Pengukuran Half-Cell Potential Electrode tanpa ICCP
kode ( B2 )
Nilai Perbandingan Half-Cell Potential Electrode Beton
Bertulang di lingkungan 0,21% O2 dengan ICCP ( B1 )
dan tanpa ICCP ( B2 )
Hasil Pengukuran Half-Cell Potential Electrode Dengan
ICCP kode ( B3 )
Hasil Pengukuran Half-Cell Potential Electrode Tanpa
ICCP kode ( B4 )
Nilai Perbandingan Half-Cell Potential Electrode Beton
Bertulang di lingkungan 0,28% O2 dengan ICCP ( B3 )
dan tanpa ICCP ( B4 )
Hasil Pengukuran Half-Cell Potential Electrode Dengan
ICCP kode ( B5 )
Hasil Pengukuran Half-Cell Potential Electrode Tanpa
ICCP kode ( B6 )
Nilai Perbandingan Half-Cell Potential Electrode Beton
Bertulang di lingkungan 0,42% O2 dengan ICCP ( B5 )
dan tanpa ICCP ( B6 )
Hasil Pengukuran Half-Cell Potential Electrode Dengan
ICCP kode ( B7 )
Hasil Pengukuran Half-Cell Potential Electrode Tanpa
ICCP kode ( B8 )
Nilai Perbandingan Half-Cell Potential Electrode Beton
Bertulang di lingkungan Tanpa O2 dengan ICCP ( B7 )
dan tanpa ICCP ( B8 )
Pembahasan

Kebutuhan Arus Proteksi

Penambahan Arus pada Baja Tulangan di setiap
lingkungan yang berbeda

Keadaan beton setelah instalasi ICCP
Supriyo 2008
Udara merupakan penghantar listrik yang buruk
karena menyebabkan arus yang mengalir
terbatas karena udara terdiri dari molekulmolekul netral dan hanya sebagian kecil
terdapat ion-ion dan elektron bebas sehingga
arus yang mengalir tidak bisa efektif.
Dari hasil level potensial proteksi di atas, arus desain yang
diberikan sebesar 10 mA pada sistem ICCP ternyata cukup
untuk membuat beton bertulang di lingkungan Tanpa
penambahan oksigen mencapai standar potensial proteksi untuk
referensi elektroda Cu/CuSO4 -350 mV,sedangkan untuk beton
bertulang di lingkungan yang diberikan penambahan oksigen,
dengan arus sebesar 10 mA yang diberikan belum dapat
mencukupi standar potensial proteksi referensi elektroda
Cu/CuSO4 sebesar -350 mV.
Keadaan beton setelah ICCP
Beton 0,28% O2
Beton 0,21% O2
Beton 0,42% O2
Tanpa O2

Pada Beton di lingkungan yang diberikan oksigen, keadaan beton sedikit
mengalami kerusakan yaitu di bagian permukaan,tengah, dan bawah beton,
dikarenakan daya lekat lapisan semen pada permukaan beton lebih kecil dibanding
lapisan beton tengah maupun bawah, jadi bisa disimpulkan bahwa lapisan pada
beton berpengaruh terhadap laju korosi. Jika dilihat dari data potensial proteksi,
kondisi baja tulangan dapat dikatakan terproteksi dengan baik, namun jika daya
lekat lapisan semen berkurang, maka kebutuhan arus yang dibutuhkan akan
semakin besar dan dapat menyebabkan distribusi arus kurang merata diakibatkan
adanya oksigen yang masuk dalam pori pori beton.

Pelapisan pada permukaan mengurangi arus yang dibutuhkan, ketika pelapisan
sudah rusak melewati batas waktunya,arus katodik harus ditingkatkan untuk
menjaga proteksi pada area yang sudah terekspos (terkelupas).
Kesimpulan

Kebutuhan Proteksi untuk Baja Tulangan pada Beton Bertulang di lingkungan
yang banyak akan oksigen lebih besar daripada Beton bertulang di lingkungan
yang sedikit dengan oksigen.

Posisi Pengukuran Potensial Proteksi mempengaruhi level proteksi dari Baja
Tulangan. Untuk posisi pengukuran di atas,tengah, dan bawah yang berada tepat
pada kawat konduktor memiliki nilai potensial proteksi yang lebih tinggi
dibandingkan pada posisi yang lain.

Penambahan arus pada Beton Bertulang di Lingkungan 0,42% oksigen dari 10
mA menjadi 18 mA dapat meningkatkan nilai potensial proteksi baja tulangan
pada Beton Bertulang di lingkungan yang banyak dengan oksigen.

Daya lekat lapisan semen pada Beton Bertulang mempengaruhi kebutuhan
arus untuk proteksi katodik. Dan mempengaruhi dalam proses laju korosi,
potensial proteksi beton bertulang di lingkungan yang banyak dengan
oksigen lebih besar daripada beton bertulang di lingkungan yang sedikit
dengan oksigen.

Adanya korosi pada baja tulangan yang diproteksi terjadi akibat kurang
baiknya proses persiapan permukaan, pelapisan lapisan semen, dan proses
pembuatan beton.
Saran

Untuk penelitian ICCP pada Beton Bertulang berikutnya dapat
dilakukan dengan variasi variabel dengan seperti variasi
temperature karena pada kondis kenyataan di laut beton yang
berada pada posisi atas permukaan laut lebih ekstrem.

Peningkatan daya lekat pada lapisan semen dapat meningkatkan
keefektifan kebutuhan arus pada proteksi katodik impressed
current.
TERIMA KASIH