PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN INHIBITOR NATRIUM SILIKAT(Na2SiO3) HASIL SINTESIS DARI
LUMPUR LAPINDO PADA BAJA TULANGAN BETON
Dimas Happy Setyawan
NRP. 2412105017
Dosen Pembimbing :
1. Dr.Ing. Doty Dewi Risanti, ST,MT NIP. 19740903 199802 2 001
2. Lizda Johar Mawarani, ST, MT NIP. 19740815 199703 2 001
Latar Belakang
Membuat inhibitor NatriumSilikat dari Lumpur Lapindo
(Aditya, 2013)
Pemanfaatan Lumpur lapindosebagai pozzolan campuran
beton (Rifky, 2011)
Lumpur lapindo mengandungsilika sebesar 46,7 % (Farid,
2013)
Pencegahan KorosiPada Beton
menggunakanNatrium Silikat
Rumusan Masalah
• Bagaimana inhibitor natrium silikat (Na2SiO3) mampu menghambat laju korosi pada baja tulangan beton?
• Bagaimana metode pemberian inhibitor yang paling efektif terhadap pencegahankorosi pada baja tulangan beton ?
Tujuan
Mampu menentukan metode yang efektifdalam pemberian inhibitor natrium silikat(Na2SiO3) pada baja tulangan beton.
Mengetahui pengaruh inhibitornatrium silikat (Na2SiO3) terhadap lajukorosi baja tulangan beton.
Batasan MasalahLarutan Uji NaCl 12,5% dan Air Rawa dengan kadar garam 0,41%
Untuk pengujian korosi mengacu pada ASTM
C876 mengenai pengujian korosi terhadap beton.
Lumpur Lapindo diambil dengan jarak 2 km dari
pusat semburanUntuk sintesis
digunakan NaOH SAP
Semen yang digunakan jenis portland I dan
pengujian kuat tekan beton pada umur 3
hari
Teori Penunjang
• Korosi merupakan penurunan kualitas logam atau paduan (alloy) yangdisebabkan oleh rusaknya permukaan akibat adanya proses elektrokimiadengan lingkungan sekitar (Nizam, 2009)
• Reaksi korosi baja tulangan secara umum
(Sumber : Halimatuddaahliana, 2003)
• Korosi akibat degradasi klorida
Fe + H2OFe++ + 2e- + H+ + OH-
Fe++ + OH- → Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + O2 + H2O→ 4 Fe(OH)3(Produk Korosi)
(Sumber : Sudjono,2005)
Teori Penunjang
• Salah satu contoh inhibitor anoda adalah senyawa-senyawakromat yang dapat membentuk lapisan pasisf di permukaanlogam. Salah satu contoh reaksi redoks yang terjadi denganlogam besi adalah:
Oksidasi : 2 Fe + 2 H2O -----------> Fe2O3 + 6 H+ + 6e Reduksi : 2 CrO4 + 10 H+ + 6e --------> Cr2O3 + 5 H2O Red-oks : Fe + 2CrO4+ 2H+ ------- >Fe2O3 + Cr2O3 + 3H2O
Padatan atau endapan Fe2O3 dan Cr2O3 inilah yang kemudian
bertindak sebagai pelindung bagi logamnya. (Sumber :
Halimatuddaahliana, 2003)
• Untuk mendapatkan senyawa natrium silikat, dapat melalui beberapa reaksi berbeda. Berikut beberapa contoh reaksinya :
• Na2CO3 + SiO2 → Na2SiO3 + CO2
• 2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O
• SiO2 + Na2O → Na2SiO3
Metodologi Penelitian
Preparasi Lumpur Lapindo
Lumpur dicuci menggunakan HCL menggunakan HCl 3 M selama 4 jam kemudian dicuci kembali dengan aquades, kemudian di keringkan dengan furnace untuk di haluskan dan diayak dengan ayakan 140 mesh
Metodologi Penelitian
Sintesis Natrium Silikat
NaOH 20 gr di reaksikan dengan aquades 50 ml untuk menghasilkan 50 ml NaOH dengan konsentrasi 10 M kemudian dicampurkan dengan 5 gr lumpurLapindo kemudian diaduk dengan magnetic stirrer dan dipanaskan pada hot Plate dengan suhu 180o selama 1 jam.
Metodologi PenelitianPengujian Natrium Siikat dengan
menggunakan FTIR dan XRD
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
70
80
90
100
110
120
Sintesis
Tran
smitta
nce %
wavenumber (cm-1)
2360,64 1987.951455.52 901.21
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
2030405060708090
100
Aditya, 2014
Tran
smitta
nce %
wavenumber (cm-1)
2790.68 1618.09
903.43
Merupakan bilangan gelombang gugus Na2SiO3
10 20 30 40 50 60 70 80 90
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
Inte
nsity
Angle
KomersialAditya, 2014 Sintesis
Metodologi Penelitian
Larutan
Variasi Keadaan
TanpaInhibitor (A)
InhibitorDilapiskan padaBaja Tulangan (B)
Inhibitor Dicampurkanpada Beton dengan variasiInhibitor masing-masing
5 ml (C) 10 ml (D)
15 ml (E)
Air Rawa 1 1 1 1 1
Laruran NaCl12.5%
1 1 1 1 1
A B C
Keterangan :A : Tanpa menggunakan InhibitorB : Inhibitor di lapiskan pada besiC : Inhibitor dicapur dengan beton
Matrik Sampel
100mm
50mm
30mm
30mm
70mm
10mm
20mm
100mm
10mm
Metodologi PenelitianDC 6V+ -
KatodaTembaga
BetonNaCl/Air Rawa
Baja Tulangan
Keterangan :• Tegangan : 6 Vdc• Larutan NaCl : 12.5%• Air rawa : Perumahan pakuwon city• Katoda : Tembaga• Beton : Campuran dari agregat halus dan kasar• Ketinggian Cairan : 75 mm• Standart Uji mengacu pada ASTM C 876
Pengujian Korosi
Metodologi PenelitianPengujian Kuat Tekan Beton
Pengujian Dilakukan di Teknik Sipil ITSDan standart acuannyaSNI 03-1974-1990
Sampel berbentuk silinder dengan d : 15 cm dan t : 20 cm
Hasil Pengamatan Arus
1 2 3 4 50
1
2
3
4
5
6
7
8
A NaCl 12,5% B NaCl 12,5% C NaCl 12,5% D NaCl 12,5% E NaCl 12,5% A air rawa B air rawa C air rawa D air rawa E air rawa
Arus
(mA)
Time (Day)
Produk Korosi
Kerak berwana putih
Cairan bening (kuningkecoklatan)
Kerak berwana hitam
10 20 30 40 50 60 70 80 90
100
150
200
250
300
350
400
FeCl2(H2O)4 FeCl2(H2O)4
FeCl2(H2O)4
FeCl2(H2O)4
Inten
sity
Angel
Iron Chloride Hydrate
FeCl2(H2O)4
10 20 30 40 50 60 70 80 90
100
200
300
400
500
600
700
FeO4 FeO4
FeO4
Inte
nsity
Angel
Iron Oxide
FeO4
10 20 30 40 50 60 70 80 90
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Ca(CO 3) Ca(CO 3)
Inte
nsity
Angel
Calcium Carbonate
Ca(CO3)
Hasil Pengujian Korosi
a. Pengujian di larutan NaCl 12,5%
b. Pengujian di air rawa
Diambil dari 1 cm dari ujung bawah
Pengamatan Korosi pada Baja
a. Pengujian di larutan NaCl 12,5%
b. Pengujian di air rawa
Perbesaran mikroskop 25X
Perhitungan Laju Korosi dan Efisiensi
Perhitungan efisiensi menggunakan persamaan berikut (Roberge, 2000) :
Efisiensi inhibitor (%) = x 100%
dimana CR adalah laju korosi (corrosion rate).
Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1–03
CR = dimana :
CR = corrosion rate (laju korosi)
K = konstanta laju korosi mpy (3.45 x 10 6)
t = waktu dalam (jam)
A = luas area logam (cm2)
W = selisih massa setelah dan sebelum korosi (g)
D = massa jenis (g/cm3)
CR non Inhibitor – CR InhibotorCR non Inhibitor
K . W D.A.t
Laju Korosi dan efisiensi inhibitor
Sampel pada NaCl 12,5%Massa Awal
(gr)
Massa
Akhir (gr)
Massa
Loss (gr)CR (mpy)
Efisiensi
(%)
A (Tanpa Inhibitor) 51,5473 51,4949 0,0524 6,9585 0B (Pelapisan Inhibitor) 51,7123 51,4933 0,219 28,989 -316,6C (Penambahan 5 ml) 51,9874 51,962 0,0254 3,3444 51,94D (Penambahan 10ml) 51,5333 51,5089 0,0244 3,2411 53,42E (Penambahan 15 ml) 52,3102 52,284 0,0262 3,4285 50,73
Sampel pada air rawaMassa Awal
(gr)
Massa
Akhir (gr)
Massa
Loss (gr)CR (mpy)
Efisiensi
(%)
A (Tanpa Inhibitor) 52,0412 51,9283 0,1129 14,8503 0B (Pelapisan Inhibitor) 52,2042 52,0732 0,131 17,1773 -15,67C (Penambahan 5 ml) 52,6626 52,6224 0,0402 5,2253 64,81D (Penambahan 10ml) 51,8614 51,8289 0,0325 4,2897 71,11E (Penambahan 15 ml) 52,1123 52,0113 0,101 13,2669 10,66
Hal ini dikarenakan pada sampel B pelapisan inhibitormembuat permukaan baja tulangan terdapat kristalputih yang berasal dari natrium silikat sehinggamembuat permukaan baja tidak homogen dan sangatmudah terkorosi, sehingga sampel B memiliki laju korosiyang lebih besar dibangkan dengan sampel A.
Hubungan Laju Korosi dengan Inhibitor
0 5 10 15
0
5
10
15
20
25
30
Laju Korosi pada NaCl12,5% Laju Korosi pada Air Rawa Pelapisan inhibitor pada baja (NaCl 12,5%) Pelapisan inhibitor pada baja (air rawa)
Laju
Koro
si (m
py)
Penambahan Inhibitor (ml)
Efisiensi Terhadap Penambahan inhibitor
0 5 10 15
05
101520253035404550556065707580
Efisiensi (%) pada larutan NaCl 12,5% Efisiensi (%) pada air rawa
Efisi
ensi
(%)
Penambahan Inhibitor (ml)
Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton
• Pengujian kuat tekan beton dilakukan pada umur beton 3 hari.
Sampel Uji Kuat Tekan (MPa) Rata-Rata (MPa)
A (Tanpa inhibitor)0.805
0.8700.7791.026
C (Penambahan 5 ml)0.422
0.4610.4550.507
D (Penambahan 10ml)0.292
0.2970.3250.273
E (Penambahan 15 ml)0.247
0.2170.2270.175
Hubungan Kuat Tekan Beton terhadap Penambahan Inhibitor
0 5 10 15
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
Kuat Tekan (MPa)
Kuat
Tek
an (M
Pa)
Penambahan Inhibitor (ml)
Hubungan Kuat Tekan Beton terhadap Penambahan Inhibitor
0 5 10 15
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
Laju Korosi (mpy)
Kua
t Tek
an (M
Pa)
Penambahan Inhibitor (ml)
Kuat Tekan (MPa) Laju Korosi (mpy) pada NaCl 12,5% Laju Korosi (mpy) pada air rawa
2
4
6
8
10
12
14
16
KesimpulanDari peneleitian mengenai pengujian korosi terhadap baja tulangan
beton dengan menggunakan inhibitor natrium silikat maka diperolehbeberapa kesimpulan sebagai berikut :
• Penambahan inhibitor sangat baik untuk menekan laju korosi namundengan penambahan inhibitor pada beton mempengaruhi kuat tekan daribeton tersebut.
• Untuk metode pemberian inhibitor dengan cara dilapiskan pada bajatulangan (metode B) kurang efektif karena metode ini menbuat lapisan padabaja tulangan tidak homongen sehingga memudahkan terjadi korosi, dalampengujiannya metode ini memiliki laju korosi yang terbesar di bandingmetode yang lainnya yaitu sebesar 28,989 mpy pada larutan NaCl 12,5%dan 17,1773 mpy pada kondisi air rawa.
• Untuk metode dengan penambahan 5 ml pada beton (metode C)merupakan metode yang paling efektif karena pada metode ini dapatmenekan laju korosi dengan baik dan memiliki kuat tekan beton yang lebihtinggi dibandingkan dengan metode penambhan yang lain.
• Jenis korosi yang terjadi pada baja tulangan merupakan korosi pitting , halini di tandai dengan bintik hitam pada baja tulangan dan ketika dilakukanpengamatan secara mikroskopis ternyata bintik tersebut berupa cekungan.
SampelMassa Awal
Massa Akhir
W Loss t(jam) K(mpy) A (cm2) D CR (mpy) Efisiensi (%)
A 51.5473 51.4949 0.0524 120 3450000 32.97 6.566535032 6.95847263 0
B 51.7123 51.4933 0.219 120 3450000 32.97 6.58755414 28.9893728 -316.6054009
C 51.9874 51.962 0.0254 120 3450000 32.97 6.622598726 3.344445916 51.93706875
D 51.5333 51.5089 0.0244 120 3450000 32.97 6.564751592 3.241085076 53.42246427
E 52.3102 52.284 0.0262 120 3450000 32.97 6.663719745 3.428494598 50.72920769
A Rawa 52.0412 51.9283 0.1129 120 3450000 32.97 6.629452229 14.85029901 0
B Rawa 52.2042 52.0732 0.131 120 3450000 32.97 6.650216561 17.17728057 -15.66959398
C Rawa 52.6626 52.6224 0.0402 120 3450000 32.97 6.708611465 5.225313058 64.81341518
D Rawa 51.8614 51.8289 0.0325 120 3450000 32.97 6.606547771 4.28970753 71.11366225
E Rawa 52.1123 52.0113 0.101 120 3450000 32.97 6.638509554 13.26690719 10.66235649