tugas jembatan

Tugas Perancangan Jembatan

KERUSAKAN AKIBAT KOROSI PADA JEMBATAN RANGKA BAJA

I. PENDAHULUAN

Sebagai infrastruktur dari jaringan jalan, jembatan merupakan bagian dari alat

peningkatan aktifitas perekonomian baik dalam skala daerah maupun nasional. Pembangunan

jembatan sangat membutuhkan pertimbangan ekonomis, teknis termasuk metode

konstruksinya. Di sisi lain kebutuhan untuk membangun infrastruktur jembatan selalu

meningkat sejalan dengan meningkatnya kebutuhan dan perkembangan tingkat perekonomian

bangsa. Variasi infrastruktur jembatan sangat luas, baik ditinjau dari fungsi maupun skala

atau dimensinya. Dengan kompleksitas tersebut seorang profesional di bidang pembangunan

jembatan harus mampu mengetahui dan memahami secara komprehensif proses dan

komponennya agar jembatan yang dirancang dan kemudian dibangun dapat berfungsi

optimal, relatif mudah dikerjakan dan tidak memerlukan perawatan yang rumit. Salah satu

jenis jembatan yang sering digunakan yaitu jenis jembatan rangka baja atau lebih dikenal

dengan Steel Truss Bridge. Yaitu yang terdiri dari batang- batang baja yang terangkai

menjadi elemen- elemen rangka.

Tidak dapat dipungkiri pemakaian rangka baja dan pondasi tiang pancang baja pada

jembatan, yang dimulai sejak 1976, juga cenderung meningkat.Hal ini dikarenakan

dibandingkan dengan jembatan beton, pembangunan jembatan rangka baja lebih cepat, dan

sesuai dengan tuntutan kebutuhan. Hingga saat ini Ditjen Bina Marga, Departemen PU. Telah

membangun lebih dari 40.000 m jembatan rangka baja.

Salah satu kelemahan dari jembatan rangka baja adalah perawataannya yang relatif

lebih sulit daripada jembatan beton.Jembatan rangka baja memerlukan suatu perlindungan

ekstra terhadap korosi ,hal ini dikarenakan hampir seluruh komponen jembatan rangka baja

terbuat dari metal atau logam.

RIZKI JULIAWAN L2A 006 118


Gambar 1. Steel truss bridge



II. PENGERTIAN KOROSI

Salah satu penyebab kerusakan pada jembatan yakni terjadinya korosi pada

komponen baja. Korosi sendiri biasanya diartikan sebagai proses menurunnya mutu baja

akibat bereaksi dengan lingkungannya secara elektrokimia. Dalam pembicaraan sehari-hari

kita mengenal istilah karat atau pengkaratan, yang tidak lain merupakan produk dari proses

korosi. Besi, logam seperti baja, seng, dan alumunium merupakan bahan dasar konstruksi dan

bahan kebutuhan lainnya yang mempunyai peranan sangat besar dalam perekonomian

nasional.Bahan-bahan ini secara alamiah adalah tidak stabil dan akan mengalami kerusakan

akibat pengaruh lingkungan.

Indonesia yang beriklim tropis dengan curah hujan tinggi serta intensitas sinar

matahari/ultra violet tinggi merupakan salah satu lingkungan yang korosif apalagi dengan

adanya polusi industri, udara air laut, sungai dan keadaan pasang surut air laut dapat

menambah semakin cepatnya proses korosi terhadap material-material logam sehingga

diperlukan suatu perhatian dan penanganan serius untuk menanggulangi kerusakan yang

diakibatkan oleh proses korosi tersebut.

Saat ini sudah banyak cara atau metoda yang dilakukan untuk mencegah atau

menanggulangi kerusakan pada komponen baja serta material logam lainnya, diantaranya

yaitu dengan cara pengecatan, galvanisasi, sistem proteksi katodik khususnya pada rangka

baja, tiang pancang baja dan lain-lain.

Fungsi jembatan sangat vital sebagai prasarana pembangunan ekonomi maka

dipandang perlu untuk menjaga agar daya tahan/ usia pakai jembatan yang telah dibangun

maupun yang akan dibangun dapat bertahan selama mungkin. Tujuan ini dapat dicapai antara

lain dengan menerapkan cara penanggulangan korosi yang tepat.

TEORI KOROSI Banyak teori korosi logam yang telah dikemukakan oleh para ahli, tetapi rupanya

teori elektrokimia telah diterima. Karena teori ini telah dapat menerangkan peristiwa-

peristiwa korosi dan dapat digunakan sebagai landasan teknik penanggulangan korosi.

Marilah kita lihat bahwa peristiwa korosi logam seng dalam larutan asam klorida yang

reaksinya dapat ditulis sebagai berikut:

Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 .................................................................................(1)

Asam klorida dan seng klorida larut dalam larutan, sehingga reaksinya adalah sebagai berikut:

Zn + 2H+ +2Cl- Zn ++ + 2Cl- + H2 ..................................................................(2)

Dalam reaksi (2): ion klorida tidak ambil bagian dalam proses korosi seng. Sehingga

reaksinya adalah sebagai berikut:



Zn + 2H+ Zn ++ + H2 .....................................................................................(3)

Dari reaksi (3) kita dapat melihat bahwa dalam proses korosi terjadi dua jenis reaksi yang

berlangsung bersamaan, yaitu reaksi (4) atau (5) sebagai berikut:

Zn Zn ++ + 2e , reaksi oksidasi ........................................................... (4)

2 H + + 2e H2 , reaksi reduksi ............................................................. (5)

Zn + 2H+ Zn ++ + H2 ..................................................................................... (3)

Reaksi (4) adalah oksidasi dari proses terkorosi logam seng yang terjadi di daerah yang

bersifat anodik atau anoda oleh karena yang terjadi didaerah yang bersifat anodik. Reaksi (5)

yang berlangsung serempak, adalah reaksi reduksi yang disebut juga reaksi katodik yang

terjadi di daerah yang bersifat katodik atau katoda.

Dari uraian di atas dapat disimpulkan proses korosi di lingkungan basah dapat terjadi bila tiga

syarat dipenuhi yaitu:

1. ada anoda dimana reaksi anodik terjadi

2. ada katoda dimana reaksi katodik terjadi

3. ada lingkungan yang bersifat elektrolit

Kondisi lingkungan atmosfir di Indonesia pada umumnya basah, dimana kelembaban ratarata

sekitar 85%, pada nilai ini bila udara mengandung debu atau polusi akan terjadi

pengembunan sehingga praktis kondisi lingkungan basah terdapat air hujan pada umumnya

bersifat asam dengan pH 5. Didaerah - daerah industri keasaman semakin tinggi atau pH nya

lebih rendah dari 5. Reaksi kimia pada lingkungan air sekitar elemen baja akan memberikan

pengaruh kerusakan korosi bila terdapat beberapa faktor pendukungnya, yaitu keasaman air,

resistivity, dan potensial, sebagaimana terlihat dalam gambar 1 berikut

Gambar 1. Diagram potensial-pH teoritis untuk baja



Korosi baja adalah penurunan kualitas baja karena terjadinya reaksi kimia atau

elektrokimia, antara baja dengan lingkungannya, sebagai contoh; apabila baja dicelupkan

dalam air akan terlihat bagian baja yang terkorosi (berkarat). Bagian baja yang terkorosi

disebut anodik dan bagian baja yang tidak terkorosi disebut katodik.

Karat yang terbentuk pada logam akan mempercepat proses pengaratan berikutnya.

Oleh sebab itu, karat disebut juga dengan autokatalis. Mekanisme terjadinya korosi adalah

logam besi yang letaknya jauh dari permukaan kontak dengan udara akan dioksidasi oleh ion

Fe2+. Ion ini larut dalam tetesan air. Tempat terjadinya reaksi oksidasi di salah satu ujung

tetesan air ini disebut anode. Ion Fe2+ yang terbentuk bergerak dari anode ke katode melalui

logam. Elektron ini selanjutnya mereduksi oksigen dari udara dan menghasilkan air. Ujung

tetesan air tempat terjadinya reaksi reduksi ini disebut katode. Sebagian oksigen dari udara

larut dalam tetesan air dan mengoksidasi Fe2+ menjadi Fe3+ yang membentuk karat besi

(Fe2O3.H2O).

Korosi Akibat Polusi Udara

Udara terutama didaerah industri dan perkotaan banyak dikotori oleh gas-gas

industri yang mengandung bahan kimia pembentuk garam, misalnya: sulfat, klorida, nitrat

dan garam elektrolit lainnya. Didaerah industri pengaruh terbesar disebabkan oleh sulfat. Besi

atau logam yang berkarat bersifat rapuh, mudah larut, dan bercampur dengan logam lain,

serta bersifat racun. Hal ini tentu berbahaya dan merugikan.

Gb.korosi pada komponen baja

III. PENGENDALIAN KOROSI

Berdasarkan uraian-uraian di atas mengenai proses terjadinya korosi dan bahaya

yang dapat ditimbulkannya terhadap komponen baja khususnya pada jembatan, maka perlu

dilakukan cara-cara atau metode dalam rangka mengendalikan dan menangani proses korosi

tersebut diantaranya dengan cara pengecatan, galvanisasi dan sistem proteksi katodik.

Kolokium Puslitbang Jalan dan Jembatan TA. 2008


http://id.wikipedia.org/wiki/Racun


III.1 Pengecatan Permukaan Logam

Cara ini merupakan suatu cara pengendalian korosi yang sudah umum dilakukan.

Lingkungan dimana struktur baja jembatan yang perlu diberi pengecatan berada dapat dibagi

dalam 2 golongan besar lingkungan yaitu lingkungan atmosfir dan lingkungan air,

lingkungan- lingkungan ini berbeda satu sama lain baik secara fisik maupun komposisi kimia

dari faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan korosi.

1. Lingkungan Atmosfir

lingkungan atmosfir dilihat dari segi masalah korosi terbagi dalam 4 golongan utama yaitu:

a. Pantai Tanpa Polusi

Udara di daerah ini sangat korosif karena mengandung partikel-partikel halus dari

garam laut yang terbawa oleh angin laut, daerah ini meliputi lokasi sampai jarak + 3 Km dari

pantai.

b. Pantai Dengan Polusi

Udara di daerah ini sangat korosif sehingga mengandung partikel-partikel halus dari

garam laut yang terbawa oleh angin laut juga mengandung kotoran hasil pabrik-pabrik

misalnya sulfur dioksida, alkali, asam. Kecepatan korosi didaerah ini sangat tinggi.

c. Pedalaman Tanpa Polusi

Udara di daerah ini cukup korosif, pada umumnya sedikit mengandung kotoran

bahan-bahan kimiamisalnya asam alkali, sulfur dioksida tetapi mengandung debudebu

organik dan anorganik. Umumnya daerah ini meliputi lokasi dengan jarak >3 Km dari pantai.

d. Pedalaman Dengan Polusi

Udara di daerah ini korosif karena banyak mengandung kotoran hasil pabrik

misalnya sulfur dioksida, alkali, asam. Kecepatan korosi didaerah ini tinggi.

2. Lingkungan Air

Lingkungan air dilihat dari segi masalah korosi terbagi dalam 2 golongan utama

yaitu:

a. Air Tawar

Air tawar menjadi lingkungan korosi karena mengandung mineral-mineral, kotoran-

kotoran yang dibuat oleh manusia dan dari alam sendiri. Misalnya oksigen terlarut, garam-

garam klorida dari laut, buangan industri berupa sulfide-sulfida, karbon dioksida dari hasil

pembakaran.

b. Air Payau

Air payau sangat korosif karena merupakan suatu campuran dari air tawar dan air laut.



Umur Proteksi Cat

Umur proteksi cat adalah jangka waktu antara selesainya pelaksanaan pengecatan

dengan dimulainya pelaksanaan pemeliharaan pertama, misalnya: umur proteksi cat 5 tahun,

maksudnya: jangka waktu antara selesainya pelaksanaan pengecatan dengan dimulainya

pelaksanaan pemeliharaan pertama adalah 5 tahun. Kategori umur proteksi cat dapat dilihat

dalam Tabel 1. berikut:

Tabel 1. Kategori Umur Proteksi Cat

No Kategori Cat Umur Proteksi,Tahun

1 Proteksi jangka pendek (Short-term protection) <5

2 Proteksi jangka sedang (medium-term protection) 5

3 Proteksi jangka panjang (Long-term protection) 10

4 Proteksi jangka sangat panjang (Very long-term protection) >10

Berdasarkan efisiensi dan ekonomis, umur proteksi cat untuk struktur baja jembatan

ditetapkan sebagai berikut:

- Untuk jembatan bentang < 30 meter, umur proteksi cat 5 tahun (medium-term protection)

- Untuk jembatan bentang > 30 meter, umur proteksi cat 10 tahun (long-term protection)

Persiapan permukaan, mutu cat, pelaksanaan pengecatan, jumlah lapisan cat / tebal lapisan cat

dan kondisi lingkungan / iklim menyebabkan umur proteksi cat bervariasi dari 1 sampai 10

tahun. Apabila struktur baja jembatan berada dalam lingkungan yang sangat korosif dan

pengecatan dilaksanakan dengan menggunakan mutu cat yang kurang baik serta persiapan

permukaan juga kurang baik/bersih maka cat akan rusak jauh sebelum umur proteksi cat yang

diinginkan tercapai.

III.2 Galvanisasi

Galvanisasi merupakan suatu proses pelapisan besi atau baja dengan logam lain atau

platting tergantung dari bahan logam yang dipakai sebagai bahan pelapis, misalnya vernekel

apabila nikel yang digunakan sebagai pelapis, verkrom apabila krom yang digunakan sebagai

pelapis dan lain-lain. Proses galvanisasi dilakukan dengan cara mengalirkan arus listrik

searah pada permukaan besi yang akan dilapisi kedalam larutan yang mengandung logam

pelapis yang disebut proses elektrolitik, di Indonesia proses ini secara umum disebut elektro

platting. Saat ini telah dikenal suatu metoda baru galvanisasi yaitu dengan cara Hot Dip



Galvanize dimana bahan pelapis yang dipakai hanya seng yang dilelehkan pada suhu 445 °C

– 462 °C. Prinsip dari metoda ini adalah memisahkan komponen baja dari lingkungannya

dengan lapisan seng sehingga komponen baja menjadi katodik (tidak terkorosi) dan lapisan

seng menjadi anodik (terkorosi). Standar bahan baku seng yang dipakai pada industri Hot Dip

Galvanize paling tidak harus pada kemurnian 98,5 % . Standar ketebalan lapisan menurut

ASTMA 123, AS 153, BS 729 maupun JIS H 0401, JIS H 8641 yang berlaku untuk Hot Dip

Galvanize mempunyai spesifikasi sama.

III.3 Proteksi Katodik

Proteksi katodik adalah suatu teknik penanggulangan korosi komponen baja

jembatan, khususnya pada bagian tiang pancang pipa baja yang berada dalam lingkungan air

dan atau tanah karena pada bagian tersebut relatif sulit dilakukan teknik penanggulangan

korosi dengan teknik yang lebih murah yaitu pengecatan. Pada prinsipnya, korosi terjadi

karena adanya aliran elektron dari bagian tiang pancang pipa baja (anoda) yang diikuti

dengan perubahan logam menjadi ion logam (karat) ke bagian tiang pancang pipa baja lain

yang karena kualitas baja atau kondisi lingkungannya menjadi katoda. Pada proteksi katodik,

terjadinya kerusakan baja akibat aliran elektron dari anoda ke katoda ditanggulangi dengan

memberikan pasokan elektron secukupnya pada seluruh struktur baja yang dilindungi atau

dengan kata lain menjadikan seluruh struktur baja tersebut menjadi katoda yang kaya akan

elektron. Dilihat dari cara memasok elektron, proteksi katodik terbagi dalam dua cara, yaitu:

a) Metoda arus terpasang (impressed current) yaitu pasokan elektron dilakukan

dengan cara menghubungkan tiang pancang pipa baja dengan katoda pada suatu sumber

listrik. Metoda ini menggunakan sumber arus searah dari luar, misalnya Transformer

Rectifier, DC Generator, dan lain-lain. Arus listrik pada sistem ini dialirkan ke permukaan

logam yang diproteksi melalui anoda pembantu, misalnya Anoda Graphite, Baja, Platina, dan

Besi Tuang. Keuntungan besar dari metoda arus terpasang adalah bahwa sistem ini dapat

menggunakan anoda inert atau anoda yang tahan karat seperti platina dan karbon.

b) Metoda anoda korban (sucricifial anoda) yaitu pasokan elektron dilakukan

dengan cara menghubungkan tiang pancang pipa baja dengan logam lain sebagai anoda

korban yang memiliki potensial lebih rendah. Pada cara ini terjadi aliran elektron dari logam

dengan potensial yang lebih rendah ke tiang pancang pipa baja yang potensialnya lebih tinggi.

Dengan demikian maka tiang pancang pipa baja akan terlindung dari korosi namun sebagai

konsekwensinya logam anoda dalam waktu tertentu akan rusak/habis dan selanjutnya dapat

diganti atau diperbaharui. Mengganti anoda lebih ringan secara teknik maupun ekonomis

dibanding mengganti tiang pancang pipa baja.



IV. KESIMPULAN

1. Komponen baja terutama pada jembatan merupakan salah satu elemen yang mudah rusak

akibat pengaruh korosi.

2. Kondisi Indonesia yang beriklim tropis dengan curah hujan dan intensitas sinar matahari

yang tinggi serta polusi udara dari air laut, sungai dan industri mempercepat terjadinya proses

korosi pada komponen baja.

3. Penanggulangan korosi komponen baja yang berada di lingkungan korosif dapat dilakukan

dengan cara pengecatan, galvanisasi dan proteksi katodik.

4. Jembatan yang pernah diproteksi katodik anoda korban untuk umur rencana 5 tahun

ternyata menunjukkan pada umur masing-masing 15 tahun dan 9 tahun memiliki tingkat

korosi yang lebih baik dibanding jembatan lainnya untuk umur yang sama.



DAFTAR PUSTAKA

1. PEDOMAN PENANGGULANGAN KOROSI KOMPONEN BAJA JEMBATAN DENGAN CARA PENGECATAN No. 028/T/BM/1999 Lampiran No. 6 Keputusan Direktur Jenderal Bina Marga No. 76/KPTS/Db/1999 Tanggal 20 Desember 1999

2. www.jembatanindonesia.com

3. A.W. Peabody (1970), “Principles of Cathodic Protection”, Nace Basic Corrosion Course,

Chapter 5, National Association of Corrosion Engineers;

4. ASSOSISASI GALVANIS INDONESIA (1998), “ Hot Dip Galvanizing Manual”, Jakarta.

5. Irman Nurdin ( 1986 ), “Penanggulangan Korosi Komponen Baja Jembatan“;

6. Lien Suharlinah, Madi Hermadi (2005), “ Konferensi Regional Teknik Jalan Ke-8,

Penanggulangan Korosi Tiang Pancang Pipa Baja Jembatan Dengan Cara Proteksi

Katodik Anoda Korban“, Batam.

7. Razali Ibrahim, “ Proteksi Katodik Untuk Mencegah Pengaruh Lingkungan Korosif

Terhadap Struktur Tiang Pancang Baja Jembatan”, Bandung.

8. Robert H Herdersback ( 1992 ), “Cathodic Protection“ Corrosion ASM International USA,

ASM Hand Book, Vol 13. Hal. 466 – 469.


tugas jembatan

Documents