PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN INHIBITOR NATRIUM SILIKAT(Na 2 SiO 3 ) HASIL SINTESIS DARI LUMPUR LAPINDO PADA BAJA TULANGAN BETON

Transkripsi

1 PENCEGAHAN KOROSI DENGAN MENGGUNAKAN INHIBITOR NATRIUM SILIKAT(Na 2 SiO 3 ) HASIL SINTESIS DARI LUMPUR LAPINDO PADA BAJA TULANGAN BETON Dimas Happy Setyawan NRP Dosen Pembimbing : 1. Dr.Ing. Doty Dewi Risanti, ST,MT NIP Lizda Johar Mawarani, ST, MT NIP

2 Latar Belakang Pencegahan Korosi Pada Beton menggunakan Natrium Silikat Pemanfaatan Lumpur lapindo sebagai pozzolan campuran beton (Rifky, 2011) Lumpur lapindo mengandung silika sebesar 46,7 % (Farid, 2013) Membuat inhibitor Natrium Silikat dari Lumpur Lapindo (Aditya, 2013)

3 Rumusan Masalah Bagaimana inhibitor natrium silikat (Na 2 SiO 3 ) mampu menghambat laju korosi pada baja tulangan beton? Bagaimana metode pemberian inhibitor yang paling efektif terhadap pencegahan korosi pada baja tulangan beton?

4 Tujuan Mengetahui pengaruh inhibitor natrium silikat (Na 2 SiO 3 ) terhadap laju korosi baja tulangan beton. Mampu menentukan metode yang efektif dalam pemberian inhibitor natrium silikat (Na 2 SiO 3 ) pada baja tulangan beton.

5 Batasan Masalah Larutan Uji NaCl 12,5% dan Air Rawa dengan kadar garam 0,41% Semen yang digunakan jenis portland I dan pengujian kuat tekan beton pada umur 3 hari Untuk pengujian korosi mengacu pada ASTM C876 mengenai pengujian korosi terhadap beton. Untuk sintesis digunakan NaOH SAP Lumpur Lapindo diambil dengan jarak 2 km dari pusat semburan

6 Teori Penunjang Korosi merupakan penurunan kualitas logam atau paduan (alloy) yang disebabkan oleh rusaknya permukaan akibat adanya proses elektrokimia dengan lingkungan sekitar (Nizam, 2009) Reaksi korosi baja tulangan secara umum Fe + H 2 O Fe e- + H + + OH - Fe ++ + OH - Fe(OH) 2 4Fe(OH) 2 + O 2 + H 2 O 4 Fe(OH) 3 (Produk Korosi) (Sumber : Halimatuddaahliana, 2003) Korosi akibat degradasi klorida (Sumber : Sudjono,2005)

7 Teori Penunjang Salah satu contoh inhibitor anoda adalah senyawa-senyawa Untuk mendapatkan senyawa natrium silikat, dapat melalui kromat yang dapat membentuk lapisan pasisf di permukaan beberapa reaksi berbeda. Berikut beberapa contoh reaksinya : logam. Salah satu contoh reaksi redoks yang terjadi dengan logam Na 2 CO besi 3 + SiO adalah: 2 Na 2 SiO 3 + CO 2 2NaOH Oksidasi + SiO 2 : 2 Fe Na + 2 SiO 2 H 3 2 O + H > 2 O Fe 2 O H + + 6e SiO Reduksi : 2 CrO H Na 2 O Na 2 SiO 3 + 6e > Cr 2 O H 2 O Red-oks : Fe + 2CrO 4 + 2H >Fe 2 O 3 + Cr 2 O 3 + 3H 2 O Padatan atau endapan Fe 2 O 3 dan Cr 2 O 3 inilah yang kemudian bertindak sebagai pelindung bagi logamnya. (Sumber : Halimatuddaahliana, 2003)

8 Metodologi Penelitian

9 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

10 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 lumpur Lapindo kemudian diaduk dengan magnetic stirrer dan dipanaskan pada hot Plate dengan suhu 180 o selama 1 jam.

11 Metodologi Penelitian Pengujian Natrium Siikat dengan menggunakan FTIR dan XRD Transmittance % Intensity Transmittance % 100 Aditya, Sintesis Merupakan bilangan gelombang gugus Na2SiO3 wavenumber (cm-1) 2360, Komersial Aditya, 2014 Sintesis wavenumber (cm-1) Angle

12 Metodologi Penelitian Matrik Sampel Larutan Tanpa Inhibitor (A) Variasi Keadaan Inhibitor Dilapiskan pada Baja Tulangan (B) Inhibitor Dicampurkan pada Beton dengan variasi Inhibitor masing-masing 5 ml (C) 10 ml (D) Air Rawa Laruran NaCl 12.5% Keterangan : A : Tanpa menggunakan Inhibitor B : Inhibitor di lapiskan pada besi C : Inhibitor dicapur dengan beton 10mm 15 ml (E) mm 20mm 100mm 10mm A B C 50mm 70mm 30mm 30mm

13 Metodologi Penelitian Pengujian Korosi DC 6V + - Baja Tulangan Katoda Tembaga Keterangan : NaCl/Air Rawa Beton 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

14 Metodologi Penelitian Pengujian Kuat Tekan Beton Pengujian Dilakukan di Teknik Sipil ITS Dan standart acuannya SNI Sampel berbentuk silinder dengan d : 15 cm dan t : 20 cm

15 Hasil Pengamatan Arus 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 5 Arus (ma) Time (Day)

16 Produk Korosi 1400 Calcium Carbonate Iron Oxide Iron Chloride Hydrate Cairan bening (kuning kecoklatan) Intensity Intensity Intensity FeCl 2(H 2O) FeO FeCl 2(H 2O) 4 FeCl 2(H 2O) 4 Ca(CO 3 ) FeCl 2(H 2O) 4 FeO 4 Kerak berwana FeO putih 4 Ca(CO 3 ) Ca(CO 3 ) Kerak berwana hitam FeCl 2(H 2O) 4 FeO Angel Angel Angel

17 Hasil Pengujian Korosi Diambil dari 1 cm dari ujung bawah a. Pengujian di larutan NaCl 12,5% b. Pengujian di air rawa

18 Pengamatan Korosi pada Baja Perbesaran mikroskop 25X a. Pengujian di larutan NaCl 12,5% b. Pengujian di air rawa

19 Perhitungan Laju Korosi dan Efisiensi Untuk perhitungan Laju Korosi mengacu pada standart ASTM G1 03 CR = K. W D.A.t dimana : CR = corrosion rate (laju korosi) K = konstanta laju korosi mpy (3.45 x 10 6 ) t = waktu dalam (jam) A = luas area logam (cm 2 ) W = selisih massa setelah dan sebelum korosi (g) D = massa jenis (g/cm 3 ) Perhitungan efisiensi menggunakan persamaan berikut (Roberge, 2000) : Efisiensi inhibitor (%) = CR non Inhibitor CR Inhibotor x 100% CR non Inhibitor dimana CR adalah laju korosi (corrosion rate).

20 Laju Korosi dan efisiensi inhibitor Massa Awal Massa Massa Sampel Hal pada ini NaCl dikarenakan 12,5% (gr) pada sampel CR (mpy) Akhir (gr) B pelapisan Loss (gr) inhibitor membuat permukaan baja tulangan terdapat kristal putih yang berasal dari natrium silikat sehingga membuat permukaan baja tidak homogen dan sangat mudah terkorosi, sehingga sampel B memiliki laju korosi yang lebih besar dibangkan dengan sampel A. Efisiensi (%) A (Tanpa Inhibitor) 51, ,4949 0,0524 6, B (Pelapisan Inhibitor) 51, ,4933 0,219 28, ,6 C (Penambahan 5 ml) 51, ,962 0,0254 3, ,94 D (Penambahan 10ml) 51, ,5089 0,0244 3, ,42 E (Penambahan 15 ml) 52, ,284 0,0262 3, ,73 Sampel pada air rawa Massa Awal (gr) Massa Akhir (gr) Massa Loss (gr) CR (mpy) Efisiensi (%) A (Tanpa Inhibitor) 52, ,9283 0, , B (Pelapisan Inhibitor) 52, ,0732 0,131 17, ,67 C (Penambahan 5 ml) 52, ,6224 0,0402 5, ,81 D (Penambahan 10ml) 51, ,8289 0,0325 4, ,11 E (Penambahan 15 ml) 52, ,0113 0,101 13, ,66

21 Hubungan Laju Korosi dengan Inhibitor Laju Korosi pada NaCl12,5% Laju Korosi pada Air Rawa Pelapisan inhibitor pada baja (NaCl 12,5%) Pelapisan inhibitor pada baja (air rawa) Laju Korosi (mpy) Penambahan Inhibitor (ml)

22 Efisiensi Terhadap Penambahan inhibitor Efisiensi (%) Penambahan Inhibitor (ml) Efisiensi (%) pada larutan NaCl 12,5% Efisiensi (%) pada air rawa

23 Hasil Pengujian Kuat Tekan Beton Sampel Uji Kuat Tekan (MPa) Rata-Rata (MPa) A (Tanpa inhibitor) C (Penambahan 5 ml) D (Penambahan 10ml) E (Penambahan 15 ml) Pengujian kuat tekan beton dilakukan pada umur beton 3 hari.

24 Hubungan Kuat Tekan Beton terhadap Penambahan Inhibitor Kuat Tekan (MPa) Kuat Tekan (MPa) Penambahan Inhibitor (ml)

25 Hubungan Kuat Tekan Beton terhadap Penambahan Inhibitor Kuat Tekan (MPa) Kuat Tekan (MPa) Laju Korosi (mpy) pada NaCl 12,5% Laju Korosi (mpy) pada air rawa Laju Korosi (mpy) Penambahan Inhibitor (ml)

26 Kesimpulan Dari peneleitian mengenai pengujian korosi terhadap baja tulangan beton dengan menggunakan inhibitor natrium silikat maka diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut : Penambahan inhibitor sangat baik untuk menekan laju korosi namun dengan penambahan inhibitor pada beton mempengaruhi kuat tekan dari beton tersebut. Untuk metode pemberian inhibitor dengan cara dilapiskan pada baja tulangan (metode B) kurang efektif karena metode ini menbuat lapisan pada baja tulangan tidak homongen sehingga memudahkan terjadi korosi, dalam pengujiannya metode ini memiliki laju korosi yang terbesar di banding metode 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 dapat menekan laju korosi dengan baik dan memiliki kuat tekan beton yang lebih tinggi dibandingkan dengan metode penambhan yang lain. Jenis korosi yang terjadi pada baja tulangan merupakan korosi pitting, hal ini di tandai dengan bintik hitam pada baja tulangan dan ketika dilakukan pengamatan secara mikroskopis ternyata bintik tersebut berupa cekungan.

27

28 Sampel Massa Awal Massa Akhir W Loss t(jam) K(mpy) A (cm2) D CR (mpy) Efisiensi (%) A B C D E A Rawa B Rawa C Rawa D Rawa E Rawa

29 Sumber : Callister

30 Sumber : R. Winstone Revie handbook corrosion and Corrosion Control