Studi Pengaruh Korosi Terhadap Jembatan Beton Bertulang

E-1 Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah 2011

Studi Pengaruh Korosi Terhadap

Jembatan Beton Bertulang

Herry Henry Roberth(1), I Gusti Putu Raka(2), M. Sigit Darmawan(3), Iman Wimbadi(4) Mahasiswa S2 Bidang Keahlian Teknik Struktur Jurusan Teknik Sipil FTSP ITS(1) Telp. 081343011982 e-mail:herryhenryroberth@yahoo.co.id atau henrysnakers@gmail.com

Dosen Pascasarjana Bidang Teknik Struktur Jurusan Teknik Sipil FTSP-ITS(2),(3),(4)

Abstrak Pengaruh korosi pada struktur beton bertulang dari klorida dapat menyebabkan keruntuhan. Hal ini dapat dihindari dengan disediakannya kerangkakerja (framework) yang dapat memperkirakan kinerja struktur beton bertulang yang terkena pengaruh korosi sehingga dapat dilakukan tindakan pencegahan. Kerangkkerja dimaksud merupakan gabungan antara model struktur, model pembebanan dan model korosi kemudian dianalisis kapasitas sebelum dan sesudah terkena pengaruh korosi. Model pembebanan dari AASTHO-LRFD-1998 dan RSNI-T-02-2005. Variasi selimut beton, p=25 mm (kritis) dan 55 mm (syarat SNI). Ratio air-semen, w/c=0.40 dan w/c=0.50. Jembatan ditentukan berdasarkan hasil perencanaan standard dari Departemen PU dimana bentang 12 000 mm dipakai b=400 mm dan h=1000 mm. Dengan variabel interval waktu 10 tahun dalam selang waktu 50 tahun, maka waktu rerata umur struktur masih diatas 25 tahun untuk lentur dan lebih dari 20 tahun untuk geser pada tiap variasi selimut beton dan ratio air-semen. Untuk pembebanan menurut AASTHO, kapasitas lentur dan geser dengan selimut beton, p=55mm dan ratio air-semen, w/c=0.40 masih aman selama selang waktu 50 tahun sedangkan pembebanan menurut RSNI dapat mencapai > 40 tahun (42 tahun). Beban hidup berdasarkan RSNI menghasilkan momen lentur dan kuat geser yang lebih kecil sehingga diperoleh luasan tulangan lentur yang lebih kecil dan juga jarak tulangan geser yang lebih besar dibandingkan AASTHO. Dibuktikan bahwa selimut beton, p=55mm menghasilkan struktur masih aman dan lebih naik dengan life time lebih lama dibanding p=25mm. Demikian juga ratio air-semen, w/c=0.40 menghasilkan struktur masih aman dan lebih baik dengan life time lebih lama dibanding w/c=0.50.

Key Words : Pemodelan, Korosi, Beton Bertulang, AASTHO, RSNI, Jembatan

1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Tiap struktur beton dapat terkena pengaruh korosi terutama untuk struktur yang tidak terlindung atau dekat dengan laut seperti Indonesia yang memiliki garis pantai sekitar 74.000 km. Hal ini dikarenakan sebagian bangunan yang dibangun berdekatan dengan laut. Pengaruh air laut terhadap komponen struktur bangunan beton bertulang menyebabkan terjadi karatan atau korosi pada tulangannya. Berkurangnya kinerja struktur disebabkan korosi pada tulangan, mengakibatkan diameter tulangan berkurang sehingga luas tulangan tersisa lebih kecil dari luas tulangan mula-mula. Berdasarkan perkiraan para ahli, kerusakan akibat korosi di Indonesia dapat mencapai 1.5% dari GNP, bahkan khusus untuk industri minyak kerusakan dapat mencapai 15% dari nilai instalasinya (Darmawan M.S., 2006).

Stewart M.G., (2004), menyatakan korosi pada struktur beton bertulang dapat berakibat pada segi pelayanan (serviceability) dan jika tidak dilakukan

perawatan atau pencegahan dengan perbaikan pada struktur maka akan menyebabkan keruntuhan. Hal ini dapat dihindari dengan disediakannya kerangkakerja (framework) yang memperkirakan kinerja struktur sebelum dan sesudah terkena pengaruh korosi sehingga dapat dilakukan tindakan pencegahan. Kerangkakerja dimaksud adalah gabungan antara model struktur, model pembebanan dan model korosi yang dianalisis terhadap kuat lentur dan geser.

Dalam penelitian ”Studi Pengaruh Korosi Terhadap Jembatan Beton Bertulang” ini akan dibuat model korosi beton bertulang pada komponen struktur balok jembatan. Penggunaan model kinerja struktur pada penelitian ini diharapkan memberikan kontribusi besar dalam industri konstruksi.

1.2. Perumusan Masalah

Rumusan masalah yang ditelaah dalam penelitian ini meliputi :

a) Bagaimana memodelkan struktur dan model beban yang bekerja;

b) Bagaimana merumuskan model korosi untuk tulangan balok;

c) Bagaimana mengetahui efek korosi terhadap kekuatan balok;

d) Bagaimana memasukkan ketidaktentuan variabel (kecepatan korosi, faktor air-semen, mutu beton dan selimut beton) yang merupakan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja struktur;

e) Bagaimana mengetahui kinerja struktur yang terkena pengaruh korosi.

1.3. Maksud dan Tujuan Penelitian

a) Memodelkan struktur dan model beban yang bekerja pada struktur;

b) Merumuskan model korosi untuk tulangan balok; c) Mengetahui efek korosi terhadap kekuatan balok; d) Memasukkan ketidaktentuan variabel (kecepatan

korosi, faktor air-semen, mutu beton dan selimut beton) yang merupakan faktor pengaruh kinerja struktur;

e) Mengetahui kinerja struktur yang terkena pengaruh korosi.

1.4.Batasan Permasalahan

Batasan permasalahan dalam penelitian ini, dibatasi pada : a) Menggunakan pendekatan metematik yang bersifat

deterministik;

b) Pengaruh korosi hanya akibat klorida;

c) Material beton merupakan beton normal tanpa bahan additif dimana elemen balok dan pelat mutu sama; d) Jenis korosi terjadi diasumsikan merupakan korosi

seragam (uniform corrosion) dimana icorr ditetapkan; e) Retak tidak ditinjau;

E-2 ISBN : 978-979-18342-3-0 f) Keandalan struktur dievaluasi terhadap kapasitas

lentur dan geser serta lendutan;

g) Pembebanan berdasarkan RSNI T-02-2005 dan AASTHO-LRFD-1998 tentang Standar Pembebanan Untuk Jembatan serta Desain Struktur Beton menggunakan SNI T-12-2004;

h) Balok gelagar jembatan yang ditinjau dan dievaluasi yaitu balok beton bertulang yang terkena pengaruh korosi (bukan suatu sistem).

1.5.Manfaat Penelitian

Merupakan suatu studi untuk dapat menentukan kinerja struktur beton bertulang pada elemen struktur balok jembatan dalam selang waktu 50 tahun.

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Korosi pada Struktur Bangunan

• Pengertian Korosi

Korosi merupakan proses alami yang terus berlangsung seiring waktu terutama didaerah pengaruh korosi tinggi (lingkungan agresif). Menurut Cantrell A., (2002), karbonat (O2) dan ion klorida (Cl-) turut mempengaruhi terjadinya proses korosi (Gambar 1 dan 2.).

Gambar 1. Skema korosi pada beton dengan faktor air-semen rendah (Cantrell A., 2002)

Gambar 2. Skema korosi pada beton dengan faktor air-semen tinggi (Cantrell A., 2002)

Karbonat dan ion klorida masuk dan berbauran melalui selimut beton hingga mencapai lapisan pasif tulangan dan berproses hingga terjadi suatu reaksi elektrokomia. Proses korosi ini meningkat dari dalam selimut beton hingga mencapai lapisan pelindung tulangan (terjadi korosi tulangan beton).

Gambar 1 menunjukkan dengan faktor air-semen yang rendah berarti mutu beton tinggi sehingga perlindungan terhadap tulangan lebih baik; sebaliknya dengan Gambar 2 lebih kecil.

Stewart M.G. dan Rosowsky D.V., (1998), berkesimpulan proses pengrusakan akibat korosi pada tulangan terdiri dari dua tahapan, yaitu:

a. Initiation (inisiasi) yaitu waktu dimana proses masuknya ion klorida (Cl-) kedalam beton hingga mencapai tulangan dan terakumulasi sampai mencapai konsentrasi tertentu hingga terjadi korosi. Pada waktu terjadi korosi inisiasi, tulangan masih tetap utuh sehingga tidak berpengaruh terhadap kekuatan struktur (lihat Gambar 3).

Gambar 3. Kinerja struktur akibat pengaruh korosi (Darmawan M.S., 2006)

b. Propagation (propagasi) yaitu korosi pada tulangan menyebabkan pengurangan luas tulangan (metal loss) sehingga terjadi penurunan kekuatan struktur (Gambar 3). Proses korosi alami terjadi dalam jangka waktu yang cukup lama (> 5 tahun), maka sebagian besar penelitian tentang korosi menggunakan cara korosi yang dipercepat (accelerated corrosion test). Akan tetapi pada kondisi ekstrim, kecepatan korosi alami dapat mencapai 40

µA/cm2. Bahkan Andrade C. dan Alonso C. (1994) serta Millard (1993) mendapatkan dari hasil penelitian bahwa kecepatan korosi alami, icorr dapat mencapai 100 µA/cm2 atau setara dengan 1,160 µm/year.

• Korosi dan Akibatnya pada Struktur Bangunan Korosi batang tulangan pada struktur beton bertulang adalah penyebab utama dari pengrusakan struktural. Awal korosi dari retak membujur yang berhubungan pengelupasan selimut beton (secara umum). Korosi sebagian diawali pencemaran ion klorida (Cl-), selimut beton (p) yang tidak memenuhi syarat atau kualitas beton rendah.

Stewart M.G., (2004), juga menyatakan rendahnya kwalitas pekerjaan beton menghasilkan beton yang tidak padat dan tebal selimut yang tidak memenuhi peraturan dan persyaratan teknis. Tebal selimut beton tidak sesuai dan beton yang tidak padat akan memungkinkan kadar garam (chlorida) dari air laut masuk kedalam beton sampai ke tulangan kemudian berakumulasi hingga konsentrasi tertentu dan menghancurkan lapisan perlindungan pasif tulangan.

Beton dengan sifat alkali tinggi (pH≈12-13) memungkinkan terbentuk lapisan pelindung pada tulangan (Darmawan M.S., 2006). Selama lapisan pelindung pasif tidak rusak, tulangan relatif aman dari korosi.

• Model Korosi
Korosi Inisiasi

Korosi inisiasi : proses masuknya ion klorida (Cl-) kedalam beton hingga mendekati tulangan dan terakumulasi hingga mencapai konsentrasi tertentu dan terjadinya korosi. Saat terjadi korosi inisiasi, tidak ada pengurangan kekuatan struktur. Stewart M.G. & Time S tr u c tu ra l C a p a c it y Initiation stage Propagation stage

E-3 Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah 2011

Rosowsky D.V., (1998), proses korosi inisiasi dimodelkan berdasarkan Hukum Fick Kedua (Fick’s Second Law).
Korosi Propagasi

Korosi propagasi : proses masuknya ion klorida (Cl-) menembus lapisan pasif tulangan sehingga menyebabkan penurunan kekuatan struktur. Korosi propagasi dibagi dua model: korosi setempat (pitting corrosion) dan korosi seragam (uniform corrosion).

Thoft-Christensen P. & Hansen H.I., (1994) menganggap korosi terjadi pada seluruh permukaan tulangan secara seragam (uniform). Sedangkan Val D.V. & Melchers R.E., (1997), serta Vu K.A.T. & Stewart M.G., (2000), berpendapat secara setempat (pitting).

Korosi Seragam (Uniform/General Corrosion)

Model korosi Val D.V. & Melchers R.E., (1997):

∆D(T)/2 = 0.0232 icorr T

... (1)

Sedangkan luas tulangan total Ast yang tersisa dalam waktu tertentu T (general corrosion),

Ast(T) =

(

₀ 2

)

2 4 1 av P D n −      

_π

_.

_{... (2)}

Subtitusikan Persamaan 4a dan 4b, diperoleh:

Ast(T) =

(

₀ 0.0232

)

2 4 1 T i D n − corr      

_π

….... (3)
Kecepatan Korosi (icorr)

Vu K.A.T. & Stewart M.G., (2000) rumuskan model kecepatan korosi secara tetap (tidak dipengaruhi waktu),

p c w icorr 64 . 1 1 8 . 37 ) 1 ( −       − = ... (4)

2.1.Variabel Yang Berpengaruh

Menurut para ahli dalam penelitian yang telah dilakukan terdapat beberapa variabel yang mempengaruhi terjadinya proses korosi, diantaranya:

a. Kecepatan Korosi ; b. Ratio Air-Semen, w/c ; c. Mutu Beton (f’c) ; d. Selimut Beton (p)

2.3.Model Struktur dan Model Pembebanan

• Model Struktur

Model struktur dalam penelitian ini berupa struktur balok beton bertulang dengan tumpuan sederhana jembatan diaplikasikan (Gbr.8).

• Model Pembebanan

Beban-beban yang bekerja pada struktur balok secara umum berupa beban mati (berat sendiri struktur) dan beban hidup. Prosedur dan asumsi mengikuti peraturan (code) dan spesifikasi (Nowak A.S. & Collins K.R., 2000).

2.4.Analisis Lentur dan Geser Dengan dan Tanpa Pengaruh Korosi

• Analisis Kapasitas Lentur (Balok Tulangan Ganda) Momen Nominal Tanpa Pengaruh Korosi

Apabila : As’ sudah leleh,

Mn =

(

)

'

(

'

)

2

'

f

d

a

A

f

d

d

A

A

s s y



+

s y

−











−

−

… (5)

Apabila : As’ belum leleh, 1,00 2,00 3,00 4,00 30 35 40 45 50 55 60 K e c e p a ta n k o ro s i, ico rr (1 ), µ A /c m 2 Selimut Beton, p (mm) w/c=0.40 w/c=0.45 1,00 2,00 3,00 4,00 0,40 0,45 0,50 K e c e p a ta n K o ro s i, ico rr (1 ) ( µ A /c m 2 ) Ratio Air-Semen, w/c p=30m m p=35m m p=40m m p=45m m p=50m m p=55m m p=60m m

Gambar 7. Grafik hubungan icoor dengan ratio air-semen Gambar 6. Grafik hubungan icoor dengan selimut

1 µA/cm2 = 11.6 µm/thn

Gambar 8. Model struktur balok beton bertulang ditinjau balok beton bertulang

L

B A

Gambar 2.5. Uniform Corrosion Model (Stewart M.G)

∆D(T)/2

∆D(T)/2

Do

(b). Korosi Setempat Val & Melchers (1997) dan Vu & Stewart (2000)

b) pitting corrosion a (pit-depth)

luas tersisa Do

Gambar 4. Model korosi tulangan (Darmawan M.S.) (a). Korosi Seragam Thoft-Christensen & Hansen (1994) luasan tersisa

E-4 ISBN : 978-979-18342-3-0 Mn =

(

)

'

'

(

'

)

2

'

f

d

a

A

f

d

d

A

A

_{s s y}



+

_{s s}

−











−

−

…. (6)

Momen Nominal Dengan Pengaruh Korosi : Apabila : As’ belum leleh,

Mn(T) =       −                     −       −       −       2 ) 0232 . 0 ' ( 4 1 ) 0232 . 0 ( 4 1 2 0 2 0 a d f T i D n T i D nπ _corr π _{corr y} + _{( ' 0.0232 ) '}

(

_'

)

4 1 2 0 i T f d d D n corr s −             −      

π

…. (7)

Apabila, As’ sudah leleh,

Mn(T) =       −                     −       −       −       2 ) 0232 . 0 ' ( 4 1 ) 0232 . 0 ( 4 1 2 0 2 0 a d f T i D n T i D nπ _corr π _{corr y} + _{( ' 0.0232 )}

₍

_'

₎

4 1 2 0 i T f d d D n corr y −             −       π …... (8)

Sesuai dengan syarat:

Mu ≤ φMn  tanpa korosi

……….…. (9) Mu ≤ φMn(T)  dengan korosi

……...……. (10) bilamana, Mu < φMn  (safe) ……..………….…….…. (11) Mu > φMn  (fail) ………..……... (12) Mu < φMn(T)  (safe) ……..………. (13) Mu > φMn(T)  (fail) ……...……….…,……. (14)

• Analisis Kapasitas Geser

Menurut SNI-T-12-2004 Pasal 5.21 hal. 31, Kuat Geser Rencana, φVn :

φVn > Vu ...,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,... (15)

dimana, Vu : gaya geser terfaktor akibat beban (N) Sedangkan Kapasitas Geser Nominal, Vn dirumuskan:

Vn = Vc + Vs ... SNI-T-12-2004 Psl. 5.2.1 ....

(16) Kuat Geser yang disumbangkan beton,

Vc =

b

d

f

w c

















6

' ... SNI-T-12 Psl. 5.2.4 ... (17) Kuat Geser dari Tulangan tanpa Korosi,

Vs =

s

d

f

A

_v

⋅

_y

⋅

... SNI-T-12 Psl. 5.2.6 ...

(18) Dengan demikian diperoleh Kuat Geser Nominal, Vn (dari Pers. 16), menjadi:

Vn = f _{b d} w c         6 ' +

s

d

f

A

v

⋅

y

⋅

_{... (19)}

Kuat Geser Tulangan dengan korosi, Vs(T) =

(

)

s

d

f

T

i

D

−

_corr

⋅

y

⋅

⋅

⋅

2 0 4 1

₀

_.

₀₂₃₂

2

π

... (20) Kuat Geser Nominal dengan Korosi,

Vn(T) = Vc + Vs(T) ... (21) = f _{b d} w c _⋅         6 ' +

(

)

s

d

f

T

i

D

−

_corr

⋅

y

⋅

⋅

⋅

2 0 4 1

₀

_.

₀₂₃₂

2

π

….. (22) Dari hasil yang diperoleh periksa sesuai syarat SNI T-12-2004 Pasal 5.2.1 hal. 31:

Vu ≤ φVn  tanpa korosi ………..……. (23)

Vu ≤ φVn(T)  dengan korosi …………...….

(24)

jika, Vu < φVn(safe) dan Vu > φVn(fail) ….

(25)

Vu < φVn(T) (safe) dan Vu > φVn(T) (fail) ... (26)

• Lendutan

Lendutan Ijin, δi =

L

800

1

…………,,,,,,,,,,,,….….. (27) Lendutan Yang Terjadi, δT = δ1 + δ2 …,,,,,,………. (28) dimana, Lendutan akibat beban hidup merata (δ1)

δ1 = EI L q_h 4 384 5 ⋅ ⋅ …………,,,,,,,,,,,,,,,,,,….. (29) Lendutan akibat beban hidup terpusat (δ2)

δ2 =

(

)

EI a l a F ⋅ − ⋅ ⋅

∑

48 4 3 2 2 …….,,,,,……. (30) 3. METODOLOGI PENELITIAN 3.1.Prosedur Penelitian

Melakukan studi literatur tentang korosi pada struktur beton bertulang, model korosi, model struktur dan pembebanan untuk jembatan. Membuat model struktur balok dan model pembebanan untuk jembatan serta merumuskan model korosi pada balok beton bertulang.

Menganalisa kapasitas struktur balok jembatan terhadap lentur dan geser dengan memasukkan faktor variabilitas yang berpengaruh pada sruktur sebelum dan sesudah terkena pengaruh korosi.

Melakukan analisa dan desain struktur terhadap penggabungan model struktur, model pembebanan dan model korosi yang telah dipadukan secara matematis kemudian model paduan tersebut diuji secara deterministik dan non deterministik.

3.2.Parameter Penelitian

Parameter penelitian terdiri dari variabel yang bersifat deterministic dan random :

Variabel deterministik : Panjang bentang (L)
Variabel non deterministik :

Model korosi ;

Beban mati (berat sendiri) ; Beban hidup (traffic load) ; Mutu beton ( fc’ ) ; Mutu baja ( fy ) ; Selimut beton (p) ; Ratio air-semen (w/c)

E-5 Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah 2011

3.3.Diagram Alir Proses Penelitian

4. 5. 6.

7. PEMBAHASAN DAN HASIL

7.1.Memodelkan Struktur dan Model Beban Yang Bekerja

Model Struktur

Model Beban Rencana dan Desain Balok Beban Mati

Beban mati yang bekerja, (q1) = 1.9092 t/m

Momen akibat beban mati yang bekerja (M1),

M1 = (1/8) qa L2 = 34.3656 t.m

Beban Hidup (AASTHO-LRFD-1998)

Momen yang bekerja akibat beban hidup kendaraan untuk pembebanan AASTHO sebesar:

M2 = GDF x M2 = 0.5260 x 76.14 = 40.0640 t.m Sehingga momen total yang bekerja, Mu :

Mu = 1,167,581,020 N.mm Beban Hidup (RSNI T-02-2005)

Momen yang bekerja akibat beban hidup kendaraan untuk pembebanan RSNI sebesar:

M2 = GDF x M1 = 0.5260 x 57.36 = 30.1714 t.m Sehingga momen total yang bekerja, Mu :

Mu = 989,837,280 N.mm 7.2.Hasil Penelitian

Hasil Pemeriksaan Lendutan Untuk Lendutan Ijin,

δi = _L 800 1 ₌ mm 15 12000 800 1 = ⋅ Untuk Lendutan Total,

δT = 1.40 + 1.19 = 2.60 mm (

↓

) < δi = 15 mm (ok)
Hasil Analisis Kecepatan Korosi

Tabel 1. Kecep. korosi, icorr(1) dgn. w/c = 0.40 dan variabel p

1 25 37.8 0.40 0.60 2.31 3.4945 0.0405 2 35 37.8 0.40 0.60 2.31 2.4961 0.0290 3 45 37.8 0.40 0.60 2.31 1.9414 0.0225 4 55 37.8 0.40 0.60 2.31 1.5884 0.0184 5 65 37.8 0.40 0.60 2.31 1.3440 0.0156 Sumber:Hasil Penelitian i_corr(1) [µA/cm2_] i_corr(1) [mm/year] No. _{(m m}p ) 37.8 0.40 1-0.40 (e)-1.64

Gambar 10. Potongan melintang jembatan dgn. trotoar

7000

1400 1400 1000

1000 1400 1400 1400

Gambar 9. Diagram Alir Proses Penelitian

end Periksa :

φMn(T) > Mu safe ; φMn(T) < Mu fail

φVn(T) > Vu safe ; φVn(T) < Vu fail

Analisis Momen dan Gaya Geser yang bekerja pada Balok:

Mu dan Vu

Merumuskan Efek Korosi terhadap Balok: Mn(T) dan Vn(T)

Analisis Variabel Yang Berpengaruh : model korosi, icorr, w/c, p, fc’

Analisis Beban Yang Bekerja

Membuat Model Struktur: Balok diatas Dua Tumpuan

Studi Literatur start

Membuat Model Pembebanan: Beban Mati dan Beban Hidup

Merumuskan Model Korosi Untuk Tul. Gelagar Jemb.

Analisis Kapasitas Balok Girder

o Lentur

o Geser

dengan dan tanpa korosi

Gambar 12. Beban mati yang bekerja

A B

L = 12m

asphalt pelat balok

Gambar 11. Typical balok girder jembatan span 12,00 m 200 1,400 400 1,400 1,400 90 1,000

E-6 ISBN : 978-979-18342-3-0 Tabel 2. Kecep. korosi, icorr(1) dgn. w/c = 0.50 dan variabel p

1 25 37.8 0.50 0.50 3.12 4.7124 0.0547 2 35 37.8 0.50 0.50 3.12 3.3660 0.0390 3 45 37.8 0.50 0.50 3.12 2.6180 0.0304 4 55 37.8 0.50 0.50 3.12 2.1420 0.0248 5 65 37.8 0.50 0.50 3.12 1.8125 0.0210

Sumber:Hasil Penelitian Note : 1 µA/cm2 = 11.6 µm/year

i_corr(1) [_µA/cm2_] i_corr(1) [mm/year] No. _{(m m}p ) 37.8 0.50 1-0.50 (e)-1.64

Hasil Analisis Lentur Akibat Pengaruh Korosi Momen Lentur menurut Pembebanan AASTHO-LRFD

Gambar 13. Grafik Hubungan Mu, Mn dan Mn(T) dan Waktu, T

Gambar 14. Grafik Hubungan Mu, Mn dan Mn(T) dan Waktu, T Momen Lentur menurut Pembebanan RSNI

Gambar 15. Grafik Hubungan Mu, Mn dan Mn(T) dan Waktu, T

Gambar 16. Grafik Hubungan Mu, Mn dan Mn(T) dan Waktu, T

Analisis Geser Akibat Pengaruh Korosi

Kuat Geser Akibat Pengaruh Korosi (Beban AASTHO)

Gambar 17. Grafik Hubungan Vu, Vn dan Vn(T) dan Waktu, T 1.168 1.537 1.448 1.361 1.277 1.195 1.117 1.417 1.302 1.192 1.086 986 900 1.100 1.300 1.500 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 K ap as it as M o m en , P h i-M n (T ) d lm (k N .m ) Waktu, T (tahun)

Hasil Momen Lentur dalam Waktu, T untuk p = 25 mm dan w/c = 0.40 dan 0.50 Mu Phi-Mn Phi-Mn(T)-->w/c=0.40 Phi-Mn(T)-->w/c=0.50 1.168 1.379 1.342 1.306 1.271 1.236 1.201 1.330 1.282 1.234 1.188 1.142 1.125 1.225 1.325 1.425 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 K ap as it as M o m en , P h i-M n (T ) d lm (k N .m ) Waktu, T (tahun)

Hasil Momen Lentur dalam Waktu, T untuk p = 55 mm dan w/c = 0.40 dan 0.50 Mu Phi-Mn Phi-Mn(T)-->w/c=0.40 Phi-Mn(T)-->w/c=0.50 990 1.294 1.211 1.132 1.054 980 908 1.183 1.078 977 881 790 750 950 1.150 1.350 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 K ap as it as M o m en , P h i-M n (T ) d lm (k N .m ) Waktu, T (tahun)

Hasil Momen Lentur dalam Waktu, T untuk p = 25 mm dan w/c = 0.40 dan 0.50 Mu Phi-Mn Phi-Mn(T)-->w/c=0.40 Phi-Mn(T)-->w/c=0.50 990 1.131 1.098 1.065 1.033 1.002 970 1.086 1.043 1.000 958 917 900 950 1.000 1.050 1.100 1.150 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 K ap as it as M o m en , P h i-M n (T ) d lm (k N .m ) Waktu, T (tahun)

Hasil Momen Lentur dalam Waktu, T untuk p = 55 mm dan w/c = 0.40 dan 0.50 Mu Phi-Mn Phi-Mn(T)-->w/c=0.40 Phi-Mn(T)-->w/c=0.50 437 560 516 476 438 404 372 502 449 402 360 324 300 400 500 600 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 K ap as it as G es er d g n w ak tu , Vn (T ) d al am (k N ) Waktu, T (tahun) Hubungan Vndan Waktu, T untuk p = 25 mm dan w/c = 0.40 dan 0.50

Vu phi Vn

E-7 Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah 2011

Gambar 18. Grafik Hubungan Vu, Vn dan Vn(T) dan Waktu, T

Kuat Geser Akibat Pengaruh Korosi (Pembebanan RSNI)

Gambar 19. Grafik Hubungan Vu, Vn dan Vn(T) dan Waktu, T

Gambar 20. Grafik Hubungan Vu, Vn dan Vn(T) dan Waktu, T

8. KESIMPULAN

1. Dibuktikan bahwa dengan selimut beton, p=55mm struktur masih aman dengan life time lebih lama dibanding selimut beton, p=25mm dan juga ratio air-semen, w/c=0.40 lebih baik dengan life time lebih panjang dibanding w/c=0.50;

2. Untuk pembebanan AASTHO, kapasitas lentur dan geser dengan selimut beton, p=55mm dan ratio air-semen, w/c=0.40 masih aman selama 50 tahun sedangkan RSNI mencapai 42 tahun.

3. Kapasitas geser untuk pembebanan menurut RSNI dengan selimut beton, p=55mm serta ratio air-semen, w/c=0.40 dan 0.50 menghasilkan struktur yang aman > 50 tahun.

4. Umur struktur yang kritis dari hasil penelitian ini, yaitu:

Untuk lentur : ± 28 tahun (pembebanan RSNI) Untuk geser : ± 22 tahun (pembebanan AASTHO).

DAFTAR PUSTAKA

[1] Darmawan M.S., (2006), ”Model Korosi untuk Struktur Beton Bertulang di Lingkungan Air Laut”, Seminar Nasional Rekayasa Perencanaan VIII 2006, UPN Jatim, Surabaya.

[2] Stewart M.G., (2004), ”Effect of Spatial Variability of Pitting Corrosion and Its Influence on Structural Fragility and Reliability of Reinforced Concrete Beams in Flexure”, Structural Safety, Vol. 26th, No. 4, pp. 453-470.

[3] Cantrell A., (2002), ”Steel Rebar Reinforcement Corrosion in Concrete Bridge Design”, Corrosion and Surface Treatment of Materials, Material Science Engineering Departement Undergraduate, University of Washington.

[4] Stewart M.G. & Rosowsky D.V., (1998), ”Structural Safety and Seviceability of Concrete Bridges Subject to Corrosion”, Journal of Structural System, ASCE, Vol. 4th_{, No. 4, pp. 146-155.}

[5] Andrade C., Alonso C., and Molina F.J., (1993), ”Cover Cracking as a Functions of Rebar Corrosion – Experimental Test Part 1”, Materials and Structures, Vol. 26, pp. 453-464.

[6] Thoft-Christensen P. & Hansen H.I., (1994), ”Optimal Strategy for Maintenance of Concrete Bridges Using Expert System”, Proc. ICOSSAR ’93, A.A.Balkema, Rotterdam-Netherlands, pp. 939-946. [7] Val D.V. and Melchers R.E., (1997), ”Reliability of Deteriorating of Reinforced Concrete Slab Bridges”, Journal of Structural Engineering, Vol. 123th_{, No. 12, pp. 1138-1644.}

[8] Vu K.A.T. & Stewart M.G., (2000), ”Structural Reliability of Concrete Bridges Including Improved Chloride-Induced Corossion Models”, Structural Safety, Vol. 22, No. 4, pp. 313-333.

437 541 521 503 484 466 449 515 490 466 443 421 400 450 500 550 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 K ap as it as G es er d g n w ak tu , Vn (T ) d al am (k N ) Waktu, T (tahun) Hubungan V_ndan Waktu, T untuk p = 55 mm dan w/c = 0.40 dan 0.50 Vu phi Vn phi Vn(T)-->w/c=0.40 phi Vn(T)-->w/c=0.50 332 419 394 370 349 329 311 385 355 328 304 ₂₈₃ 250 300 350 400 450 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 K ap as it as G es er d g n w ak tu , Vn (T ) d al am (k N ) Waktu, T (tahun) Hubungan Vndan Waktu, T untuk p = 25 mm dan w/c = 0.40 dan 0.50 Vu phi Vn phi Vn(T)-->w/c=0.40 phi Vn(T)-->w/c=0.50 332 405 393 382 372 362 352 389 375 361 348 336 300 325 350 375 400 425 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 K ap as it as G es er d g n w ak tu , Vn (T ) d al am (k N ) Waktu, T (tahun) Hubungan Vndan Waktu, T untuk p = 55 mm dan w/c = 0.40 dan 0.50

Vu phi Vn

E-8 ISBN : 978-979-18342-3-0

[9] Nowak A.S., (1993), ”Live Load Model for Highway Bridges”, Structure Safety, No. 13, Page 53-66.

[10] DPU, (2004), “SNI T-12-2004”, “Perencanaan Struktur Beton Untuk Jembatan”, Penerbit DPU, Jakarta.

[11] Nawy, E. G., Tavio & Kusuma B., (2010), “Beton Bertulang : Sebuah Pendekatan Mendasar”, Edisi Kelima, Penerbit ITS Press, Surabaya.

[12] AASTHO-LRFD, (1998), “Standard Code for Highway Bridge”, Penerbit AASTHO-West Conshohocken, Pennsylvania-USA. [13] DPU, (2005), “RSNI T-02-2005”, “Standar Pembebanan Untuk

Jembatan”, Penerbit DPU, Jakarta.

[14] DPU, (2002), ”SNI 03-2847-2002”, Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, Penerbit DPU, Jakarta.