Penguatan Serat Karbon: Teknologi Untuk Memperkuat Struktur Beton Dan Balok Kayu, Lantai Dan Kolom

2024 Pengarang: Beatrice Philips | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-09 13:28

Penguatan struktur adalah salah satu tahap utama (jika bukan yang paling mendasar) dari setiap proses konstruksi, yang terkait dengan stabilisasi dan peningkatan kekuatan keseluruhan struktur . Penguatan struktur dengan serat karbon adalah teknologi yang berusia sedikit di atas 20 tahun dan dianggap progresif.

Keunikan

Metode sederhana, tetapi sangat efektif ini memiliki daftar keunggulan yang mengesankan, yang dijelaskan oleh sifat-sifat material. Untuk melakukan tindakan penguatan, Anda tidak perlu menggunakan peralatan khusus dengan kapasitas angkat tinggi, karena serat karbon ringan. Pekerjaan itu sendiri dilakukan 10 kali lebih cepat daripada teknologi lainnya. Pada saat yang sama, serat karbon tidak hanya membuat struktur lebih kuat - tetapi juga meningkatkan daya dukung.

Serat karbon adalah poliakrilonitril (perlakuan panas) . Selama penguatan, serat diresapi dengan resin epoksi dua komponen, setelah itu dipasang ke permukaan objek itu sendiri. Resin epoksi yang sama menunjukkan daya rekat yang sangat efektif pada beton bertulang, dan ketika reaksi kimia terjadi, serat karbon menjadi plastik keras yang kekuatannya 6 atau bahkan 7 kali lebih kuat daripada baja.

Serat karbon juga dihargai karena fakta bahwa tidak takut korosi, tahan terhadap faktor lingkungan yang agresif … Beban massa pada benda tidak bertambah, dan amplifier mampu beroperasi selama 75 tahun atau lebih.

Persyaratan serat karbon:

• serat harus sejajar;
• untuk melestarikan struktur elemen penguat, jaring fiberglass khusus digunakan;
• serat karbon diproduksi secara ketat sesuai dengan persyaratan teknologi dan memenuhi standar kualitas.

Di antara sifat material yang luar biasa lainnya adalah perlindungan struktur dari kelembaban. Serat melakukan pekerjaan yang sangat baik untuk menciptakan lapisan kedap air yang padat. Ini adalah bahan kekuatan tinggi, ketika datang ke karakteristik tarik, nilai serat karbon mencapai 4900 MPa.

Mereka juga tertarik dengan kesederhanaan, kecepatan proses pemasangan yang sangat tinggi, yaitu, objek apa pun dapat diperkuat dalam waktu singkat, tanpa mengeluarkan uang untuk sewa peralatan dan memanggil sejumlah besar spesialis. Dan penghematan tenaga, waktu, dan sumber daya uang ini menjadikan serat karbon sebagai produk unggulan di segmennya.

Efektivitas teknologi penguatan serat karbon harus diperhatikan secara terpisah . Ini akan menjadi seperti itu jika beberapa kondisi terpenuhi: ini adalah kelembaban alami struktur, yang tidak mengganggu kemungkinan pemasangan bahan penguat, dan keandalan pengikatan, dan sifat serat dan lem yang stabil dalam hal parameter waktu.

Di mana itu diterapkan?

Arah utama aplikasi adalah penguatan struktur beton bertulang. Serat diletakkan pada bagian-bagian struktur yang memiliki tegangan terbesar.

Apa alasan untuk memperkuat struktur bangunan dapat dibedakan:

• penuaan fisik objek, keausan aktual material dan elemen struktural individu (pelat lantai, kolom, dll.);
• kerusakan pada struktur beton, yang telah mengurangi daya dukungnya;
• pembangunan kembali tempat, di mana penyesuaian dilakukan pada unit struktural bantalan;
• situasi ketika ada permintaan untuk menambah jumlah lantai di gedung;
• penguatan struktur yang ditentukan oleh keadaan darurat dan resolusi mendesaknya;
• gerakan tanah.

Tetapi serat karbon berinteraksi dengan sangat baik tidak hanya dengan beton bertulang. Hal yang sama berlaku untuk struktur logam yang memiliki modulus kekuatan dan elastisitas yang terkait dengan serat karbon. Anda juga dapat bekerja dengan struktur batu, seperti pilar, dinding bata rumah.

Balok lantai kayu juga perlu diperkuat jika kondisi sistem balok memerlukan intervensi, jika daya dukungnya jelas berkurang

Artinya, serat karbon adalah bahan yang sangat baik dan multifungsi untuk perlindungan eksternal struktur yang terbuat dari beton, logam, batu, kayu.

Teknologi penguatan

Rekomendasi adalah dasar teoretis dari suatu proses yang tidak terlalu melelahkan, tetapi masih memerlukan perhatian terhadap semua detail.

Persiapan pangkalan

Sebelum memulai penguatan eksternal dengan serat karbon, perlu dilakukan penandaan struktural, yaitu, perlu untuk menguraikan area di mana elemen penguat akan diperbaiki . Pengukuran dilakukan bersamaan dengan pembersihan permukaan dari pelapis lama, dari laitance semen. Untuk ini, penggiling sudut dengan cangkir berlian digunakan. Pilihan lainnya adalah mesin water-sandblasting. Dan pembersihan berlangsung sampai saat agregat beton besar ditemukan.

Semua tindakan di atas memerlukan eksekusi yang sangat bertanggung jawab, karena tingkat persiapan pangkalan untuk penguatan secara langsung mempengaruhi hasil akhir. Bekerja pada efektivitas amplifikasi dimulai dengan tindakan persiapan.

Yang perlu Anda perhatikan:

• bagaimana ciri-ciri keutuhan/kekuatan material benda yang akan dikuatkan;
• apakah permukaan tempat serat karbon akan dipasang rata;
• apa indikator suhu dan kelembaban permukaan, di mana bahan penguat dipasang;
• apakah ada debu, kotoran di tempat adhesi, apakah cukup dibersihkan sebelum prosedur yang akan datang, apakah pembersihan yang tidak memadai akan mengganggu adhesi alas dan serat karbon.

Tentu saja, perhitungan tulangan struktur juga dibuat, atas dasar pekerjaan itu dilakukan. Bisnis ini hanya boleh ditangani oleh spesialis yang berkualifikasi tinggi. Tentu saja, setiap perhitungan independen penuh dengan kesalahan yang tak termaafkan. Biasanya masalah seperti itu diselesaikan oleh pro organisasi desain.

Untuk menghitung penguatan suatu objek dengan serat karbon, Anda perlu:

• hasil pemeriksaan dan pemeriksaan benda amplifikasi itu sendiri;
• foto permukaan objek yang detail dan berkualitas tinggi;
• penjelasan rinci.

Perhitungan biasanya memakan waktu 1-5 hari kerja, itu tergantung pada permintaan spesialis, pekerjaan mereka, dll.

Persiapan komponen

Serat karbon sendiri dijual dalam gulungan yang dikemas dalam polietilen. Penting agar debu tidak masuk ke bahan penguat selama persiapan permukaan kerja . Dan itu akan menjadi - dan paling sering selama penggilingan beton. Jika permukaan tidak dibersihkan, tidak dilindungi dari masuknya, material tidak dapat diresapi dengan substansi - pekerjaan akan rusak.

Karena itu, sebelum membuka mesh / pita, permukaan kerja selalu ditutup dengan polietilen, dan baru setelah itu Anda dapat mulai mengukur. Untuk memotong jaring dan selotip hidrokarbon, Anda perlu menyiapkan gunting untuk logam, atau pisau klerikal.

Tetapi serat karbon dalam bentuk lamela dipotong dengan penggiling sudut dengan roda pemotong.

Komposisi dua komponen berfungsi sebagai perekat, oleh karena itu Anda harus mencampur komponen ini sendiri dalam proporsi yang tepat. Agar tidak mengganggu proporsi ini, bobot harus digunakan dalam proses pemberian dosis. Aturannya adalah besi, dan ini dia: komponen dicampur dengan lancar, secara bertahap digabungkan, massa dicampur dengan bor dengan nosel khusus. Kesalahan dalam proses ini dapat menyebabkan perekat mendidih.

Penting! Di pasar konstruksi saat ini Anda dapat menemukan bahan perekat yang dijual dalam dua ember . Proporsi yang diperlukan dari kedua komponen telah diukur, mereka hanya perlu dicampur sesuai dengan instruksi.

Alat lain yang diambil dalam proses pembuatan campuran adalah perekat polimer-semen.

Itu dijual dalam kantong, berbeda dari komposisi sebelumnya karena diencerkan dengan air sesuai dengan instruksi.

Pemasangan bahan

Teknologi pemasangan tergantung pada jenis bahan yang dipilih. Pita karbon dapat dilampirkan ke alas dengan dua cara: kering atau basah. Teknologi memiliki sifat yang sama: lapisan perekat diterapkan pada permukaan dasar … Tetapi dengan metode kering, pita menempel pada alas dan diresapi dengan perekat hanya setelah digulung dengan roller. Dengan metode basah, pita yang sama awalnya diresapi dengan senyawa perekat dan baru kemudian digulung dengan roller ke alas yang akan dirawat.

Kesimpulan: metode ini berbeda dalam urutan proses instalasi.

Fitur instalasi:

Untuk menghamili serat karbon dengan perekat, lapisan komposisi ini diterapkan pada permukaan serat, dilewatkan dengan roller, mencapai yang berikut: lapisan atas perekat masuk jauh ke dalam bahan, dan yang lebih rendah muncul di luar.

Pita karbon juga direkatkan dalam beberapa lapisan, tetapi Anda tetap tidak boleh melakukan lebih dari dua. Ini penuh dengan fakta bahwa ketika dipasang ke permukaan langit-langit, material hanya akan meluncur di bawah beratnya sendiri.

Ketika perekat sembuh, itu akan menjadi sangat halus, yang berarti bahwa finishing hampir dihilangkan di masa depan.

Oleh karena itu, tidak perlu menunggu pengeringan, tetapi lapisan pasir harus diterapkan pada permukaan yang baru dirawat.

Ketika lamela karbon dipasang, pengikat diterapkan tidak hanya pada objek yang akan diperkuat, tetapi juga pada elemen yang akan dipasang. Setelah diperbaiki, lamela harus digulung dengan spatula / roller.

Jaring karbon dilekatkan pada beton yang awalnya dibasahi. Segera setelah perekat diterapkan (secara manual atau mekanis), segera gulung mesh tanpa menunggu komposisi perekat mengering. Jaring harus menekan sedikit ke dalam perekat. Para ahli lebih suka menggunakan spatula pada tahap ini.

Setelah itu, Anda perlu menunggu sampai komposisi awalnya diambil. Dan Anda dapat memahami ini dengan menekan - seharusnya tidak mudah. Jika jari ditekan dengan susah payah, itu berarti bahannya telah disita.

Dan ini berfungsi sebagai sinyal bahwa sudah waktunya untuk menerapkan lapisan akhir semen polimer.

Lapisan pelindung

Perekat resin epoksi mudah terbakar. Di bawah paparan ultraviolet, itu juga berisiko menjadi sangat rapuh. Oleh karena itu, perlu untuk menggunakan komposisi seperti itu dengan perlindungan kebakaran yang disediakan dari objek yang akan diperkuat.

Secara umum, perkuatan suatu struktur dengan serat karbon merupakan cara yang progresif, dari berbagai sudut pandang, merupakan cara yang ekonomis untuk memperkuat suatu struktur dan elemen-elemennya .… Komposit yang digunakan untuk penguatan jauh lebih ringan dan lebih tipis daripada bahan yang lebih konvensional. Selain itu, penguatan eksternal adalah teknik modern yang serbaguna. Ini digunakan baik pada tahap konstruksi bangunan dan selama perbaikan, selama pekerjaan restorasi, yaitu, untuk memperkuat struktur, dalam banyak kasus bahkan tidak perlu untuk menunda operasinya.

Serat karbon memperkuat elemen bangunan perumahan dan industri, struktur arsitektur, fasilitas transportasi dan hidrolik, dan bahkan fasilitas nuklir.

Tetapi mereka yang percaya bahwa penggunaan material dan teknologi baru selalu lebih mahal daripada solusi tradisional adalah apriori keliru dalam perhitungan mereka. Kekuatan struktur meningkat secara signifikan, bangunan tidak berhenti digunakan selama perbaikan (dan ini dapat menyebabkan kerugian finansial dalam ukuran yang lebih serius), perbaikan seperti itu sangat cepat pada waktunya.

Para ahli memperkirakan bahwa penghematan biaya sekitar 20%.