Bungkus CFRP

Saat ini, banyak jembatan yang ada di Tiongkok tidak dapat memenuhi persyaratan penggunaan karena berbagai alasan, dan perlu diperkuat. Pemeliharaan, perbaikan, dan perkuatan struktur dan fasilitas beton telah menjadi isu yang mendesak. Material tradisional seringkali digunakan untuk perkuatan dengan efisiensi yang relatif rendah, tingkat mekanisasi yang lebih tinggi, dan biasanya muncul setelah masalah durabilitas yang buruk. Resin khusus dan kain serat karbon diaplikasikan pada permukaan beton sesuai dengan persyaratan desain, sehingga mencapai efek perkuatan struktur. Sifat mekanik balok, gorong-gorong, dan balok lainnya sebelum dan sesudah perkuatan telah meningkat secara signifikan. Menurut studi eksperimental, sifat lentur balok, pelat, dan gorong-gorong dengan lapisan kain serat karbon searah dapat ditingkatkan sebesar 5-8%. Dibandingkan dengan teknik perkuatan lain seperti baja tempel dan beton semprot, teknik ini memiliki karakteristik bobot mati yang kecil, konstruksi sederhana, masa konstruksi singkat, dan durabilitas yang baik. Karena keunggulan kekuatan tinggi, efisiensi tinggi, ketahanan korosi, dan bobot mati yang ringan, CFRP telah banyak digunakan untuk memperkuat struktur beton bertulang.

Tinjauan Teknik

Bagian jalan tol dari Nanchang ke Jiujiang (bagian) adalah jalur utama di Provinsi Jiangxi, dengan total panjang 133 km. Konstruksinya telah mengalami banyak perubahan, seperti rekonstruksi jalan raya sekunder, pelebaran jalan raya khusus mobil dan sebagainya. Setelah lebih dari sepuluh tahun beroperasi dan digunakan, perkerasan telah muncul fenomena kerusakan akhir yang lebih serius dan beragam dengan potensi bahaya keselamatan. Mengingat hal ini, pemilik memutuskan untuk melakukan transformasi teknis komprehensif berskala besar dari jalan tol Chang sembilan. Konten utama dari transformasi teknis ini adalah untuk meningkatkan ketebalan lapisan struktur perkerasan sebesar 16-25 cm berdasarkan perkuatan lapisan struktur perkerasan yang ada. Pada saat yang sama, kemiringan dua sisi perkerasan tunggal yang ada di beberapa bagian diubah menjadi kemiringan satu sisi, untuk secara fundamental memecahkan bahaya tersembunyi dari drainase melintang Jalan Raya Chang-Jiu. Untuk mencapai tujuan transformasi teknis tersebut di atas, semua struktur jembatan dan gorong-gorong di sepanjang jalur tersebut harus dirawat dan direformasi sesuai dengan persyaratan di atas, dan penyakit yang ada pada berbagai struktur harus dihilangkan secara bersamaan.

Secara keseluruhan ada 849 jembatan dan gorong-gorong di sepanjang jalan tol Chang-Jiu, termasuk 79 jembatan utama dan 26 jembatan cabang. Struktur atas terutama terdiri dari pelat berongga pra-tegang sederhana sepanjang 13m, 16m dan 20m. Ada sejumlah kecil pelat berongga beton bertulang biasa sepanjang 8m dan 10m dengan penopang sederhana, gelagar kotak kontinu dan gelagar komposit berbentuk I. Ada 303 gorong-gorong pipa bundar, 441 gorong-gorong lengkung dan lorong dengan pelat penutup, kotak dan pasangan bata mortar. Di antara mereka, ada hampir 200 gorong-gorong terbuka dan gorong-gorong tertutup dengan sedikit timbunan di bagian atas. Melalui penyelidikan, tidak ditemukan cacat struktural yang jelas pada struktur tersebut, dan daya dukung keseluruhan semua struktur masih baik, hanya pada bagian-bagian tertentu seperti dek jembatan kontinu, perkerasan dek jembatan, bantalan karet dan posisi lemah lainnya muncul lebih banyak kerusakan. Oleh karena itu, selain menghilangkan segala macam penyakit yang ada, penekanan rekonstruksi ini adalah untuk memperkuat dan memperkuat jembatan jalur utama dan jalan layang, gorong-gorong dan pelat atap dan gorong-gorong dengan sedikit timbunan, yang sangat dipengaruhi oleh rekonstruksi permukaan jalan, sehingga mencapai tujuan untuk memastikan keselamatan lalu lintas.

Saat ini, status teknis perkuatan, rekonstruksi, dan perbaikan struktur secara umum dapat dibagi menjadi metode penebalan beton bertulang, metode pra-penambahan volume, metode perkuatan lembaran, isolasi, dan metode penyerapan gempa. Metode perkuatan serat karbon memiliki karakteristik kepadatan relatif rendah, kekuatan lelah tinggi, daya tahan baik, ketahanan aus, konstruksi nyaman, biaya rendah, dan tidak dibatasi oleh kondisi konstruksi, serta pada dasarnya tidak memengaruhi bentuk struktur asli. Hasil uji balok beton yang diperkuat dengan FRP menunjukkan peningkatan kekakuan lentur sebesar 17%~99% dan kekuatan lentur sebesar 28%~97% pada beban layan normal. Dalam uji perkuatan geser, daya dukung lentur komponen yang diperkuat meningkat pesat, sekitar 65%~95%, yang memenuhi persyaratan ketahanan gempa untuk lentur kuat dan geser lemah.

Praktik telah membuktikan bahwa teknologi perkuatan serat karbon memiliki karakteristik berikut.

(1) CFRP ringan, tanpa memerlukan alat berat selama konstruksi, dan sangat tipis tanpa ruang yang besar. Pada dasarnya, bahan ini tidak menambah berat struktur dan ukuran penampang, terutama jika ruang tulangan proyek sempit, sehingga menunjukkan keunggulan ini.

(2) Kekuatan tariknya 10 kali lebih tinggi daripada baja biasa. Perkuatan struktur beton bertulang dengan serat karbon yang memiliki kekuatan rekat tinggi dan modulus elastisitas tinggi dapat mencapai efek perkuatan yang sama seperti pelat baja, tanpa menambah berat struktur, dan tampilannya ringan serta indah.

(3) Daya tahan yang sangat baik, karena tulangannya hanya menggunakan serat karbon dan resin yang sesuai, sehingga tidak akan berkarat, serta memiliki sifat tahan asam, alkali, garam, dan korosi atmosfer. Kain serat karbon memiliki ketahanan kimia yang sangat baik.

(4) Konstruksi sederhana (tanpa lembaga konstruksi besar dan material yang berpindah-pindah), tidak memerlukan operasi basah, pengoperasian mudah, dan ekonomis.

(5) Fleksibilitas yang baik, pemotongan mudah, cocok untuk segala bentuk, cakupan aplikasi yang luas, dan masa konstruksi yang singkat.

Oleh karena itu, keunggulan CFRP dalam perkuatan struktur beton sangat jelas. CFRP memiliki prospek aplikasi yang luas dalam perkuatan dan perkuatan jembatan jalan raya.