Perbaikan retak beton

Kain serat karbon (CFRP) merupakan teknologi perkuatan baru dalam sepuluh tahun terakhir. Teknologi ini memiliki karakteristik kekuatan tarik tinggi, modulus elastisitas tinggi, ringan, tipis, tahan korosi, dan mudah digunakan. Teknologi perkuatan serat karbon adalah penggunaan material resin untuk mengikat serat karbon ke permukaan struktur atau komponen, sehingga serat karbon dan beton membentuk satu kesatuan komposit. Melalui kerja samanya dengan struktur atau komponen, daya dukung lentur dan geser komponen struktur dapat ditingkatkan. Hal ini bertujuan untuk memperkuat dan meningkatkan kinerja mekanis komponen struktur. Teknologi perkuatan ini memiliki karakteristik konstruksi yang nyaman, penggunaan yang luas, tidak mengubah bentuk dan berat struktur, serta memiliki nilai riset dan promosi yang tinggi dan potensi pasar yang besar.

1 Ikhtisar proyek

Selama pembangunan gedung asrama, ditemukan retakan tembus kecil di bagian bawah dan samping balok rangka dengan bentang 6 m. Lebar retakan tersebut sekitar 0,2 mm. Untuk memastikan keamanan struktural, melalui analisis dan perbandingan unit konstruksi, pengawasan, desain, dan konstruksi, metode perkuatan CFRP akhirnya digunakan untuk memperkuat balok rangka.

2 Skema penguatan

Sebelum konstruksi, material yang menumpuk pada bagian balok rangka dihilangkan untuk meminimalkan beban yang bekerja pada balok rangka selama konstruksi perkuatan. Kemudian, retakan ditangani, dan terakhir, dilakukan perkuatan serat karbon. Penanganan retak: lebar retak kurang dari 0,2 mm, dengan penyegelan permukaan resin epoksi; retak lebih besar dari 0,2 mm dengan perbaikan injeksi retak. Perkuatan serat karbon: Pertama, selembar kain serat karbon lebar dengan lebar yang sama direkatkan di bagian bawah balok, kemudian kain serat karbon berbentuk "U" selebar 100 mm direkatkan dengan jarak 200 mm. Lembaran CFRP selebar 100 mm direkatkan di kedua sisi balok untuk memperkuat lingkaran berbentuk U tersebut. Terakhir, lembaran CFRP dengan lebar 250 + 2 x 100 = 450 mm direkatkan di permukaan balok, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

3 Injeksi epoksi untuk perbaikan retak

Dalam proyek ini, teknologi sambungan tekanan rendah otomatis resin epoksi diadopsi untuk memperbaiki dan memperkuat retakan mikro pada balok rangka. Proses ini memanfaatkan prinsip pori beton dan tekanan yang dihasilkan oleh penyusutan lapisan karet elastis pada dasar injeksi karet untuk menekan resin epoksi dengan fluiditas tinggi ke dalam retakan dan menembus hingga kedalaman retakan, sehingga beton dapat pulih.

Balok diperkuat kain CFRP

4 Penguatan serat karbon

Tahapan konstruksi: perawatan permukaan, pemberian lem primer, perbaikan, perataan, penempelan kain serat karbon, pengeringan dan pengujian.

4.1 perawatan permukaan

(1) Mengasah bagian bawah dan kedua sisi seluruh balok rangka dengan mesin gerinda roda, membuang kotoran, bubur yang mengapung dan struktur lepas dari lapisan permukaan beton, memperlihatkan struktur kompak, dan menghaluskan permukaan.

(1) Mengasah bagian bawah dan kedua sisi seluruh balok rangka dengan mesin gerinda roda, membuang kotoran, bubur yang mengapung dan struktur lepas dari lapisan permukaan beton, memperlihatkan struktur kompak, dan menghaluskan permukaan.

(3) Bersihkan debu dan kotoran di permukaan dengan blower, lalu cuci dengan air dan alkohol. Prosedur kerja selanjutnya hanya dapat dilakukan setelah permukaan beton benar-benar kering.

4.2 pengaplikasian primer

(1) Bahan utama dan bahan pengawet resin dasar ditimbang secara akurat sesuai proporsi yang ditentukan, lalu dimasukkan ke dalam wadah khusus. Bahan utama ditimbang terlebih dahulu, kemudian ditambahkan akselerator pengawet, diaduk rata, kemudian bahan pengawet ditambahkan setelah 1-3 menit, dan diaduk rata dengan pengaduk; jumlah campuran harus habis dalam waktu pengerjaan (sekitar 30-40 menit).

(2) Resin bawah dilapisi secara merata pada permukaan beton dengan sikat rol khusus, dan konstruksi proses selanjutnya dapat dilakukan hanya setelah permukaan resin disentuh dan dikeringkan (permukaan resin mengeras dan mengeras).

(3) Resin yang mendasarinya mengacu pada kontak pengeringan atau penyembuhan, permukaan bagian cembung (mirip dengan tetesan embun) untuk menggunakan kain abrasif atau tingkat mesin penggiling.

4.3 leveling patch

(1) Menyiapkan dempul epoksi: agen utama dempul, akselerator pengeras, agen pengeras sesuai dengan proporsi yang ditentukan, ditimbang dengan tepat ke dalam wadah, urutan penambahan sesuai dengan persyaratan konstruksi resin bawah, diaduk rata dengan mixer; jumlah pencampuran harus digunakan dalam waktu yang dapat digunakan (sekitar 40-50 menit).

(2) Permukaan cekung komponen diisi dengan dempul epoksi, dan permukaannya halus dan rata tanpa sudut. Sudut tersebut juga harus diperbaiki menjadi busur lingkaran halus dengan radius minimal 20 mm.

(3) permukaan dempul tergores dan tergores, dan amplas digunakan untuk menggiling dan meratakan.

4.4 pasta kain serat karbon

(1) Kain serat karbon harus dipotong sesuai dengan dimensi desain tulangan. Kain serat karbon harus dipotong searah dengan bagian pengikat. Pemotongan miring pada kain serat karbon harus dihindari dan penarikan kawat harus dihindari. Kain serat karbon setelah dipotong harus digulung untuk mencegah kerutan dan tekukan.

(2) Bahan utama dan bahan pengawet resin yang telah diimpregnasi ditimbang secara akurat sesuai proporsi yang ditentukan, lalu diaduk rata dalam mixer dan dimasukkan ke dalam wadah. Jumlah yang harmonis harus digunakan dalam waktu yang tersedia (sekitar 50-60 menit).

(3) Lap ulang permukaan beton sebelum menempelkan serat karbon. Setelah memastikan tidak ada debu di permukaan, oleskan resin epoksi secara merata pada area yang akan ditempel. Saat menyikat resin, persyaratan "stabil, akurat, dan seragam" harus terpenuhi, yaitu: stabil, daya gosok sedang, sebisa mungkin tidak mengalir dan tidak rontok; akurat, tepat pada area yang akan ditempel, tidak ada garis kontrol saat menyikat; seragam, ketebalan seragam dalam rentang gosok.

(4) Penempelan kain serat karbon, sama dengan "stabil, akurat, seragam", untuk mencapai kekuatan sedang, sehingga kain serat karbon tidak kusut, tidak terlipat, dan ekstensinya halus. Saat menggulung kain serat karbon, kain harus digulung berkali-kali dari satu ujung ke ujung lainnya dengan drum khusus untuk mengeluarkan gelembung. Tidak cocok untuk menggulung dan menggosok berulang kali pada satu bagian. Selama penggulungan, resin yang terimpregnasi harus meresap ke dalam kain serat karbon secukupnya hingga mencapai saturasi. Ketika lembaran serat karbon perlu di-lapping, panjang lapping harus lebih dari 100 mm, dan kualitas infiltrasi resin pada bagian lapping harus terjamin.

(5) Saat menempel pada permukaan kain serat karbon, lapisan berikutnya harus direkatkan pada permukaan kain serat karbon. Jika lebih dari 40 menit, tunggu 12 jam, lalu oleskan binder untuk menempelkan lapisan berikutnya.

4.5 Kain serat karbon harus dirawat setelah proses pengeringan. Masa pengeringan (terutama masa pengeringan awal) harus benar-benar dijaga agar tidak terganggu dan terbentur. Masa pengeringan sekitar 1 minggu.

4.6 kriteria pemeriksaan dan penerimaan kualitas konstruksi adalah sebagai berikut:

(1) dibandingkan dengan persyaratan desain, deviasi garis tengah yang diizinkan kurang dari 10mm.

(2) jumlah pasta serat karbon harus banyak.

(3) Kualitas perekatan: A. Bila luas satu drum kosong kurang dari 1000 mm2, diperbaiki dengan lem pengisi; Bila luas satu drum kosong lebih dari 1000 mm2, diperbaiki dengan pemotongan; B. Perbandingan jumlah luas satu drum kosong dengan luas perekatan total harus kurang dari 5%.

(4) Bila kualitas ikatan tidak memenuhi persyaratan dan perlu dipotong dan diperbaiki, kain serat karbon dari bagian drum kosong harus dipotong sepanjang tepi drum kosong, dan bahan serat karbon yang sama dengan setiap sisi memanjang 100 mm ke tepi luar harus digunakan untuk mensubsidi posisi semula dengan perekat yang sama.

5 hal yang perlu diperhatikan dalam konstruksi

(1) Berbeda dengan bahan pemadat resin perekat terimpregnasi, bahan pemadat primer dan dempul harus dibedakan secara ketat dari bahan pemadat resin perekat terimpregnasi.

(2) Jika bahan pengawet mengandung peroksida organik, hindari penggunaan produk besi dan tembaga, serta gunakan wadah yang terbuat dari kaca, aluminium, dan baja tahan karat.

(3) Pengukuran resin, bahan pengawet, dan akselerator pengawet harus menggunakan alat ukur, dengan akurasi alat ukur + 1 g. Urutan pencampurannya adalah: pertama-tama ukur resin, kemudian tambahkan akselerator pengawet, aduk 1-3 menit, kemudian tambahkan bahan pengawet, aduk 1-3 menit. Dilarang mencampur bahan pengawet dan akselerator pengawet secara bersamaan.

(4) Jumlah resin yang dicampur harus digunakan dalam waktu yang dapat digunakan, terutama pada konstruksi resin impregnasi dan resin perekat. Jumlah pencampuran harus ditentukan dengan mempertimbangkan waktu konstruksi. Setelah mencampur bahan utama dan bahan pengawet, waktu yang dapat digunakan harus diperhatikan dengan saksama. Jika resin menggumpal, penggunaan harus segera dihentikan. Setelah waktu pengerasan resin terlampaui, resin akan mengalami pemadatan cepat dan tidak dapat digunakan lagi. Untuk memastikan kualitas konstruksi, waktu pengerjaan resin harus dikontrol sekitar 10 menit lebih pendek dari waktu pengerasan.

(5) Periksa dengan cermat kehalusan permukaan ikatan sebelum menempelkan serat karbon. Jika tidak, lakukan pengasahan untuk menjaga kehalusan beton dalam batas 1 mm. Karena CFRP hanya dapat menghasilkan efek penguatan yang baik jika bersentuhan langsung dengan permukaan beton bertulang, tonjolan tajam atau sudut bergelombang pada permukaan beton dapat merusak CFRP dan mengurangi kekuatannya.

(6) Kain serat karbon harus digulung menjadi gulungan-gulungan kecil setelah dipotong untuk mencegah kerutan. Saat menyimpan kain serat, hindari sinar matahari langsung, hujan, debu, dan serangan lainnya. Lembaran serat karbon tidak boleh diekstrusi selama pengangkutan dan penyimpanan untuk menghindari kerusakan pada serat karbon. Bahan perekat harus disimpan di tempat yang sejuk dan kedap udara.

(7) Karena serat karbon merupakan bahan konduktif, kain serat karbon harus dijauhkan dari peralatan listrik dan sumber daya selama konstruksi, atau harus dilakukan tindakan perlindungan yang sesuai;

(8) Persiapan perekat harus dilakukan di dalam ruangan, dan lingkungan kerja serta lokasi konstruksi harus berventilasi baik.

(9) Pekerja konstruksi harus mengenakan masker dan sarung tangan pelindung serta mengenakan pakaian kerja sesuai peraturan.

(10) Semua jenis bahan kohesif tidak boleh mencemari sumber air bersih. Limbah tidak boleh dibuang ke saluran pembuangan, dan harus diolah secara terpusat sesuai dengan persyaratan perlindungan lingkungan.

6 Ringkasan

Balok rangka yang rusak diperbaiki dengan teknologi penguat serat karbon, dan permukaannya dicat ulang sesuai dengan persyaratan desain normal. Sejauh ini, tidak ada fenomena abnormal dalam penggunaan normal.

Teknologi perkuatan serat karbon memiliki karakteristik pengoperasian yang sederhana, konstruksi yang cepat, hanya menggunakan alat listrik kecil dalam konstruksi, dan kecepatan konstruksi yang cepat, masa konstruksi yang singkat, tidak menambah volume dan berat struktur, tidak mengubah bentuk struktur setelah perkuatan, dan tidak memengaruhi dekorasi permukaan struktur. Dibandingkan dengan metode perkuatan tradisional, teknologi ini memiliki keunggulan yang jelas. Dengan pendalaman penelitian ilmiah, akumulasi pengalaman praktis teknik dan eksplorasi serta pengembangan lebih lanjut bidang aplikasi baru, teknologi ini akan semakin matang dan sempurna, dan penerapannya juga akan menunjukkan prospek yang lebih luas.