Penguatan Balok dengan Serat Karbon

Proyek perkuatan gedung sekolah, sebuah struktur bata-beton empat lantai, dibangun pada awal tahun sembilan puluhan abad lalu. Sesuai dengan persyaratan negara bagian yang relevan, bangunan sekolah harus memenuhi standar desain bangunan Kelas B, dan melakukan perhitungan uji seismik struktural sesuai dengan persyaratan perkuatan seismik 8 derajat.

Departemen desain melakukan penilaian struktur dan pemeriksaan daya dukung seismik berdasarkan usia konstruksi bangunan sekolah dan spesifikasi desain, karakteristik struktur, tata letak struktur, struktur, serta daya dukung seismik. Setelah analisis dan pertimbangan yang komprehensif, ditentukan bahwa teknologi perkuatan utama struktur bangunan sekolah adalah teknologi perkuatan beton gulung dan teknologi perkuatan serat karbon.

Teknologi perkuatan serat karbon menggunakan produk serat karbon berkekuatan tinggi yang disusun searah untuk melekat erat pada permukaan struktur beton melalui ikatan kimia khusus. Tanpa menambah beban dan ukuran struktur, tujuan penguatan dan peningkatan kekuatan komponen yang diperkuat tercapai.

(1) Penguatan serat karbon dapat meningkatkan ketahanan lentur komponen struktur.

(2) Permukaan tarik lentur balok dan kolom, papan tangga, papan prefabrikasi, dan komponen lain pada bangunan sekolah;

(3) Penguatan CFRP dapat meningkatkan ketahanan geser komponen struktur. Cocok untuk permukaan luar bangunan sekolah seperti kolom, balok, dan papan.

(4) Penguatan CFRP dapat memperpanjang masa pakai komponen, meningkatkan beban, dan memperbaiki retakan.

(5) Cocok untuk retakan pada lantai, lantai jembatan, dan permukaan struktur beton.

Keuntungan penguatan CFRP:

(1) Kekuatan tinggi (sekitar 10 kali kekuatan baja biasa), efek yang baik;

(2) Ketahanan korosi dan daya tahan struktur dapat ditingkatkan secara signifikan setelah pemasangan balok.

(3) Berat sendiri ringan (sekitar 200 g/m), tidak ada peningkatan berat sendiri struktur dan ukuran penampang, fleksibilitas yang baik, pemotongan mudah, dan rentang aplikasi yang luas;

(4) Konstruksi sederhana (tidak memerlukan lembaga konstruksi besar dan material daur ulang), mudah dioperasikan, dan ekonomis.

(5) Masa konstruksi singkat (hanya satu minggu untuk contoh proyek ini). Oleh karena itu, teknologi perkuatan struktur beton bertulang serat karbon telah menghasilkan efek yang besar.

Setelah perhitungan, kapasitas lentur penampang normal balok tidak mencukupi, dan kapasitas tarik tangga juga tidak mencukupi. Oleh karena itu, CFRP direkatkan pada zona tarik balok untuk perkuatan lentur, dan CFRP direkatkan pada bagian bawah pelat tangga untuk perkuatan tarik.

Proses konstruksi beton adalah sebagai berikut: pengerjaan peralatan, perawatan dasar komponen, penyikatan lem dasar, perbaikan dan perataan, penempelan kain serat karbon dan perawatan perlindungan.

Periksa sebelum penerimaan

Tiga hari setelah konstruksi, total luas ikatan efektif tidak boleh kurang dari 95% dengan memukul ringan permukaan lembaran serat karbon menggunakan palu logam atau dengan menekannya secara manual. Jika luas drum kain serat karbon yang kosong kurang dari 1000 mm, dapat diperbaiki dengan injeksi jarum dan tabung, dan diekstrusi dengan tangan atau drum untuk menghilangkan kekosongan. Jika luas drum yang kosong lebih dari 1000 mm², disarankan untuk melepas drum yang kosong dan melapisi ulang serta merekatkan lembaran serat karbon dengan ketebalan yang sama, dengan panjang sambungan tidak kurang dari 100 mm. Setelah kualitas diterima, mortar semen setebal 20 mm diaplikasikan sebagai lapisan pelindung.

Ringkasan

Atas dasar pemenuhan persyaratan pengaturan jus dan pemantauan ketat terhadap kualitas proses penguatan serat karbon, setelah lebih dari satu tahun pelacakan dan pemantauan, tidak ditemukan retakan, deformasi, dan cekungan pada plesteran luar bangunan sekolah yang diperkuat.

Teknologi perkuatan serat karbon akan semakin banyak digunakan seiring dengan implementasi proyek-proyek keselamatan di sekolah dasar dan menengah di seluruh negeri. Dalam perkuatan struktur beton, lembaran serat karbon terutama berbagi beban dengan batang baja, sehingga serat karbon terutama meningkatkan kekuatan tarik komponen struktural. Pada struktur lain, lembaran serat karbon juga memainkan peran yang relatif baik dalam kekuatan tarik. Meskipun statistiknya belum lengkap, hampir semua bangunan sekolah telah diperkuat dengan teknologi perkuatan serat karbon, dan telah menghasilkan manfaat ekonomi yang lebih besar.