Penguatan Balok

Dalam beberapa tahun terakhir, dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi serta penerapan material baru, jenis baru metode penguatan yang cepat dan efisien telah muncul, yaitu metode penguatan serat karbon.

Metode ini dilakukan dengan menempelkan satu atau lebih lapisan kain serat karbon pada permukaan komponen untuk memperkuat atau meningkatkan daya dukung, sehingga memenuhi persyaratan keselamatan struktural. Prinsip penguatan metode ini pada dasarnya sama dengan metode penguatan baja ikatan asli. Hanya serat karbon dengan kekuatan lebih tinggi, ketebalan lebih tipis, dan bobot lebih ringan yang menggantikan pelat baja, yang memiliki keunggulan tersendiri, seperti dampak yang lebih kecil pada jarak bebas bangunan, tidak merusak struktur asli, tidak menambah bobot struktural, dll. Selain itu, serat karbon memiliki sifat fisik dan mekanik yang sangat baik, kekuatan tarik tinggi, dan ketahanan korosi yang kuat. Karakteristik ini membuatnya sangat cocok untuk perkuatan struktur beton.

Ikhtisar Proyek

Sebuah gedung pendidikan di SMP Guanghua No. 1 sedang dibangun. Balok yang terletak di lantai satu tangga mengalami kesalahan desain, konfigurasi tulangan baja yang diberi tekanan longitudinal tidak memadai, dan daya dukungnya tidak memenuhi persyaratan penggunaan normal. Oleh karena itu, diperlukan perkuatan struktural untuk meningkatkan daya dukung lenturnya. Persyaratan pemilik bangunan relatif ketat selama masa konstruksi, dan perkuatan tersebut tidak akan memengaruhi tampilan setelah renovasi. Dari segi lapangan, pemanfaatan ruang bangunan yang efektif belum memadai, dan terdapat beberapa batasan pada tinggi bebas. Dengan menggabungkan faktor-faktor ini, metode perkuatan serat karbon dipilih untuk konstruksi yang nyaman dan cepat.

Rencana penguatan

Bahan penguat mengadopsi kain serat karbon HM-20 12K T700 dan perekat struktural pendukung seri perekat serat karbon HM

Berdasarkan analisis perhitungan dan hasil penelitian percobaan sebelumnya, diputuskan untuk menempelkan dua lapis kain serat karbon pada permukaan bawah balok, dan menggunakan lingkaran berbentuk U untuk penahan.

Memperkuat teknologi konstruksi

1) Perawatan permukaan: Sebelum menempel, kikis dan ratakan permukaan komponen beton yang telah direkatkan sebelumnya dengan kain serat karbon untuk menghilangkan debu dan minyak, lalu bersihkan dengan aseton.

2) Aplikasikan lem dasar: Konfigurasikan lem dasar HM-180 sesuai rasio yang ditentukan, aduk rata, dan aplikasikan secara merata pada permukaan beton.

3) Aplikasikan lem perata: Setelah karet dasar kering saat disentuh, konfigurasikan lem perata HM-180CE sesuai rasio yang ditentukan dan aduk rata, lalu aplikasikan pada permukaan komponen yang tidak rata untuk diratakan.

4) Aplikasikan lem penembus: Setelah lem dasar dan lem perata mengering, konfigurasikan lem penembus HM-180C3P sesuai rasio yang ditentukan dan aduk rata, lalu aplikasikan pada bagian yang perlu ditempeli kain serat karbon. 

5) Tempelkan kain serat karbon: Tempelkan kain serat karbon pada permukaan balok beton yang dilapisi lem, lalu gulung dengan roller ke satu arah dan ratakan untuk mengeluarkan gelembung udara, sehingga kain serat karbon dan permukaan balok melekat erat.

Efek penguatan

Berdasarkan perhitungan rumus yang relevan dari "Spesifikasi Teknis Struktur Beton Bertulang Lembaran Serat Karbon", setelah balok diperkuat, daya dukung lenturnya meningkat sebesar 12,8 kN·m, sekitar 35% lebih tinggi dari pondasi asli, sehingga memenuhi persyaratan daya dukung. Setelah diperkuat, serat karbon dan permukaan komponen asli direkatkan secara utuh dan terintegrasi. Bagian paling tebal dari pasta adalah lingkaran berbentuk U di bagian bawah balok (4 lapis), dengan ketebalan kurang dari 0,5 mm, yang pada dasarnya tidak menambah berat dan ukuran penampang anggota struktur. Selain itu, masa konstruksi perkuatan singkat, luas area kecil, dan efek dekorasi tidak terpengaruh setelah perkuatan, yang sepenuhnya memenuhi persyaratan pemilik. Selain itu, material serat karbon memiliki daya tahan dan ketahanan korosi yang kuat serta tidak memerlukan perawatan rutin di kemudian hari. Singkatnya, perkuatan ini telah mencapai hasil yang memuaskan.