Perbaikan Retak Beton Serat Karbon

Gedung perkantoran yang komprehensif ini selesai dibangun pada tahun 1997. Selama inspeksi kualitas pada bulan Agustus 2006, ditemukan adanya retakan miring yang jelas pada ujung-ujung balok beberapa rangka, yang berpotensi membahayakan keselamatan. Berdasarkan ukuran dan perkembangan retakan tersebut, perancang menyarankan agar pemilik menggunakan tulangan serat karbon pada beberapa balok bangunan ini untuk meningkatkan kekuatan geser balok rangka.

Indikator kinerjanya adalah: arah serat tunggal, massa satuan 200g/m², ketebalan 0,111mm, kuat tarik 3550MPa, modulus elastisitas 2,35×105MPa. Indikator kinerja perekat untuk serat karbon adalah: kuat tarik 30MPa, kuat geser 10MPa, kuat rekat 2,0MPa, suhu aplikasi 5~35℃, dan waktu penggunaan 20~120 menit. Skema perkuatan balok ditunjukkan pada Gambar. Setelah perkuatan serat karbon, kapasitas geser balok meningkat sebesar 43%~62%.

Ide panduan dasar desain penguatan kain serat karbon

(1) Untuk komponen dengan penampilan yang baik, korosi batang baja yang lebih rendah, dan lapisan pelindung beton yang belum retak, yaitu struktur beton bertulang yang sedikit terkorosi, dalam perhitungan daya dukung, kekuatan sendiri batang baja dan beton dapat dianggap sebagai kekuatan ikatan antar keduanya. Tidak ada yang berkurang. Oleh karena itu, untuk komponen tersebut, jika menggunakan tulangan serat karbon, hanya tulangan anti-korosi preventif yang dapat digunakan.Meningkatkan ketahanan korosi komponen di bawah lingkungan yang merugikan. Jenis tulangan ini merupakan tulangan struktural, dan tidak perlu menghitung jumlah kain serat karbon yang dibutuhkan.

(2) Pada struktur beton bertulang yang mengalami korosi parah dengan lapisan pelindung beton yang retak, korosi pada batang baja menyebabkan berkurangnya luas penampang batang baja, kekuatan batang baja, dan hilangnya ikatan antara batang baja dan beton. Saat melakukan perkuatan serat karbon, jumlah kain serat karbon longitudinal yang dibutuhkan harus dihitung sesuai dengan tingkat korosi struktural yang berbeda untuk meningkatkan ketahanan lentur. Hitung jumlah kain serat karbon transversal untuk meningkatkan kapasitas geser. Perlu ditekankan bahwa perkuatan struktural bertujuan untuk memulihkan dan meningkatkan kekuatan seluruh komponen, bukan untuk mengkompensasi hilangnya baja.

Dosis kain serat karbon

Berdasarkan prinsip gaya yang sama, luas kain serat karbon dapat diubah menjadi luas batang baja ekivalen, yaitu:

Luas penampang kain CFRP dikalikan dengan tegangan tarik yang diizinkan dari kain CFRP dan dibagi dengan kekuatan tarik batang baja.

Luas kain CFRP diambil sebagai luas bersihnya, yaitu, ketebalan kain serat karbon yang dihitung dikalikan dengan lebar serat karbon, lalu dikalikan dengan jumlah lapisan kain serat karbon.

Panjang jangkar

Kinerja ikatan antara kain CFRP dan beton, terlepas dari distribusi variabel maupun distribusi tegangan, memiliki panjang angkur yang efektif. Dari grafik jarak antara regangan dan retak, terlihat bahwa, kecuali perbedaan nilai, bentuk kurvanya sangat mirip, menunjukkan bahwa regangan dan tegangan pada kain serat karbon berkembang secara stabil. Sementara itu, regangan dan tegangan ikatan sebagian besar berubah secara signifikan dalam jarak 50 mm dari retakan, yang dapat menjelaskan bahwa panjang ikatan dan angkur kain serat karbon sekitar 100 mm.

Dalam setengah abad sejak CFRP muncul, bahan ini telah digunakan secara luas di banyak bidang karena sifat fisik, mekanik, dan kimianya yang tidak dapat ditandingi oleh bahan tradisional, ditambah dengan ketersediaan bahan baku, dan harganya yang secara bertahap mendekati bahan tradisional.