Penguatan terowongan pembuangan dengan kain serat karbon

Teknologi perkuatan lembaran serat karbon banyak digunakan dalam konstruksi sipil, jembatan dan terowongan, perkuatan permukaan struktur beton, dan perkuatan struktural. Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi ini juga mulai diterapkan dan dipromosikan dalam proyek konservasi air. Sebagian besar teknologi ini diaplikasikan pada lapisan dinding terowongan pembuangan air dan terowongan transmisi listrik yang baru dibangun untuk memperkuat dinding, menahan erosi, dan keausan.

1 Ikhtisar Proyek

Konstruksi terowongan pembuangan Waduk Andi meliputi: pembongkaran dan rekonstruksi bagian pelindung saluran masuk terowongan transmisi air, poros terowongan transmisi air, ruang mesin, dan anjungan pendekatan; pembaruan pintu pemeliharaan, kerekan, dan peralatan distribusi daya yang diimpor. Lapisan beton bertulang pada badan gua diperkuat dengan lembaran serat karbon. Badan terowongan drainase dilapisi beton bertulang, dengan panjang bagian yang diperkuat 159 m, kemiringan dasar 1/200, bentuk penampang melingkar, dan diameter penampang 3,4 m.

Terowongan drainase dibangun pada tahun 1960-an. Setelah 10 tahun pengoperasian beton badan terowongan asli, permukaan beton semprot asli pada dinding bagian dalam bergelombang, dengan karbonisasi, kebocoran, pelarutan, dan retakan yang parah, yang meningkatkan kesulitan konstruksi lembaran serat karbon. Oleh karena itu, langkah-langkah harus diambil untuk mengatasi masalah yang ada guna memastikan kelancaran proses penempelan lembaran serat karbon dan untuk mengendalikan kualitas konstruksi.

2 Kesulitan dalam penguatan lembaran serat karbon

1) Masa konstruksi singkat. Berdasarkan rencana konstruksi awal, beban kerja, dan berbagai kondisi proyek, pengalihan konstruksi terowongan drainase dijadwalkan akan dilaksanakan dari Januari hingga Mei 2020. Dipengaruhi oleh pandemi COVID-19, dengan tujuan pencegahan dan pengendalian epidemi, waktu untuk melanjutkan pekerjaan telah mencapai Maret. Masa konstruksi sangat ketat, tugas-tugasnya berat, dan kesulitan konstruksi telah menjadi tantangan utama bagi penguatan lembaran serat karbon.

2) Lingkungan konstruksi lembaran serat karbon buruk. Permukaan beton semprot dinding bagian dalam asli terowongan drainase memiliki undulasi dan karbonisasi yang parah, sehingga tidak memenuhi ukuran penampang desain lembaran serat karbon. Selain itu, badan lubang panjang dan sempit, pemolesan manual memakan waktu dan tenaga, serta debu poles sulit dibuang segera, sehingga tidak memenuhi persyaratan perlindungan lingkungan. Di saat yang sama, karena kebocoran, pelarutan, dan retakan yang parah pada badan gua, serta lingkungan konstruksi yang lembap, sulit untuk mencapai kesesuaian yang sempurna dengan aliran air saat lembaran serat karbon direkatkan pada cincin rembesan air.

3 Konstruksi penguat lembaran serat karbon

1) Perawatan permukaan beton. Setelah membandingkan dan memilih skema, pertama-tama coba gunakan roda gerinda untuk menghilangkan lapisan karbon pada permukaan beton badan gua. Karena karbonisasi beton badan gua yang parah, efeknya minimal. Setelah penelitian dan diskusi, diusulkan untuk menggunakan pistol air bertekanan tinggi untuk membersihkan dinding bagian dalam beton rongga. Gunakan gerinda untuk membersihkan titik-titik lemah, dan terakhir gunakan blower dan kipas angin baris ganda untuk mengeringkan permukaan konstruksi, dan gunakan pengering untuk beberapa bagian, dan hasilnya memuaskan.

Permukaan dinding bagian dalam terowongan drainase yang telah dibersihkan dengan pistol air bertekanan tinggi tidak rata. Jika lembaran serat karbon direkatkan pada saat ini, lembaran serat karbon akan amblas dan retak dengan derajat yang bervariasi, yang akan memengaruhi kualitas konstruksi. Untuk memenuhi kekuatan struktur beton asli, solusi diperoleh setelah demonstrasi: menggunakan mortar semen C40 dan agen pembentuk gel untuk meratakan dinding bagian dalam, dan akhirnya melalui uji pantul instrumen pantul untuk menghasilkan "tabel statistik kekuatan pantul", kekuatannya memenuhi persyaratan.

2)Aplikasikan primer. Setelah permukaan beton dipoles dan diratakan, gunakan pengering rambut dan obor las untuk mengeringkannya agar lingkungan tetap kering. Kemudian, sesuaikan lem dasar sesuai takaran, dan ratakan secara merata pada permukaan beton di dalam lubang, lalu biarkan lem dasar mengering saat disentuh selama sekitar 3-12 jam. Untuk memastikan kualitas pasta, sedikit lem dasar perlu diaplikasikan beberapa kali. Lem dasar yang telah disimpan lama tidak dapat digunakan. Langkah selanjutnya dapat dilakukan setelah lem mengering. Setiap bagian diratakan dengan mortar epoksi.

3) Paving dan penempelan lembaran serat karbon. Arah gaya serat pasta lembaran serat karbon disusun dalam bentuk cincin di sepanjang badan lubang, dan lembaran serat karbon dipotong sesuai dengan persyaratan desain. Lebar lembaran serat karbon adalah 1000 mm, dan panjang tumpang tindih tidak kurang dari 100 mm. Tumpangan tumpang tindih searah aliran air, dilengkapi dengan sikat minyak untuk mencelupkan lem dan meratakannya pada permukaan lembaran serat karbon. Kemudian gunakan roller untuk menggulung permukaan lembaran serat karbon berulang kali untuk menghilangkan gelembung udara, sehingga lembaran serat karbon melekat sepenuhnya pada permukaan beton. Jika permukaan lembaran serat karbon memiliki kerutan, lilitan, dan fenomena ketidaksesuaian lainnya, perlu dikerjakan ulang dan dikerjakan ulang untuk memastikan kontrol kualitas.

4) Perawatan dan pengeringan. Cegah hujan atau kelembapan dalam 24 jam setelah konstruksi selesai, dan perhatikan perlindungan untuk mencegah benda keras menggores permukaan konstruksi. Pada suhu rata-rata 20-25℃, waktu pengeringan tidak boleh kurang dari 3 hari; pada suhu rata-rata 10℃, waktu pengeringan tidak boleh kurang dari 7 hari. Setelah lembaran serat karbon direkatkan, waktu pengeringan adalah 4 hari.

5) Inspeksi kualitas konstruksi. Setelah konstruksi selesai, gunakan metode pengepresan tangan dan palu pada permukaan lembaran serat karbon untuk memeriksa apakah terdapat rongga kosong di antara lembaran serat karbon dan beton. Jika terdapat rongga kosong, berarti lembaran serat karbon dan beton tidak terikat sempurna, sehingga daya rekat tidak tercapai. Jika diameter rongga kurang dari 10 mm, gunakan lem suntik untuk memperbaikinya. Jika diameter rongga lebih dari 30 mm, lembaran serat karbon perlu dilepas dan dikerjakan ulang. Setelah pengujian, total luas ikatan efektif pasta lembaran serat karbon tidak kurang dari 95%, dan jumlah rongga per meter persegi tidak lebih dari 10, yang memenuhi persyaratan.

4 Kata penutup

Teknologi perkuatan lembaran serat karbon memanfaatkan kekuatan tarik yang baik dari material serat karbon untuk perkuatan tarik, geser, dan seismik komponen struktur. Dalam perkuatan dinding bagian dalam terowongan pembuangan waduk tanggul, setelah lembaran serat karbon direkatkan, tujuan peningkatan daya dukung dan kekuatan beton gua tercapai. Oleh karena itu, teknologi lembaran serat karbon telah diterapkan dengan baik dalam perkuatan dinding bagian dalam terowongan pembuangan Waduk Andi, dan telah memberikan pengalaman berharga untuk pembangunan proyek serupa di masa mendatang.