Memperkuat Dinding Silo Beton

Proyek ini adalah silo aluminium oksida dari Pabrik Fly Ash No. 2, yang merupakan proyek perkuatan struktur tabung beton bertulang. Menurut klasifikasi bentuk penyangga, silo alumina adalah penyangga kolom-silinder. Di bawah 8,5m terdapat struktur tabung dan pilaster, ketebalan tabung bagian dalam dan tabung bagian luar keduanya 500mm. Ukuran penampang kolom adalah 1000mm×1000mm, kolom dan kolom dihubungkan oleh balok penghubung dengan ukuran antarmuka 800mm×1800mm, dan ada balok cincin dengan ukuran penampang 800mm×1800mm antara struktur tabung dan struktur gudang. Silo alumina adalah silo bundar beton bertulang dengan diameter dalam dn=25m, tinggi silo alumina adalah 40m, dan bentuk pondasi adalah pondasi rakit tiang pancang. Tinggi dinding silo h=31,5m, h/dn=1,6<1,5, dan kekuatan desain beton untuk silo dangkal adalah C35. Pembangunan proyek selesai pada tahun 2013, dan inspeksi serta penguatan dilakukan pada tahun 2016.

Foto inspeksi di tempat

Berdasarkan nilai estimasi kekuatan beton dinding silo alumina, mutu beton C25 disimpulkan, yang sangat berbeda dari mutu beton rancangan awal. Alasannya adalah:

Alumina silo was not vibrated due to careless construction, resulting in congenital defects;

Akibat masalah seperti tekanan tinggi, suhu, dan korosi di dalam silo, muncul kaki gajah di bagian bawah dinding silo, dan muncul retakan kecil;

Pembongkaran cepat dan bongkar muat yang tidak standar menyebabkan daya dukung tekan dinding silo tidak mencukupi.

Hasil pengujian menunjukkan bahwa kuat tekan beton dinding silo alumina proyek di atas 8.500m tidak memenuhi persyaratan tingkat kekuatan desain C35. Dan disarankan untuk melakukan perawatan perkuatan guna menghilangkan bahaya tersembunyi dari keselamatan produksi yang disebabkan oleh kekuatan beton dinding silo yang tidak memadai.

Skema penguatan dan konstruksi silo alumina

Proyek ini menggunakan silo beton bertulang yang diperkuat serat karbon, serat karbon dapat memberikan penahan lingkaran yang efektif untuk silo alumina.

Setelah pengujian, mutu kekuatan beton dinding silo alumina tidak memenuhi mutu kekuatan beton rancangan awal, dan gaya pengikatan melingkar yang diberikan tidak mencukupi. Silo yang diperkuat serat karbon adalah silo yang dapat menggantikan kekurangan beton asli dalam gaya pengikatan melingkar.

Dari sudut pandang mekanis, kinerja tarik tinggi dari kain serat karbon dapat memberikan pengekangan lingkaran yang sangat baik untuk silo beton bertulang. Di bawah interaksi antara dinding silo dan serat karbon, dinding silo berubah dari keadaan tegangan dan kompresi dua arah horizontal dan vertikal asli dari bahan penyimpanan asli ke keadaan kompresi tiga arah saat ini. (Tekanan keliling horizontal bahan penyimpanan, gesekan vertikal dan tekanan keliling horizontal kain serat karbon). Meningkatkan ketahanan lateral dinding silo, secara efektif meningkatkan sifat mekanisnya, meningkatkan gaya pengikat lingkaran, dan meningkatkan kapasitas menahan beban.

Konstruksi penguatan silo alumina

Perkuat dinding silo sesuai dengan gambar perkuatan silo alumina. Proyek ini menggunakan kain searah mutu I yang kuat kaku, 300g/m2, tebal 0,167mm, nilai desain kekuatan tarik 2300MPa, dan nilai standar kekuatan tarik lebih besar dari 3400MPa.

Ketika silo alumina diperkuat dengan serat karbon, silo harus dibongkar sepenuhnya. Ini karena tulangan serat karbon adalah tulangan pasif di bawah gaya pasif. Dalam tulangan pasif, perlu mempertimbangkan pengaruh gaya sekunder pada struktur. Dalam silo alumina, beton tidak digetarkan secara memadai ketika beton dituang, sehingga beberapa bagian dinding silo memiliki permukaan rami sarang lebah. Sebelum serat karbon direkatkan, permukaan rami sarang lebah diperbaiki. Ketika memulihkan permukaan beton berlubang sarang lebah, entitas permukaan berlubang sarang lebah asli harus dihilangkan. Kemudian, dua metode inspeksi visual dan inspeksi kawat halus digunakan untuk memeriksa entitas beton, sehingga lubang pasir, pori-pori dan retakan pada badan beton yang ada dapat dihilangkan sepenuhnya. Setelah membasahi beton sepenuhnya, gunakan beton C40 untuk menuangkan dan memadatkan. Serat karbon tidak dapat direkatkan segera setelah dituang. Menurut spesifikasi, kadar air permukaan beton tempat serat karbon direkatkan tidak boleh lebih dari 4%, dan tidak boleh lebih dari 6%. Jika kadar air permukaan beton melebihi batas, pengeringan manual atau lem struktural khusus untuk permukaan dengan tingkat kelembapan tinggi harus digunakan.

Perlakuan permukaan dinding silo berlubang sarang lebah

Serat karbon CFRP, jarak 800mm

Serat karbon CFRP yang diikat ke silo

Terapkan perekat serat karbon pada serat karbon

Untuk memastikan ketahanan komponen yang diperkuat, permukaan semua komponen yang diperkuat dengan serat karbon dilindungi oleh 2 lapisan pelapis tahan api, yang ketebalannya tidak kurang dari 5 mm. Saat menempelkan serat karbon, penjangkaran yang andal harus digunakan untuk membuat serat karbon lebih mampu mengerahkan kekuatan tarik serat. Selain perekat struktural, pelat baja masih perlu dijangkarkan, dan gaya penjangkaran harus lebih besar dari atau sama dengan kekuatan tarik serat karbon.

Pelat baja penahan baut ekspansi

Manik baja untuk penguatan CFRP