"Perkuatan karbon fiber" sering dijelaskan seolah-olah hanya satu produk. Dalam praktiknya, polimer diperkuat serat karbon (CFRP) tiba di lokasi dalam setidaknya enam bentuk produk yang berbeda, masing-masing dengan proses produksi, set spesifikasi, dan — yang paling penting — penerapan yang benar sendiri.

Panduan ini menjelaskan setiap bentuk produk, spesifikasi tipikalnya, di mana digunakan, dan cara memilihnya. Panduan ini ditulis untuk pemilik, kontraktor, dan insinyur yang perlu berbicara dalam bahasa yang sama saat menentukan spesifikasi karbon fiber.

Produk perkuatan karbon fiber

Enam bentuk produk — sesuaikan bentuk dengan pekerjaannya

1. Lembaran Kain / Selimut / Kain / Cloth Karbon Fiber

Apa itu. Kain filamen karbon yang tipis, lentur, uni- atau multi-arah, biasanya dipasok dalam gulungan dan dijenuhkan dengan epoksi di lokasi (metode "wet lay-up"). "Lembaran kain", "selimut", "kain", dan "cloth" sebagian besar merupakan kelas produk yang sama dengan penyebutan berbeda dari pemasok.

Spesifikasi yang tersedia.

200 g/m² (tebal nominal 0.111 mm) dan 300 g/m² (0.167 mm) — gramasi yang paling umum

Lebar: 100 / 150 / 200 / 250 / 300 / 500 mm; panjang gulungan 100 m

600 g/m² (0.333 mm) — gramasi berat untuk kapasitas lapis tunggal yang lebih tinggi

Lebar: 500 mm; panjang gulungan 50 m

Gramasi antara juga tersedia: 230 / 430 / 450 / 530 g/m²

Penggunaan tipikal. Perkuatan lentur balok dan pelat (dilekatkan pada sisi tarik), perkuatan geser (selimut U dan selimut penuh), dan pengikat kolom (selimut penuh) untuk meningkatkan daktilitas.

2. Pelat / Laminasi / Strip Karbon Fiber

Apa itu. Strip CFRP kaku hasil pultrusi pabrik, dipasok dalam keadaan sudah dikuring dan dilekatkan ke struktur dengan perekat struktural khusus. "Pelat", "laminasi", dan "strip" menggambarkan bentuk batang kaku yang sama.

Spesifikasi tipikal.

Ketebalan: umumnya 1.2 mm / 1.4 mm / 2.0 mm / 3.0 mm

Lebar: umumnya 50 mm / 100 mm

Kuat tarik: umumnya ≥ 2,400 MPa (kekuatan tinggi) dan ≥ 1,800 MPa (modulus tinggi)

Kelas modulus: kekuatan tinggi (~150 GPa) dan modulus tinggi (~200 GPa)

Penggunaan tipikal. Perkuatan lentur balok dan pelat yang memerlukan transfer gaya lebih tinggi dan profil yang rapi serta terkendali; pelat memikul beban lebih besar per strip dibandingkan lapisan kain dengan lebar yang sama.

3. Angkur Karbon Fiber

Apa itu. Elemen serat pendek — sering berupa "kipas" serat karbon yang dibelah atau dilipat, atau angkur pra-cetak — yang dipasang untuk mengunci pelat atau lembaran kain ke substrat di ujungnya atau pada penampang kritis. Tujuannya adalah menahan pengelupasan dan pelepasan ujung, yang merupakan mode kegagalan dominan CFRP yang direkatkan di luar.

Spesifikasi tipikal. Bervariasi menurut sistem; parameter kunci adalah diameter/lebar angkur, kedalaman tanam, dan sudut kipas/pembelahan. Angkur ditentukan agar sesuai dengan sistem lembaran kain atau pelat yang diikatnya.

Penggunaan tipikal. Mengangkur ujung pelat dan selimut yang direkatkan, memperbaiki angkur pada sambungan lewatan dan di sekitar bukaan, serta meningkatkan kapasitas perkuatan yang dapat digunakan (dibatasi pelepasan).

4. Jaring / Grid Karbon Fiber

Apa itu. Grid karbon fiber tenun terbuka, ditanam dalam matriks mortar sementisius atau modifikasi polimer, bukan epoksi. Pendekatan "matriks sementisius diperkuat kain" (FRCM / TRM) ini secara mendasar berbeda dari wet lay-up epoksi.

Spesifikasi yang tersedia.

Grid karbon fiber uni-arah dan dua arah dengan ukuran mesh 10×10 hingga 50×50 mm, semuanya berkualifikasi Grade I Kekuatan Tinggi dan dipasok dalam lebar hingga 1000 mm.

Penggunaan tipikal. Perkuatan area luas pada dinding bata, kubah, dan pelat; peningkatan seismik bangunan bata dan batu; aplikasi yang memerlukan matriks bernapas, tahan api, atau kompatibel alkali dan epoksi tidak sesuai.

5. Besi Beton / Batang Karbon Fiber

Apa itu. Batang pultrusi CFRP padat (sering dengan permukaan dilapisi pasir atau dililit spiral untuk lekatan), digunakan sebagai tulangan non-logam di dalam beton baru atau ditanam dekat permukaan elemen yang sudah ada (metode "near-surface-mounted", NSM).

Spesifikasi tipikal. Diameter umumnya 6 mm hingga 25 mm; dipasok dalam bentuk batang, gulungan, atau keranjang. Grade dan permukaan lekatan adalah bidang spesifikasi kunci.

Penggunaan tipikal. Tulangan tahan korosi untuk struktur di lingkungan agresif (laut, garam pencair es), area sensitif elektromagnetik (rumah sakit, MRI), dan perkuatan NSM pada beton yang sudah ada bila diperlukan intervensi minimal.

6. Jaket Karbon Fiber / Jaket Tiang

Apa itu. Selongsong tubular CFRP pra-cetak atau dibuat di lokasi yang mengelilingi kolom, pilar, atau tiang. Celah anular kecil diisi grout atau perekat struktural agar selongsong dan inti bekerja bersama. "Jaket tiang" merujuk pada konsep yang sama yang diterapkan pada tiang pondasi, sering di bawah air.

Spesifikasi tipikal. Ditentukan oleh diameter, tebal dinding, dan tinggi/panjang segmen; untuk tiang, jaket harus sesuai dengan diameter tiang dan lingkungan laut/tanah.

Penggunaan tipikal. Pengikat dan perbaikan kolom, pilar, dan cerobong yang rusak; rehabilitasi tiang yang terkorosi atau rusak di zona percikan dan di bawah air, di mana jaket sekaligus memperkuat dan melindungi.