Memanfaatkan FRP untuk penguatan beton
Serat komposit polimer yang diperkuat (FRP) telah digunakan untuk penguatan beton di Afrika selama lebih dari 50 tahun. Selama peregangan ini, penerimaan komposit FRP sebagai bahan konstruksi utama telah meningkat, dan begitu pula jumlah proyek penguatan FRP yang diselesaikan. Hal ini disebabkan oleh kerentanan benua Afrika terhadap pengaruh variasi cuaca serta perubahan iklim dan kerusakan proyek infrastruktur sebesar US$ 184 miliar pada tahun 2100. Kerusakan infrastruktur sebesar ini dapat melumpuhkan investasi dalam pembangunan akses pedesaan dan peningkatan mata pencaharian.
Menurut Tarek Alkhrdaji, Vice President of Engineering with Structural Technologies di Amerika Serikat, komposit FRP dapat diproduksi di lokasi menggunakan proses lay-up basah di mana kain kering, terbuat dari karbon atau kaca, dijenuhkan dengan epoksi dan diikat. ke substrat beton siap pakai. Setelah sembuh, FRP menjadi bagian integral dari elemen struktural, bertindak sebagai sistem penguat yang terikat secara eksternal. Komposit FRP juga dapat dibuat sebelumnya di fasilitas manufaktur di mana material mengalami pultrusion untuk membuat berbagai bentuk yang dapat digunakan untuk memperkuat struktur, seperti batang, palang, dan pelat.
 |
| Memanfaatkan FRP untuk penguatan beton |
Penguatan beton struktur eksisting menggunakan FRP dapat melibatkan proses evaluasi, desain, dan detailing yang kompleks, yang membutuhkan pemahaman yang baik tentang kondisi struktur eksisting bersama dengan bahan yang digunakan untuk memperbaiki struktur sebelum pemasangan FRP. Kemampuan FRP untuk memperkuat struktur dapat ditentukan dengan memahami apa itu FRP dan keuntungan yang ditawarkannya, tetapi yang lebih penting, batasannya.
Berbasis serat karbon (CFRP)
Sistem FRP yang paling umum untuk aplikasi perkuatan beton adalah berbasis serat karbon (CFRP). Tidak seperti sistem berbasis serat kaca, karbon memiliki sifat mekanik yang superior dan kekuatan tarik, kekakuan, dan daya tahan yang lebih tinggi. Penggunaan batang dan pelat CFRP prefabrikasi biasanya terbatas pada permukaan lurus atau sedikit melengkung; misalnya, sisi atas atau bawah pelat dan balok. Elemen FRP prefabrikasi biasanya kaku dan tidak dapat ditekuk di lokasi untuk membungkus kolom atau balok.
Kain FRP, bagaimanapun, tersedia dalam lembaran searah kontinu yang disediakan pada gulungan yang dapat dengan mudah disesuaikan agar sesuai dengan geometri apa pun dan dapat dililitkan di hampir semua profil. Kain FRP dapat disatukan dengan sisi tegangan member struktur seperti pelat atau balok, untuk memberikan penguatan tegangan tambahan dan meningkatkan kekuatan lentur; melilitkan jaring balok dan balok untuk meningkatkan kekuatan gesernya, dan melilit kolom untuk meningkatkan kekuatan geser dan aksial serta meningkatkan keuletan ditambah perilaku disipasi energi.
Sistem perekat
Sistem perekat yang digunakan untuk mengikat FRP ke substrat beton dapat mencakup primer yang digunakan untuk menembus substrat beton dan meningkatkan ikatan sistem; dempul epoksi untuk mengisi kekosongan permukaan kecil di substrat dan memberikan permukaan halus tempat sistem FRP terikat; resin jenuh yang digunakan untuk merendam kain dan mengikatnya ke substrat yang telah disiapkan; dan lapisan pelindung untuk melindungi sistem FRP terikat dari efek lingkungan dan mekanis yang berpotensi merusak. Sebagian besar, sinar ultraviolet (UV) berdampak negatif pada penguatan epoksi FRP, tetapi dapat dilindungi menggunakan pelapis akrilik dan sementit, ditambah jenis pelapis lainnya.
Resin dan serat untuk sistem FRP biasanya dikembangkan sebagai satu sistem, berdasarkan pengujian material dan struktur. Mencampur atau mengganti komponen satu sistem FRP dengan komponen dari sistem lain tidak disarankan dan dapat memengaruhi properti sistem yang diawetkan.
Sistem FRP dan ikatan beton yang disiapkan sangat penting, dan persiapan permukaan sangat penting untuk sebagian besar aplikasi. Adanya kerusakan internal tulangan harus diselesaikan sebelum pemasangan sistem FRP, atau sistem FRP dapat rusak karena delaminasi substrat beton.
