Pengembangan dan Penerapan Bahan Komposit Bertulang Serat dalam Struktur yang Baru Dibangun
Dalam beberapa tahun terakhir, penelitian dan penerapan bahan FRP dalam struktur baru juga menjadi hotspot penelitian di bidang teknik sipil. Karena FRP berbeda dari sifat fisik dan mekanik bahan bangunan tradisional, FRP memiliki keuntungan teknis yang besar dan ruang untuk pengembangan bila digunakan dalam struktur baru. Kutipan&sebelumnya;Tren Penelitian FRP Bagian 1" Artikel menyebutkan bahwa proses produksi utama bahan FRP termasuk braided, stranded, dan pultruded, di antaranya pultruded adalah metode yang lebih umum. Dibagi berdasarkan bentuk, rusuk FRP linier berbentuk batang yang dibentuk oleh pultrusion umumnya disebut rusuk atau batang, termasuk rusuk bulat permukaan dan rusuk cacat permukaan, yang relatif kaku dan sulit ditekuk; memelintir bundel serat menjadi belokan Tulang rusuk FRP dalam bentuk tali komposit disebut tali atau untaian. Mereka adalah untaian tunggal atau ganda, dengan kekakuan rendah, dan dapat ditekuk dan digulung menjadi gulungan. Merekomendasikan penggunaan bahan penguat kaca Pulwell, teknologi yang dipatenkan, kualitas terjamin!
Pulwell' metode pembentukan tulang rusuk FRP profesional(Gambar 1)
Pada awal 1960-an, perusahaan Marshall-Vega Amerika memproduksi batangan GFRP, yang digunakan untuk mengatasi bahaya korosi garam pada struktur beton bertulang di area lepas pantai dan area dingin. Mulai tahun 1980-an, batang FRP secara bertahap telah banyak digunakan dalam struktur dengan persyaratan kinerja khusus untuk menggantikan batang baja. Misalnya, bangunan dengan peralatan medis resonansi magnetik dan tembok laut, panel bangunan pabrik industri dan struktur lain yang mengalami erosi kimia parah. Pelacakan dan pemantauan selama lebih dari 20 tahun menemukan bahwa beton batang FRP dalam kondisi kerja yang baik, dan ekonomi komprehensif dari seluruh siklus hidup lebih baik daripada struktur beton bertulang yang sering dirawat dan direnovasi. Rekayasa geoteknik juga merupakan bidang aplikasi penting dari penguatan FRP. Ini telah digunakan dalam rekayasa seperti dinding penahan, jangkar pondasi dan caissons kereta bawah tanah yang bergantian antara kering dan basah karena perubahan pasang surut (Gambar 2).
Gbr.2 Penguatan FRP dalam struktur, bukan baja
Bentuk lain penggunaan tendon dan untai FRP adalah struktur beton prategang, yang saat ini banyak digunakan dalam rekayasa jembatan. Jerman membangun jembatan jalan beton prategang pertama' dengan tulangan serat kaca di Düsseldorf pada 1986-Ulenberg Strass Bridge. Jembatan menggunakan 59 batang prategang material komposit di pelat atas, setiap batang terdiri dari 19 batang serat kaca (E) grade bebas alkali dengan diameter 7,5 mm, dan total 4 t GFRP digunakan untuk seluruh jembatan . Pada tahun 1991, sebuah jembatan beton prategang dengan total panjang 80 m dibangun di Ludwigshafen dengan tendon CFRP pada prategang sebagian. Penguatan FRP, beton penguat FRP, komponen komposit pipa FRP, dll., Saat ini merupakan standar desain terpenting untuk bahan FRP di bidang teknik sipil. Pulwell memiliki 25 tahun pengalaman proses manufaktur material komposit yang diperkuat FRP, dan memiliki banyak kasus teknik dan pengalaman konstruksi.
Struktur komposit beton-grid FRP
Grid FRP adalah grid keseluruhan yang dibentuk dengan menghamili serat kontinu berkinerja tinggi seperti serat karbon dan serat kaca dalam resin dengan ketahanan korosi yang baik. Setelah serat disusupi dan disembuhkan oleh resin, ia memiliki kekuatan dan kekakuan yang lebih tinggi, yang berbeda dari fleksibilitas tenun dan pembentukan. Kisi-kisi (Gambar 3).
Grid FRP mudah digunakan, sederhana dan cepat dibuat. Ini dapat menggantikan batang baja dalam struktur beton baru. Ini sangat cocok untuk dinding dan pelat. Ini menjadi bahan dasar ketika diterapkan dalam kondisi khusus dan dapat membentuk sistem baru. Ini bukan hanya suplemen untuk bahan FRP tradisional.
Gbr.3 Kisi CFRP
Aplikasi rekayasa bahan grid FRP dimulai pada 1980-an. Jepang awalnya menggunakan kisi-kisi serat kaca untuk penguatan struktural, dan kemudian kisi-kisi serat karbon telah berkembang pesat, dan jumlah aplikasi teknik telah meningkat pesat. Ini telah banyak digunakan di terowongan dan pesawat terbang. Landasan pacu, celemek, jembatan, jalan raya, gedung, parit, dan banyak proyek konstruksi dan penguatan baru lainnya.
Misalnya, dalam konstruksi struktur bawah tanah, pelindung terowongan, dll., kisi-kisi FRP dapat digunakan sebagai tulangan tekan dan beton untuk membentuk dinding kontinu bawah tanah. Ketika operasi konstruksi mesin pelindung bertemu dengan dinding kontinu, itu dapat dipotong secara langsung. Tidak perlu dipotong secara manual seperti saat menghadapi dinding beton bertulang, yang menghemat banyak tenaga dan waktu, serta mengurangi risiko konstruksi (Gambar 4).
Gbr.4 Kisi CFRP yang digunakan dalam rekayasa terowongan
Selain itu, mesh FRP ringan dan pada dasarnya tipis, mudah diproses menjadi berbagai bentuk, dan dapat digunakan sebagai bahan penahan tegangan utama untuk komponen prefabrikasi, dan sangat cocok untuk produksi komponen prefabrikasi seperti pelat, tabung, dan struktur kandang. Saat ini, produk prefabrikasi FRP terkait telah dipromosikan dan diterapkan.
Produk pracetak jaringan CFRP
Struktur komposit pipa-beton FRP
Pipa FRP adalah cangkang laminasi dengan peletakan serat multi-arah. Itu dibuat dengan metode berliku, metode pengecoran sentrifugal dan metode pultrusion. Serat dapat diletakkan pada arah lingkaran atau ±α° dengan arah lingkaran (Gambar 5).
Menuangkan beton ke dalam pipa FRP dapat membentuk komponen komposit pipa-beton FRP, mirip dengan beton tabung baja, komponen pipa-beton FRP umumnya memiliki dua bentuk: komponen beton pipa bulat FRP dan komponen beton pipa persegi FRP.
Gbr.5 Pipa FRP
Pipa-beton FRP memiliki kinerja seismik yang unggul. Ini dapat dirancang tanpa atau dikurangi tulangan, dan tidak diperlukan bekisting selama konstruksi. Pipa berkualitas ringan dan mudah serta cepat untuk dibangun, yang dapat mengurangi beban kerja dan biaya konstruksi. Pipa-beton FRP tahan korosi dan dapat digunakan untuk waktu yang lama di bawah air. Ini sangat cocok untuk digunakan dalam struktur hidrolik dan teknik kelautan. Biaya pemeliharaannya rendah, dan manfaat ekonomi jangka panjangnya memiliki keuntungan yang jelas (Gambar 6).
Gbr.6 Tumpukan pipa FRP dalam konstruksi
Komponen dan struktur FRP
Selain digunakan dalam kombinasi dengan beton, bahan FRP juga dapat digunakan secara mandiri sebagai anggota struktural, atau bahkan membentuk struktur FRP penuh.
atap FRP
Pada 1960-an, Inggris mulai memproduksi struktur atap komposit GFRP, yang dikirim ke Timur Tengah dan Afrika Utara untuk konstruksi dan penggunaan. Pada tahun 1968, struktur kubah menggunakan panel sandwich GFRP dan kerangka aluminium dibangun di Bengazhi, Libya; pada tahun 1972, kepala suku Alian Bandara Internasional Dubai menggunakan atap payung GFRP. Pada tahun 1970-an dan 1980-an, beberapa bangunan di Inggris menggunakan GFRP sebagai komponen penahan beban atau semi-beban selain balok dan kolom. Pada tahun 1974, bangunan semua komposit pertama selesai di Lancashire, Inggris, dengan struktur spasial yang terdiri dari piramida segitiga.
Pada tahun 1994, jembatan Bond Mill yang dibangun di Inggris terdiri dari profil pultruded GFRP. Ini adalah jembatan bergerak yang dapat melewati truk 40 ton. Pada tahun 1996, Russell, Kansas, AS, mendirikan jembatan jalan pertama menggunakan pelat dek FRP. Dalam waktu kurang dari sepuluh tahun sejak itu, ada puluhan jembatan kecil dan menengah yang menggunakan dek FRP di Amerika Serikat.
Gbr.7 Dek jembatan FRP sedang dibangun
Struktur FRP penuh juga telah digunakan dalam rekayasa jembatan. Kehidupan teoritis struktur dapat mencapai ratusan tahun, dan dapat dipertahankan gratis selama layanan. Ini telah sangat dihormati di Eropa dalam beberapa tahun terakhir. Saat ini, ratusan struktur FRP skala kecil telah dibangun. Jembatan penyeberangan dan jembatan lanskap. Misalnya, jembatan berstruktur FRP penuh pertama di dunia—Jembatan Pejalan Kaki Aberfeldy di Skotlandia, dengan total panjang 113 m dan bentang utama 63 m, adalah sistem cable-stayed dengan dua menara dan dua bidang kabel. Menara jembatan, balok, dan geladak Pagar dan pagar semuanya terbuat dari profil GFRP yang sudah digiling yang telah dibuat sebelumnya di pabrik. Kabel jembatan terbuat dari serat aramid Kevlar. Pemasangan full bridge site hanya membutuhkan waktu 6 minggu. Amerika Serikat, Jepang, Cina, dan negara-negara lain juga telah berhasil membangun serangkaian jembatan penyeberangan berstruktur FRP penuh.
Penerapan FRP dalam Teknik Kelautan
Dalam strategi memajukan pengembangan sumber daya kelautan, pembangunan infrastruktur transportasi laut melibatkan banyak bidang seperti pelabuhan dan dermaga, anjungan laut, konstruksi rekayasa pulau dan terumbu, dan jembatan penyeberangan laut. Saat ini, sebagian besar fasilitas tersebut adalah struktur beton bertulang dan struktur baja. Lingkungan adalah lingkungan korosif yang sangat keras, dan daya tahan struktur beton bertulang tradisional dan struktur baja menghadapi ujian berat di lingkungan ini. Mempertimbangkan berbagai persyaratan teknis konstruksi teknik kelautan, bahan struktural harus memiliki sifat komprehensif seperti kekuatan tinggi, kepadatan rendah, daya tahan tinggi, pembentukan mudah, konstruksi nyaman, dll., Dan bahan FRP telah terbukti memiliki hal di atas melalui sejumlah besar dari aplikasi penelitian dan rekayasa. Persyaratan kinerja adalah pilihan yang baik untuk memecahkan banyak kesulitan dalam ketahanan material dan teknologi konstruksi dalam konstruksi teknik kelautan. Selain itu, untuk konstruksi pulau-pulau terpencil dan terumbu karang, bahan FRP juga dapat digunakan dalam kombinasi dengan beton air laut dan pasir laut (pasir karang) untuk membentuk struktur komposit beton pasir laut FRP-air laut, yang pada dasarnya memecahkan masalah perolehan bahan. di lokasi dan sangat mengurangi transportasi proyek. Biaya dan biaya konstruksi.
Penutup
Penelitian aplikasi FRP di bidang teknik sipil saat ini sedang menjadi topik hangat di bidang teknik sipil. Selain penguatan struktur yang ada dan beberapa aplikasi sederhana, bahan FRP memiliki banyak aplikasi yang lebih luas. Pulwell telah mengikuti Sesuai dengan permintaan pasar, kami terus mengembangkan dan meneliti aplikasi FRP terbaru untuk memproduksi material komposit berkualitas tinggi. Karena banyak negara memiliki persyaratan yang lebih tinggi dan lebih tinggi untuk keselamatan dan masa pakai struktur dalam pembangunan infrastruktur dan bangunan utama di berbagai industri, permintaan akan bahan bangunan baru berkinerja tinggi yang diwakili oleh FRP menjadi semakin mendesak. Saya percaya Dalam waktu dekat, penerapan FRP dalam struktur baru akan menjadi industri baru dengan momentum pengembangan yang kuat dan kapasitas pasar yang besar.
Untuk informasi lebih lanjut tentang bahan FRP, silakan hubungi kami di info@gfrp-china.com.
