Beton retak karena beton lemah dalam tegangan. Penyusutan menciptakan tegangan. Perubahan temperatur menciptakan tegangan. Beban menciptakan tegangan. Serat membantu karena serat menjembatani retakan kecil. Serat juga menyebarkan tegangan ke seluruh campuran. Ini adalah tujuan utama penambahan serat pada beton.
Serat bukan hanya satu produk. Serat dapat berupa baja, kaca, sintetis, atau alami. ASTM mengklasifikasikan beton bertulang serat berdasarkan jenis serat.
Apa yang dimaksud dengan beton bertulang serat (FRC)?
Beton bertulang serat adalah beton yang mengandung serat pendek yang dicampur melalui batch. ASTM C1116 mendeskripsikannya sebagai beton bertulang serat yang dikirim ke pembeli dengan bahan-bahan yang dicampur secara seragam.
Serat bekerja sebagai “tulangan yang didistribusikan”. Tulangan berfungsi sebagai “tulangan yang ditempatkan.” Serat berada di mana-mana di dalam matriks. Tulangan berada di zona tegangan tertentu. Perbedaan ini menjelaskan mengapa serat kuat dalam pengendalian retak, sedangkan tulangan kuat dalam kapasitas tegangan struktural.
Tujuan 1: Mengurangi keretakan usia dini
Retak dini dapat dimulai pada jam-jam pertama. Retak susut plastik dapat terjadi ketika permukaan mengering terlalu cepat. Panduan NRMCA merekomendasikan untuk mempertimbangkan serat sintetis (ASTM C1116) untuk meminimalkan retak susut plastik.
Serat juga membantu mengurangi retak plastis. NRMCA mencantumkan pengurangan retak plastis sebagai penggunaan utama.
Serat mikro polipropilena adalah pilihan yang umum digunakan untuk tujuan ini. The Concrete Society menjelaskan bahwa serat ini meningkatkan homogenitas campuran, menstabilkan pergerakan partikel, dan memblokir saluran air. Hal ini memperlambat pendarahan dan membantu mengurangi penurunan plastisitas. Catatan yang sama menyatakan bahwa jaringan filamen membantu mengurangi retak susut plastik ketika permukaan mengering dengan cepat.
Tujuan 2: Meningkatkan ketangguhan setelah retak
Beton polos dapat kehilangan kinerja dengan cepat setelah retak. Beton serat dapat terus menahan beban setelah retak pertama, tergantung pada jenis dan dosis serat.
NRMCA mencantumkan “ketangguhan dan ketahanan yang lebih besar terhadap benturan” sebagai alasan utama untuk menggunakan serat sintetis.
NRMCA juga menjelaskan bahwa serat menjembatani retakan dan membantu menahan beton dengan erat, dengan manfaat yang lebih kuat pada dosis yang lebih tinggi daripada dosis microfiber biasa.
Tujuan ini sangat cocok:
- lempengan industri dengan lalu lintas forklift
- trotoar dan hardstand
- unit pracetak yang pecah selama penanganan
Tujuan 3: Memberikan penyusutan sekunder dan penguatan suhu pada beberapa pelat
Beberapa proyek menggunakan serat sebagai sistem alternatif untuk penyusutan nonstruktural atau penguatan suhu. NRMCA mencantumkan penggunaan ini, dengan dokumentasi, sebagai tujuan yang sah.
NRMCA juga menyatakan bahwa serat sintetis dapat berfungsi sebagai tulangan sekunder ketika produk tersebut memenuhi kriteria beton yang dikeraskan, didukung oleh dokumentasi seperti hasil kekuatan lentur sisa ASTM C1609.
Tujuan ini umum terjadi pada pelat di atas tanah di mana risiko utamanya adalah retak susut, bukan kapasitas lentur struktural pada member yang digantung.
Tujuan 4: Meningkatkan stabilitas penempatan pada tuangan yang sulit
Serat dapat meningkatkan dukungan internal dan kekompakan pada beton segar. NRMCA mencantumkan hal ini sebagai tujuan utama, termasuk beton untuk tanjakan curam, shotcrete, dan penempatan yang dibentuk selip.
Manfaat ini praktis. Kru sering melihat campuran yang menyatu dengan lebih baik. Hal ini membantu mengurangi pengelupasan pada beton yang disemprotkan. The Concrete Society juga mencatat bahwa serat polypropylene digunakan pada beton yang disemprotkan untuk meningkatkan sifat awal dan mengurangi peluruhan dan rebound.
Tujuan 5: Meningkatkan daya tahan dan performa permukaan
Kontrol retakan mendukung daya tahan karena lebar retakan mengontrol masuknya air. Pola retakan yang lebih rapat dapat mengurangi jalur masuknya cairan.
Serat juga dapat mendukung kualitas permukaan. The Concrete Society mencatat bahwa serat polypropylene mengurangi kebocoran dan pemisahan, yang membantu mempertahankan rasio air/semen asli dari mortar permukaan. Hal ini menghubungkan efek ini dengan peningkatan pada lapisan permukaan dan ketahanan abrasi yang lebih tinggi.
Tujuan ini sangat cocok:
- lantai gudang
- jalur landai dan ruang muat
- lempengan yang terpapar abrasi atau sering dibersihkan
Tujuan 6: Mengurangi risiko spalling bahan peledak dalam kebakaran untuk beton padat
Beton yang padat dapat meledak dalam api. Kelembaban berubah menjadi uap. Tekanan uap dapat meningkat dengan cepat. Serat polypropylene banyak digunakan untuk mengurangi risiko ini dalam desain tertentu.
Sebuah tinjauan sejawat menjelaskan mekanisme umum: ketika serat meleleh, pori-pori terbentuk. Permeabilitas meningkat. Uap dapat keluar. Tekanan uap turun. Risiko spalling berkurang.
Tujuan ini umum terjadi pada spesifikasi terowongan dan pada campuran berkinerja tinggi di mana paparan api merupakan bagian dari dasar desain.
Serat apa yang tidak boleh digunakan untuk
Beton serat bukanlah jalan pintas dalam desain struktural. NRMCA menyatakan bahwa serat sintetis tidak boleh digunakan untuk menggantikan tulangan baja penahan momen atau tulangan baja struktural. NRMCA juga menyatakan bahwa serat tidak boleh digunakan untuk pengembangan kekuatan tekan atau lentur struktural yang lebih tinggi.
Serat juga tidak secara otomatis memungkinkan:
- jarak sambungan yang lebih besar
- lempengan yang lebih tipis di kelas
- kolom yang dikurangi NRMCA mencantumkan ini sebagai ekspektasi “jangan gunakan”.
Bagaimana memilih tujuan dan jenis serat yang tepat
Keputusan sederhana dimulai dengan satu pertanyaan. Masalah apa yang ingin Anda kurangi?
Jika masalahnya adalah retak permukaan awal
Serat sintetis mikro adalah serat yang umum digunakan. ACI mendefinisikan serat mikrosintetik sebagai serat dengan diameter di bawah 0,3 mm (atau setara).
Jika masalahnya adalah ketangguhan dan performa pasca-retak
Serat sintetis makro atau serat baja biasanya lebih pas. ACI mendefinisikan serat sintetis makro sebagai 0,3 mm atau lebih besar.
Jika masalahnya adalah risiko kebakaran pada beton padat
Serat mikro polipropilena banyak digunakan dalam peran ini, terutama di terowongan.
Pembeli juga harus merencanakan kontrol kemampuan kerja. Concrete Society memperingatkan bahwa serat dapat mengurangi kemerosotan karena serat bertindak seperti bahan pengental.
Standar yang mendukung spesifikasi dan penerimaan
Jika Anda membutuhkan spesifikasi pembelian yang jelas, mulailah dengan ASTM C1116. ASTM menyatakan bahwa ini mencakup beton bertulang serat yang dikirim dengan bahan-bahan yang dicampur secara seragam. ASTM juga mengklasifikasikan beton serat berdasarkan jenis serat (baja, kaca, sintetis, alami).
Jika tujuan Anda adalah kinerja pasca retak, Anda harus menentukan target kinerja, bukan hanya “menambahkan serat.” NRMCA menunjukkan dokumentasi yang menggunakan pengujian kekuatan lentur sisa seperti ASTM C1609 untuk serat yang digunakan sebagai tulangan sekunder.
Bimbingan ahli
Sebuah proyek serat akan berhasil jika tujuan dan jenis seratnya cocok.
Alur kerja praktis bekerja dengan baik:
- Pemilik mendefinisikan titik masalah: retakan dini, kerusakan sendi, benturan, risiko kebakaran.
- Insinyur memilih peran: kontrol retak saja, tulangan sekunder, kapasitas pasca-retak.
- Tim memilih jenis serat: mikro vs makro, kemudian menetapkan dosis dengan data pemasok ditambah uji coba. ACI menyediakan rentang dosis yang khas berdasarkan volume untuk serat sintetis mikro dan makro.
- Kontraktor mengontrol pencampuran dan pengawetan. Serat mengurangi risiko, tetapi pengawetan tetap mengontrol tekanan penyusutan.
Ecocretefiber™ | | Shandong Jianbang Chemical Fiber Co, Ltd.
Ecocretefiber™ mendukung proses ini dengan panduan umum terlebih dahulu, kemudian pencocokan produk:
- serat mikro untuk penyusutan plastik dan pengendalian retakan akibat pengendapan
- serat sintetis makro untuk ketangguhan dan tujuan pengendalian pasca-retak
- dukungan dokumentasi yang selaras dengan bahasa suplai ASTM C1116, ditambah data kinerja jika diperlukan
Produk Terkait
- Serat Mikro Polipropilen (Monofilamen / Fibrilasi)
- Serat Sintetis Makro Polipropilena
- Serat PVA untuk Komposit Berbasis Semen
- Serat Kaca AR untuk Sistem GRC
Kesimpulan
Tujuan penambahan serat pada beton sudah jelas. Serat mengontrol keretakan dini, terutama penyusutan plastik dan juga penurunan plastik.
Serat meningkatkan ketangguhan dan ketahanan benturan ketika jenis serat ditambah dosis menargetkan perilaku pasca-retak.
Serat dapat berfungsi sebagai tulangan sekunder pada beberapa aplikasi pelat ketika dokumentasi mendukung kinerja.
Pada beton padat yang terpapar api, serat polipropilena dapat mengurangi risiko spalling dengan meningkatkan permeabilitas setelah meleleh.
Spesifikasi yang baik dimulai dengan tujuan. Hasil yang baik berasal dari pemilihan serat yang tepat, pencampuran yang terkontrol, ditambah dengan pengawetan yang disiplin.
