Serat PP (polipropilena) dan serat PVA (polivinil alkohol) adalah serat sintetis untuk bahan berbasis semen. Setiap serat memecahkan masalah yang berbeda.
Serat PP biasanya merupakan pilihan pertama untuk pengendalian retak usia dini. Serat PP juga banyak digunakan untuk mitigasi kebakaran pada beton padat karena PP meleleh pada suhu sekitar 170°C, yang membantu melepaskan tekanan uap.
Serat PVA sering dipilih untuk kekuatan ikatan yang tinggi dengan semen. Serat PVA bersifat hidrofilik, sehingga membentuk daya rekat yang kuat pada matriks. Hal ini mendukung lebar retakan yang rapat pada campuran dengan daktilitas tinggi seperti ECC.
Apa itu serat PP?
Serat PP adalah serat sintetis polipropilena yang dicampur ke dalam beton. Campuran tersebut membawa serat ke seluruh volume. Hal ini menciptakan tulangan yang terdistribusi.
American Concrete Institute mendefinisikan dua kelompok ukuran praktis untuk serat sintetis. Serat mikrosintetik berukuran di bawah diameter setara 0,3 mm. Serat makrosintetik memiliki diameter di atas 0,3 mm. Panduan yang sama menyatakan bahwa serat polipropilena dapat berukuran mikro atau makro. Panduan tersebut juga mencantumkan berat jenis PP sebagai 0,91.
Serat PP digunakan terutama untuk kinerja usia dini:
- mengurangi retakan penyelesaian plastik
- mengurangi retakan penyusutan plastik
- peningkatan ketangguhan dan ketahanan benturan (lebih kuat pada dosis yang lebih tinggi)
Asosiasi Beton Siap Pakai Nasional menjelaskan logika situs. Serat menghalangi pertumbuhan retak mikro. Serat juga mencegah saluran air yang besar. Hal ini menurunkan bidang lemah yang kemudian menjadi retak.
Apa itu serat PVA?
Serat PVA adalah serat sintetis polivinil alkohol yang digunakan dalam bahan berbasis semen. Banyak pembeli memilih PVA karena serat ini terikat kuat dengan pasta semen.
Kuraray mencantumkan sifat-sifat utama serat PVA yang penting dalam beton: kekuatan tinggi, modulus tinggi, daya rekat yang kuat pada semen, serta ketahanan alkali yang baik.
Serat PVA juga dikenal dengan sifat hidrofilisitasnya. Literatur akademis menggambarkan PVA sebagai hidrofilik, yang menciptakan ikatan kimia yang kuat dengan matriks semen dalam sistem tipe ECC.
Ikatan yang kuat ini adalah alat bermata dua:
- Ini mendukung lebar celah yang rapat.
- Hal ini juga dapat mendorong serat ke arah pecah jika ikatan terlalu kuat untuk pendekatan desain campuran.
Ikatan adalah perbedaan terbesar
Pengikatan mengontrol bagaimana serat bekerja setelah retakan terbentuk. Pengikatan juga mengontrol bagaimana pola retak berkembang.
Serat PP biasanya digambarkan sebagai hidrofobik. Beberapa penelitian berfokus pada peningkatan antarmuka karena PP hidrofobik memiliki ikatan yang lebih lemah tanpa perawatan permukaan.
Serat PVA biasanya digambarkan sebagai hidrofilik. Penelitian tentang ECC menyoroti ikatan kimia yang kuat antara serat PVA dan matriks semen karena sifat hidrofilik.
Apa artinya ini di lokasi:
- Serat PP cenderung bertindak seperti jaringan “pemblokiran” yang memperlambat retakan mikro awal.
- Serat PVA cenderung bertindak seperti jembatan “pegangan tinggi” yang menahan retakan, terutama pada campuran yang direkayasa.
Peran mekanis berbeda
Serat PP sering dipilih untuk pengendalian retak dini karena mudah diberi dosis, mudah didispersikan, serta hemat biaya untuk penuangan dalam jumlah besar. NRMCA mencantumkan pengurangan retak akibat penurunan plastisitas dan pengurangan retak akibat penyusutan plastisitas sebagai manfaat utama, dengan perilaku yang lebih tangguh pada dosis yang lebih tinggi.
Serat PVA sering dipilih ketika pembeli menginginkan penghubung retakan yang kuat pada material yang mengeras. Hal ini biasa terjadi pada overlay gaya ECC, lapisan perbaikan, panel tipis, serta campuran berkinerja tinggi yang menargetkan pola retakan halus. Penelitian menggambarkan serat PVA sebagai hidrofilik dengan ikatan kimia yang kuat, yang mengubah perilaku retak dan kapasitas regangan tarik dalam komposit semen yang direkayasa.
Ringkasan praktis:
- Serat PP biasanya merupakan alat “jam pertama”.
- Serat PVA sering kali merupakan alat “lebar retak masa pakai”.
Perilaku kebakaran tidak sama
Serat PP memiliki nilai khusus dalam skenario kebakaran. Sebuah tinjauan sejawat menjelaskan bahwa serat PP meleleh pada suhu sekitar 170°C. Ini di bawah kisaran suhu di mana tekanan uap air maksimum terjadi pada beton. Peleburan ini membantu menciptakan jalur untuk pelepasan uap, yang mengurangi risiko spalling.
Serat PVA tidak memiliki peran mitigasi spalling standar yang sama dengan PP di sebagian besar spesifikasi. Banyak pendekatan spalling yang digerakkan oleh api berfokus pada PP karena suhu leleh selaras dengan waktu tekanan uap.
Pembeli membawa pulang:
- Spesifikasi lapisan terowongan atau lapisan tahan api sering kali membutuhkan serat mikro PP.
- Spesifikasi overlay yang digerakkan oleh lebar retak sering kali membutuhkan PVA dalam campuran yang direkayasa.
Rentang dosis biasanya sangat berbeda
Dosis tergantung pada jenis serat dan tujuan kinerja. Anda harus memperlakukan dosis sebagai parameter desain, bukan sebagai kebiasaan.
Panduan ACI memberikan pita dosis yang khas berdasarkan ukuran serat:
- Serat mikrosintetik: 0,05% hingga 0,2% berdasarkan volume, yaitu sekitar 0,44 hingga 1,8 kg/m³.
- Serat makrosintetik: 0,2% hingga 1% berdasarkan volume, yaitu sekitar 1,8 hingga 9 kg/m³.
NRMCA mencatat bahwa serat sintetis makro digunakan dengan dosis yang lebih tinggi daripada dosis serat mikro biasa. NRMCA juga menyatakan bahwa serat sintetis makro adalah serat yang lebih tebal, dengan dosis sekitar 5 lb/yd³ dalam konteks panduannya.
Untuk PVA dalam bahan bergaya ECC, banyak penelitian yang dipublikasikan menggunakan fraksi volume serat sekitar 1% hingga 2% dalam komposit semen yang direkayasa, karena desain ECC membutuhkan kapasitas penghubung dan regangan yang berkelanjutan.
Interpretasi praktis:
- Dosis serat mikro PP biasanya rendah. Tujuannya adalah pengendalian retak dini.
- Dosis PVA dalam sistem ulet bisa jauh lebih tinggi berdasarkan volume. Tujuannya adalah perilaku tarik pasca-retak.
Kasus penggunaan terbaik: PP vs PVA
Serat PP paling cocok digunakan
- lempengan di atas tanah yang membutuhkan lebih sedikit retakan penyusutan plastik
- topping, screed, dan lapisan tipis yang cepat kering
- penempatan shotcrete di mana kohesi penting
- mitigasi kebakaran pada beton padat, terutama terowongan
Penggunaan serat PVA yang paling cocok
- Lapisan tambahan dan lapisan perbaikan bergaya ECC yang menargetkan lebar retakan yang rapat
- panel semen yang tipis dan ringan serta konsep pracetak berkinerja tinggi
- Sistem gaya UHPC di mana ikatan serat yang kuat dan ketahanan alkali penting (tergantung sistem)
Bagaimana memilih antara serat PP dan serat PVA
Gunakan logika keputusan yang sederhana. Pendekatan ini menghindari ekspektasi yang salah.
- Kapan retakan mulai terjadi? Jika retakan mulai terjadi pada jam-jam pertama, serat mikro PP sering kali merupakan solusi yang paling mudah. NRMCA mencantumkan pengurangan retak penyusutan plastik sebagai manfaat utama.
- Apakah Anda membutuhkan lebar celah yang rapat dalam pelayanan? Jika Anda membutuhkan retakan yang rapat pada material yang dikeraskan, PVA sering dipilih dalam komposit yang direkayasa karena ikatan hidrofilik dan penghubung retakan.
- Apakah risiko kebakaran merupakan faktor pendorong desain? Jika fire spalling adalah risiko yang diketahui, PP memiliki keunggulan yang jelas karena meleleh sekitar 170°C dan membantu meringankan tekanan uap.
- Apakah campuran tersebut direkayasa untuk keuletan? Jika campurannya bergaya ECC, PVA adalah hal yang umum digunakan, tetapi tingkat ikatannya harus dikontrol. Literatur menyoroti bahwa PVA dapat mengikat sangat kuat, yang berdampak pada perilaku penarikan.
- Apa saja yang dibutuhkan jalur kode? Serat tidak menggantikan tulangan struktural pada sebagian besar member struktural. NRMCA mencantumkan hal ini dengan jelas di bawah “Jangan Gunakan Serat Sintetis,” termasuk penggantian tulangan baja penahan momen.
Bimbingan ahli
Sebuah proyek serat berhasil ketika pilihan serat sesuai dengan mode kegagalan.
Dukungan yang baik meliputi:
- pemilihan serat berdasarkan waktu retak dan target lebar retak
- saran dosis yang terkait dengan sasaran kinerja, ditambah uji coba batching
- panduan pencampuran untuk melindungi dispersi dan kemampuan kerja
- dukungan dokumentasi untuk spesifikasi pengadaan dan pengajuan proyek
- batasan yang jelas untuk kebutuhan penguatan struktural
Ecocretefiber™ memberikan dukungan pemilihan umum terlebih dahulu. Kemudian kami mencocokkan jenis serat dengan target pekerjaan. Kami juga mendukung pasokan yang stabil untuk pesanan berulang.
Merek: Ecocretefiber™
Perusahaan: Shandong Jianbang Chemical Fiber Co, Ltd.
Produk Terkait
- Serat Mikro Polipropilen (pengendalian retak pada beton baru)
- Serat Sintetis Makro Polipropilena (kontrol pasca-retak untuk pelat, tergantung proyek)
- Serat PVA (serat dengan ikatan tinggi untuk komposit semen yang direkayasa)
- Serat Baja (lantai industri, trotoar, shotcrete)
- Serat Kaca AR (Aplikasi GRC)
Kesimpulan
Serat PP dan serat PVA keduanya dapat meningkatkan kontrol retak, tetapi keduanya melakukannya dengan cara yang berbeda. ACI mendefinisikan serat PP dalam kategori sintetis mikro dan makro, dengan pita dosis khas yang terkait dengan ukuran serat.
Serat PP banyak digunakan untuk pengendalian retak dini, ditambah mitigasi kebakaran karena PP meleleh sekitar 170°C dan membantu melepaskan tekanan uap.
Serat PVA sering digunakan untuk ikatan yang tinggi dengan semen. Literatur menjelaskan ikatan kimia yang kuat karena hidrofilisitas, yang mendukung lebar retakan yang rapat pada komposit semen yang direkayasa jika campurannya dirancang dengan benar.
