Serat baja digunakan pada beton untuk mengontrol keretakan dan membuat beton tidak terlalu rapuh setelah retak. Serat baja berada di dalam campuran sebagai jaringan yang terdistribusi. Hal ini memberikan kapasitas beban pasca retak pada beton, terutama pada pelat dan beton yang disemprotkan. Banyak proyek yang menggunakan serat baja untuk mengurangi waktu penanganan jaring. Banyak proyek menggunakan serat baja untuk mengurangi perbaikan lantai. Manfaat ini paling banyak terlihat pada lantai industri, trotoar, beton yang disemprotkan, dan juga elemen pracetak.
Apa yang dimaksud dengan beton bertulang serat baja?
Beton bertulang serat baja (SFRC) adalah beton yang mengandung serat baja pendek yang dicampur di seluruh bagian beton. Serat-serat tersebut berfungsi seperti elemen penguat kecil. Serat-serat tersebut menjembatani retakan saat beton mulai terbuka. Hal ini membantu mengontrol lebar retakan. Hal ini juga membantu pelat tetap menahan beban setelah retak pertama, tergantung pada jenis dan dosis serat.
ASTM C1116 adalah spesifikasi pasokan umum untuk beton bertulang serat. Spesifikasi ini mencakup beton berserat yang dikirim dengan bahan-bahan yang dicampur secara seragam. Ini juga mendefinisikan Beton bertulang serat baja tipe I dan menghubungkannya dengan persyaratan serat baja dalam ASTM A820/A820M.
Apa saja penggunaan utama serat baja dalam beton?
Serat baja paling banyak digunakan dalam pekerjaan pelat dan trotoar. Concrete Society menyoroti lantai industri dan trotoar sebagai aplikasi utama. Ini juga mencantumkan beton yang disemprotkan, pelat komposit pada dek baja, serta elemen pracetak sebagai aplikasi utama.
Anda bisa mengelompokkan kegunaannya ke dalam dua ember yang praktis:
- Pekerjaan datar dan trotoar: kontrol retak ditambah kapasitas pasca-retak
- Beton semprot dan pracetak: ketangguhan plus ketahanan penanganan
Penggunaan 1: Lantai industri dan lempengan di atas tanah
Lantai industri adalah kasus penggunaan yang paling umum di banyak pasar. The Concrete Society menyatakan bahwa beton serat baja digunakan secara luas untuk lantai industri yang didukung oleh tanah. Ini mencatat dosis tipikal dalam kisaran 20 hingga 50 kg/m³. Hal ini juga mencatat bahwa serat memberikan kontrol retak dan kekuatan sisa pasca-retak, yang tergantung pada jenis dan dosis serat.
Kasus penggunaan ini cocok untuk proyek yang membutuhkan lebih sedikit perbaikan:
- lantai logistik dengan forklift
- pabrik dengan beban titik
- pusat distribusi dengan lalu lintas yang padat di persimpangan
Serat baja membantu pada bagian tepi dan sudut sambungan karena serat baja meningkatkan perilaku pasca retak. Serat baja juga mengurangi risiko patah tiba-tiba pada zona lemah lokal.
Penggunaan 2: Trotoar dan area beraspal eksternal
Trotoar mengalami beban roda yang berulang. Perkerasan juga mengalami pengerutan, penahan susut, dan juga tegangan sambungan. Beton serat baja digunakan pada area beraspal luar karena serat membantu mengendalikan keretakan. Serat juga membantu pelat menahan beban setelah retak. The Concrete Society mencantumkan area beraspal luar dan trotoar sebagai aplikasi utama untuk beton bertulang serat baja.
Opsi ini sering kali menarik ketika pemiliknya menginginkannya:
- umur pemakaian lebih lama
- lebih sedikit perbaikan tambalan
- ketahanan yang lebih baik terhadap benturan dan abrasi di permukaan
Penggunaan 3: Dukungan shotcrete, terowongan, penambangan, dan penggalian
Serat baja banyak digunakan dalam shotcrete, terutama dalam pekerjaan bawah tanah. Laporan beton bertulang serat ACI mencantumkan penggunaan beton bertulang serat baja dan shotcrete pada slab-on-grade, serta aplikasi pendukung pertambangan dan terowongan.
Serat baja membantu beton yang disemprotkan karena meningkatkan ketangguhan setelah retak. Serat baja juga dapat mengurangi kebutuhan mesh pada beberapa lapisan penyangga yang disemprotkan, tergantung dari desain dan persyaratan keselamatan. Literatur TRB mengenai shotcrete serat baja membahas praktik batching dan pencampuran untuk shotcrete yang diperkuat serat baja, yang menunjukkan bahwa ini adalah aplikasi lapangan yang sudah matang.
Kasus penggunaan ini cocok:
- lapisan terowongan
- shotcrete stabilisasi lereng
- lapisan pendukung bawah tanah
Penggunaan 4: Elemen dan produk pracetak
Pekerjaan pracetak sering kali memiliki tepi yang tipis, titik-titik pengangkatan, ditambah getaran pengangkutan. Serat baja membantu mengurangi keretakan dalam penanganan. Serat baja juga meningkatkan ketangguhan, yang mengurangi risiko terkelupas dan kerusakan.
The Concrete Society mencantumkan elemen pracetak sebagai kategori aplikasi utama untuk beton bertulang serat.
Laporan serat ACI juga mencakup metode fabrikasi dan aplikasi di seluruh jenis serat, termasuk beton bertulang serat baja.
Produsen pracetak sering kali menyukai serat baja karena:
- mengurangi kemacetan baja di bagian yang tipis
- meningkatkan kontrol retakan pada proses demolding
- mendukung daya tahan tepi dalam layanan
Gunakan 5: Pelat komposit pada dek baja
Pelat dek komposit dapat menggunakan serat untuk membantu penyusutan dan pengendalian retak. The Concrete Society mencantumkan pelat komposit pada dek baja sebagai aplikasi utama untuk beton bertulang serat.
Kasus penggunaan ini masih memerlukan pemeriksaan desain struktural. Tim proyek harus memastikan kesesuaian serat dengan persyaratan tulangan susut dan praktik kode lokal.
Gunakan 6: Dek jembatan dan lapisan dek jembatan
Beton serat baja digunakan pada pekerjaan dek jembatan karena pengendalian retak dapat melindungi daya tahan. Laporan penelitian dan praktik menjelaskan beton bertulang serat baja pada dek dan lapisan jembatan, dengan penekanan pada pengendalian retak dan menahan intrusi larutan agresif.
Kasus penggunaan ini biasa terjadi ketika pemilik menginginkannya:
- lapisan yang tahan lama dengan keretakan yang terkendali
- perlindungan yang lebih baik dari baja tertanam
- mengurangi siklus perawatan
Beberapa lembaga juga mengevaluasi sistem serat berkinerja tinggi untuk pelapisan dan perbaikan.
Manfaat apa yang ditambahkan serat baja dalam proyek-proyek nyata?
Serat baja memberikan manfaat yang dapat dilihat oleh para kru.
Kontrol retak
Serat membantu mengendalikan retak dini dan retak susut jangka panjang pada pelat. The Concrete Society mencantumkan pengendalian retak sebagai alasan utama penggunaan serat pada lantai.
Kapasitas beban pasca-retak
Serat dapat menambah kekuatan sisa setelah retak. Ini adalah alasan utama mengapa serat digunakan pada pelat yang ditopang oleh tanah.
Ketangguhan di bawah benturan
Serat membantu slab tetap menyatu setelah terjadi kerusakan lokal. Hal ini sangat berguna di zona lalu lintas forklift dan zona penurunan.
Penanganan baja yang lebih sedikit di beberapa pelat
Serat dapat mengurangi kebutuhan akan jaring las pada desain pelat tertentu, tergantung pada penerimaan teknik. Hal ini dapat mengurangi risiko tenaga kerja dan jadwal.
Kisaran dosis yang umum untuk beton serat baja
Dosis tergantung pada tujuan desain. Dosis juga tergantung pada geometri serat dan ketebalan pelat.
Sebuah referensi praktis dari Concrete Society sangat jelas. Referensi tersebut menyatakan bahwa lantai yang ditopang oleh tanah industri sering kali menggunakan 20-50 kg/m³ dari serat baja.
Panduan teknis dan dokumen desain lainnya sering kali membahas rentang yang sama untuk aplikasi lantai, dengan dosis yang lebih tinggi untuk pelat tanpa sambungan atau desain khusus.
Anda juga harus mengetahui batas atas praktis untuk campuran normal. CCAA mencatat bahwa pada beton konvensional dengan agregat kasar yang khas, jarang sekali tingkat dosis serat baja melebihi sekitar 1% berdasarkan volume, yang digambarkan sebagai tentang 80 kg/m³, karena efek interferensi dalam campuran.
Aturan pembelian yang aman itu sederhana:
- Gunakan panduan pemasok untuk produk serat.
- Gunakan pengujian proyek ketika serat digunakan untuk kontribusi struktural.
Kiat pencampuran, penempatan, dan penyelesaian
Beton serat baja berhasil jika dispersi dapat dikontrol.
Langkah-langkah praktis yang mengurangi masalah:
- Para kru menambahkan serat secara bertahap, tidak dalam satu kali pembuangan.
- Pengemudi mencampur cukup lama untuk dispersi penuh.
- Pabrik mengontrol kemerosotan dengan campuran, bukan air tambahan.
- Finisher menyesuaikan pengaturan waktu karena serat dapat mengubah rasa permukaan.
ASTM C1116 juga menjelaskan batasan utama. Standar ini mencakup pasokan beton serat yang dikirim dengan campuran yang seragam. Ini tidak mencakup penempatan, konsolidasi, pengawetan, atau perlindungan setelah pengiriman. Pekerjaan tersebut tetap menjadi tanggung jawab kontraktor dan spesifikasi.
Batasan: ketika serat baja tidak menggantikan tulangan
Serat baja tidak menghilangkan kebutuhan akan desain struktural. Serat baja juga tidak menggantikan tulangan pada sebagian besar balok, kolom, dan pelat gantung.
Pratinjau panduan desain ACI menyatakan pendekatan konservatif untuk member struktur adalah dengan menggunakan tulangan untuk mendukung beban tarik total. Panduan ini juga mencatat bahwa serat dapat menambah dan mengurangi jumlah tulangan konvensional dalam beberapa kasus.
Jadi keputusannya harus mengikuti logika ini:
- Gunakan tulangan jika elemennya bersifat struktural dan berdasarkan kode.
- Gunakan serat baja untuk mengontrol keretakan dan meningkatkan ketangguhan.
- Gunakan tulangan hibrida ketika proyek membutuhkan kedua manfaat tersebut.
Standar dan pengujian yang digunakan untuk beton serat baja
Standar sangat penting ketika Anda menginginkan klaim performa yang dapat diandalkan.
Pasokan dan jenis serat
- ASTM C1116 mencakup pasokan beton bertulang serat, termasuk beton bertulang serat baja Tipe I.
Pengujian kekuatan sisa
- BS EN 14651 umumnya digunakan untuk beton serat logam untuk mengukur kekuatan tarik lentur dan nilai sisa. Concrete Society menjelaskan metode pengujian ini dan mencatat bahwa metode ini menggunakan balok berlekuk di bawah beban garis tengah.
Ini adalah pesan spesifikasi praktis:
- Jika Anda hanya menentukan “tambahkan serat baja”, Anda mungkin tidak akan mendapatkan hasil yang konsisten.
- Jika Anda menentukan target kekuatan sisa dengan pengujian yang diterima, Anda mengontrol kinerja.
Bimbingan ahli
Serat baja bekerja paling baik jika tujuannya jelas.
Alur keputusan yang sederhana dapat digunakan:
- Pemilik menentukan titik masalahnya. Titik masalahnya sering kali berupa keretakan lantai, kerusakan sambungan, ditambah biaya perbaikan.
- Insinyur menetapkan target kinerja. Target dapat berupa pengendalian retak saja, atau kapasitas residu pasca-retak.
- Kontraktor mencocokkan jenis dan dosis serat dengan target tersebut. Tim melakukan verifikasi dengan uji coba penuangan atau data uji bila diperlukan.
Ecocretefiber™ | Shandong Jianbang Chemical Fiber Co, Ltd.
Ecocretefiber™ mendukung proyek-proyek penguatan serat dengan panduan umum terlebih dahulu, kemudian pencocokan produk. Kami membantu pelanggan memilih jenis serat, menetapkan rencana dosis, kemudian menyelaraskan spesifikasi dengan standar dan metode pengujian yang tepat. Kami juga mendukung pekerjaan penawaran harga dan kerja sama dengan distributor.
Produk Terkait
- Serat Baja untuk Beton (ujung ketagihan, tipe lurus, lurus, atau cacat)
- Serat Mikro Polipropilen (kontrol penyusutan plastik)
- Serat Sintetis Makro Polipropilena (ketangguhan untuk lempengan)
- Serat PVA (komposit semen dengan ikatan tinggi)
- Serat Kaca AR (Sistem GRC)
Kesimpulan
Serat baja digunakan dalam beton untuk mengontrol keretakan dan menambah ketangguhan pasca retak. Serat ini paling banyak digunakan pada lantai dan trotoar industri. Serat ini juga digunakan pada shotcrete, pelat dek komposit, dan elemen pracetak.
Proyek yang baik memperlakukan serat baja sebagai sistem penguat yang dirancang, bukan sebagai bahan tambahan umum. Tim harus menghubungkan dosis dengan target dan memverifikasi kinerja dengan standar yang diterima seperti ASTM C1116 untuk suplai dan EN 14651 untuk pengujian lentur sisa jika relevan.
