UHPC berarti Beton Berkinerja Sangat Tinggi. Beton normal adalah beton standar yang digunakan untuk sebagian besar pelat, balok, kolom, dan pondasi. Perbedaan utamanya bukan hanya pada kekuatan. Perbedaan yang lebih besar adalah bagaimana material berperilaku setelah retak, dan seberapa baik ia memblokir air dan garam selama masa pakai yang lama. UHPC biasanya membutuhkan kontrol produksi yang ketat. Beton normal lebih tahan lama, lebih murah, dan lebih mudah didapat dalam skala besar.
Di bawah ini adalah perbandingan praktis yang membantu Anda memilih bahan yang tepat untuk proyek Anda.
Apa itu beton normal?
Beton normal adalah bahan bangunan berbasis semen utama yang digunakan dalam konstruksi sehari-hari. Beton ini menggunakan semen, air, agregat halus, agregat kasar, dan bahan tambahan bila diperlukan. Kekuatan tekannya bervariasi berdasarkan desain, tetapi banyak campuran penggunaan umum termasuk dalam kategori 20-40 MPa jangkauan.
Beton normal bekerja dengan baik karena mudah untuk ditumpuk, mudah ditempatkan, dan juga hemat biaya. Beton ini juga mudah diperkuat dengan tulangan. Begitulah cara sebagian besar sistem beton struktural menangani tegangan.
Di mana beton normal adalah hal yang umum
- yayasan perumahan
- balok dan kolom dengan tulangan
- lempengan di atas tanah
- trotoar
- dinding penahan
Apa itu UHPC?
UHPC adalah komposit semen yang canggih. Biasanya serat diperkuat, memiliki rasio air-ke-pengikat yang sangat rendah, serta menggunakan pengemasan partikel yang dioptimalkan. FHWA mendeskripsikan UHPC sebagai komposit semen dengan w/cm di bawah 0,25, ditambah dengan persentase yang tinggi dari internal yang terputus-putus penguat serat. FHWA juga mencatat kekuatan tekan UHPC di atas 150 MPa, ditambah kekuatan tarik pasca-retak yang berkelanjutan di atas 5 MPa, dengan struktur pori-pori terputus-putus yang mengurangi masuknya cairan.
ACI 239R-18 memberikan cakupan yang serupa. Ini membatasi UHPC untuk beton dengan kekuatan tekan minimum yang ditentukan 150 MPa, ditambah daya tahan yang ditentukan, keuletan tarik, dan persyaratan ketangguhan. ACI mencatat bahwa serat umumnya disertakan untuk memenuhi persyaratan tersebut. ACI juga menyoroti permeabilitas yang sangat rendah karena struktur pori-pori yang padat dan terputus-putus.
UHPC sering kali diproduksi dengan semen, asap silika, pasir kuarsa halus, pereduksi air jarak jauh, dan serat. ACI melaporkan rasio pengikat air yang khas sekitar 0.15-0.25. ACI juga mencatat bahwa UHPC sering menggunakan kandungan serat 2% atau lebih berdasarkan volume, karena serat mendorong keuletan tarik.
Perbedaan #1: Desain dan bahan campuran
Penggunaan beton normal agregat kasar sebagai kerangka utama. Hal ini mengurangi kandungan pasta, serta mengurangi biaya. Campuran ini dirancang untuk memenuhi persyaratan kemampuan kerja, kekuatan, dan daya tahan, tetapi biasanya memiliki toleransi yang lebih luas untuk variasi lapangan.
UHPC biasanya mengubah strategi. Ini sering kali mengurangi atau menghilangkan agregat kasar dalam matriks untuk meningkatkan homogenitas. Metode ini mengandalkan pengemasan partikel dengan ukuran yang halus untuk mengurangi ruang kosong. ACI merangkum tiga prinsip utama: homogenitas yang lebih tinggi, kepadatan yang lebih tinggi melalui pengemasan, ditambah keuletan yang lebih tinggi melalui serat.
FHWA juga membingkai UHPC sebagai sistem gradasi yang dioptimalkan dengan w/cm rendah, ditambah dengan volume serat yang tinggi.
Hasil praktis di lokasi
- Beton normal dapat diproduksi oleh sebagian besar pabrik beton siap pakai dengan kontrol standar.
- UHPC sering kali membutuhkan kontrol bahan baku yang lebih ketat, kontrol kelembaban yang lebih ketat, ditambah energi pencampuran yang lebih tinggi. ACI mencatat bahwa pencampuran UHPC berbeda dan membutuhkan energi ekstra karena air yang terbatas ditambah sedikit agregat kasar.
Perbedaan #2: Kekuatan dan perilaku retak
Beton normal memiliki kekuatan tekan yang baik. Beton ini memiliki kekuatan tarik yang lemah, sehingga akan retak jika terkena tegangan. Dalam desain struktural, tulangan memikul sebagian besar gaya tarik. Beton membawa kompresi.
UHPC mendorong kekuatan tekan dan kinerja tarik pasca-retak jauh lebih tinggi. FHWA melaporkan kekuatan tekan UHPC di atas 150 MPa, ditambah kekuatan tarik pasca-retak yang berkelanjutan di atas 5 MPa.
ACI juga menyoroti daktilitas tarik, ditambah perilaku pengerasan regangan atau elastis-plastik di bawah tegangan uniaksial dalam formulasi UHPC yang khas.
Apa artinya ini dalam praktiknya
- Beton normal retak lebih awal di bawah tekanan, sehingga pengendalian retak sangat bergantung pada tata letak tulangan, penutup, dan juga detail.
- UHPC dapat membawa tegangan tarik setelah retak karena serat menjembatani retakan. Lebar retakan dapat tetap rapat, ditambah lagi material dapat menyerap lebih banyak energi sebelum mengalami kegagalan.
UHPC tidak menghilangkan kebutuhan akan rekayasa. Ini mengubah apa yang mungkin dilakukan. UHPC juga memungkinkan desainer mengurangi beberapa tulangan konvensional pada elemen tertentu ketika metode desain memungkinkan. ACI mencatat serat baja dapat meningkatkan keuletan, ditambah lagi dapat menghilangkan beberapa tulangan baja ringan pada kasus-kasus tertentu.
Perbedaan #3: Daya tahan dan permeabilitas
Beton normal dapat tahan lama, tetapi daya tahan tergantung pada kontrol rasio air-semen, disiplin pengawetan, ketebalan lapisan, serta desain kelas eksposur. Jika retakan terbuka lebar, air ditambah klorida dapat mencapai baja lebih cepat. Hal itu meningkatkan risiko korosi.
UHPC dikenal luas karena permeabilitasnya yang sangat rendah. FHWA menghubungkan hal ini dengan struktur pori-pori terputus-putus yang mengurangi masuknya cairan.
ACI juga menyatakan UHPC memiliki permeabilitas yang sangat rendah karena struktur pori-pori yang padat dan terputus-putus.
Ada juga bukti pengujian yang kuat di balik klaim ini. Dalam pekerjaan karakterisasi properti material UHPC FHWA, Graybeal melaporkan penetrasi klorida yang cepat (ASTM C1202) di bawah ini 50 coulomb untuk UHPC yang diolah dengan uap, ditambah nilai yang jauh lebih rendah dari waktu ke waktu untuk UHPC yang tidak diolah saat matang.
Di mana hal ini paling penting
- zona laut
- paparan garam penghilang lapisan es
- zona percikan bahan kimia
- daerah pembekuan-pencairan dengan kelembaban tinggi
- sambungan jembatan dan lubang penutup, di mana kebocoran sering terjadi
Perbedaan #4: Produksi, pengawetan, dan kontrol kualitas
Produksi beton normal sudah terstandarisasi. Sebagian besar pabrik dapat menghasilkannya dengan QC rutin. Penempatan dan pengawetan masih penting, tetapi alur kerjanya sudah tidak asing lagi.
UHPC membutuhkan kontrol proses yang lebih ketat. ACI menjelaskan bahwa UHPC mengandung air yang terbatas ditambah sedikit agregat kasar, sehingga pencampuran membutuhkan energi ekstra untuk mendispersikan air dan mengatasi aksi pencampuran internal yang rendah.
UHPC juga memiliki jalur pengujian yang lebih formal di banyak proyek. ASTM C1856 / C1856M adalah praktik yang dirujuk secara luas untuk fabrikasi dan pengujian spesimen UHPC. Ringkasan standar publik mencatat bahwa ini berlaku untuk UHPC dengan kekuatan tekan yang ditentukan setidaknya 120 MPa, ditambah ukuran agregat maksimum nominal di bawah 5 mm, ditambah rentang aliran yang ditentukan.
Dampak praktis
- UHPC menuntut disiplin batching yang kuat.
- UHPC mendapat manfaat dari campuran percobaan, ditambah rencana pengawetan yang konsisten.
- UHPC sering kali membutuhkan kru terlatih untuk pencampuran, penempatan, dan finishing.
Perbedaan #5: Biaya dan nilai
Beton normal menang dalam hal biaya material. Tersedia secara luas. Cocok untuk sebagian besar kebutuhan struktural ketika diperkuat dengan baja.
Biaya UHPC lebih mahal. ACI secara eksplisit mencatat bahwa biaya UHPC lebih tinggi dibandingkan dengan beton konvensional, sehingga penggunaannya harus difokuskan pada aplikasi yang menggunakan beberapa sifat menguntungkan sekaligus.
Jadi keputusannya jarang sekali “UHPC di mana-mana.” Keputusannya biasanya adalah “UHPC yang menghemat biaya siklus hidup.”
Ketika UHPC bisa hemat biaya
- bagian yang lebih tipis yang mengurangi beban mati
- lapisan tahan lama yang memperpanjang masa pakai
- tuang penutup yang mengurangi masalah kebocoran
- elemen di mana perbaikan korosi mahal
- proyek-proyek dengan biaya waktu henti yang tinggi
Di mana UHPC masuk akal, di mana beton normal masuk akal
Beton normal adalah pilihan standar untuk sebagian besar struktur. Ekonomis. Sudah terbukti. Mudah untuk mendapatkannya.
UHPC adalah pilihan strategis. Pilihan terbaik ketika Anda membutuhkan banyak keuntungan pada saat yang sama: kekuatan tinggi, daya tahan tinggi, kontrol retakan yang ketat, dan masa pakai yang lama.
Pilih beton normal bila
- strukturnya standar
- Detail tulangan sangat mudah
- eksposurnya sedang
- kesederhanaan rantai pasokan itu penting
- anggaran yang ketat
Pilih UHPC bila
- daya tahan mendorong kasus bisnis
- Anda membutuhkan elemen yang ramping
- Anda membutuhkan kinerja tarik yang tinggi dari sistem material
- risiko korosi tinggi
- tuang atau sambungan penutup harus tetap kedap air
FHWA menyoroti UHPC untuk solusi infrastruktur jembatan, termasuk lapisan tipis, pelapis, cangkang, serta sambungan cor lapangan antara elemen pracetak.
Panduan ahli: pilihan serat untuk proyek UHPC
Performa UHPC sangat bergantung pada serat. ACI mencatat peningkatan keuletan berasal dari serat, dengan kandungan serat yang khas 2% atau lebih berdasarkan volume, sedangkan kandungan maksimum tergantung pada bentuk serat, rasio aspek, serta batas kemampuan kerja.
Hal ini menjadikan pemilihan serat sebagai pengungkit rekayasa yang nyata. Hal ini berdampak pada perilaku tarik, kontrol lebar retakan, energi pencampuran, serta kualitas hasil akhir.
Seperti apa proses dukungan UHPC yang baik
- tentukan eksposur, ditambah umur target
- menentukan kebutuhan kinerja tarik, tidak hanya kekuatan tekan
- pilih jenis serat, ditambah geometri berdasarkan target tersebut
- menjalankan campuran uji coba untuk aliran, dispersi serat, dan perilaku usia dini
- memverifikasi kinerja dengan pengujian yang diterima untuk ruang lingkup proyek
Dukungan Ecocretefiber™
Ecocretefiber™ adalah merek serat dari Shandong Jianbang Chemical Fiber Co, Ltd. Jika Anda mengembangkan campuran gaya UHPC, kami dapat mendukung pemilihan serat, perencanaan dosis, serta panduan pencampuran, kemudian beralih ke pasokan yang stabil untuk produksi berulang. Hal ini sangat berguna untuk pabrik pracetak, ditambah kontraktor yang menginginkan penuangan penutupan yang konsisten atau solusi perbaikan yang tahan lama.
Kesimpulan
Perbedaan antara UHPC dan beton normal lebih besar dari kekuatan tekan. Beton normal adalah pilihan standar karena ekonomis, tersedia secara luas, dan mudah dibangun. UHPC adalah komposit padat yang diperkuat serat dengan kekuatan yang sangat tinggi, kapasitas tarik pasca-retak yang berkelanjutan, serta permeabilitas yang sangat rendah.
UHPC paling masuk akal jika daya tahan dan masa pakai yang lama membenarkan biaya material yang lebih tinggi. Beton normal tetap paling cocok untuk sebagian besar struktur konvensional. Proyek terbaik menggunakan setiap material yang memberikan nilai paling tinggi.
