Keunggulan Fiber pada Beton

Beton populer dalam industri konstruksi karena dapat dibuat dari bahan lokal, harganya relatif murah, dan dapat dicor menjadi komponen bangunan dalam berbagai bentuk. Tidak hanya mencerminkan keindahan struktur bangunan tetapi juga memiliki ketahanan tekan yang relatif tinggi.

Masalah dengan bangunan beton

Beton terbuat dari bahan yang rapuh seperti semen. Karakteristik bahan yang digunakan untuk penuangan menentukan kekuatan tariknya yang rendah. Oleh karena itu, ketika beberapa komponen tekan digunakan dalam proyek sebenarnya, kuat tekannya yang rendah dapat menyebabkan munculnya retakan saat dikompresi, menyebabkan komponen tersebut pecah dan mengganggu stabilitas bangunan secara keseluruhan. Selama proses konstruksi, sifat mekanik beton mengalami penurunan terutama disebabkan oleh berbagai faktor pada bahan baku beton, penuangan, pemeliharaan, dan proses pengangkutan.

Beton memiliki bobot-yang besar, dan semakin tinggi kekuatan beton, semakin jelas pula kerapuhannya. Oleh karena itu, beton tidak dapat memenuhi persyaratan stabilitas-struktur bentang besar. Kedua, beton memiliki daya tahan yang rendah. Beton di lingkungan alaminya tidak selalu dapat dijaga pada suhu dan kelembapan yang konstan. Suhu yang terlalu tinggi akan merusak beton dan memuai serta merusak struktur bagian dalam, sedangkan suhu yang terlalu rendah akan menyebabkan beton menyusut dan menimbulkan banyak retakan.

Masa depan beton

Dengan terus berkembangnya teknologi konstruksi, penelitian telah dimulai menuju beton-performa tinggi, tahan-tekanan,-tahan retak, dan tahan lama. Dengan penelitian dan eksplorasi yang berkelanjutan pada industri bahan bangunan, ditemukan bahwa penambahan serat pada beton dapat meningkatkan kinerja beton hingga mencapai standar di atas.

Keunggulan beton bertulang serat

Kelemahan penting dari beton adalah materialnya tidak dapat memperbaikinya. Serat meningkatkan kinerja beton melalui sifat uniknya, seperti modulus elastisitas tinggi dan kekuatan tarik tinggi, namun serat tidak mengubah sifat kimia bahan beton, sehingga tidak merusak struktur internal beton.

Menghambat Retak

Serat mempunyai sifat fisik dan mekanik yang tinggi, seperti modulus elastisitas dan kekuatan tarik. Menambahkannya ke beton dapat secara efektif menghambat dan mencegah terjadinya retakan. Dibandingkan dengan serat lainnya, modulus elastisitas serat karbon 1-5 kali lebih tinggi dibandingkan serat lainnya, dan kekuatan tariknya 1-10 kali lebih tinggi dibandingkan serat lainnya. Serat karbon juga tahan terhadap suhu tinggi dan korosi.

Selama penuangan dan perawatan beton, khususnya pada bagian lentur, kondisi suhu dan kelembapan yang tidak standar akan menyebabkan keretakan awal pada beton. Di bawah tekanan, konsentrasi tegangan akan terbentuk pada ujung retakan awal pada beton. Terdapat retakan pada beton. Bila distribusi tegangan pada seluruh benda uji tidak merata, maka retakan akan terus membesar, yang pada akhirnya menyebabkan kerusakan pada beton, yang dalam kehidupan nyata menjadi bahaya keselamatan. Setelah penambahan serat karbon pada beton, ketika beton dikompresi, serat karbon dapat menyerap sebagian konsentrasi tegangan di ujung retakan dan memindahkan tegangan ke seluruh bagian beton melalui serat, sehingga menghambat timbulnya dan perluasan retakan.

Sifat Mekanik yang Ditingkatkan

Berbagai cacat akan terjadi selama pencampuran dan penuangan beton, seperti sejumlah kecil gelembung yang dihasilkan selama pencampuran yang tersisa di dalam beton. Ketika gelembung-gelembung tersebut hilang maka akan terbentuk cacat asli pada beton sehingga mengurangi kuat tekan beton. Ketika serat karbon ditambahkan ke beton, serat karbon yang ringan dan halus didistribusikan secara acak di dalam beton, dan gaya ikatan serta gesekan antara serat karbon tersebut dan matriks beton menghubungkan agregat dengan erat. Dan karena serat karbon berukuran kecil, maka dapat mengisi pori-pori yang dihasilkan oleh pencampuran beton, sehingga agregat menjadi lebih padat, sehingga meningkatkan kuat tekan beton.

Efek Penguatan

Semakin tinggi kekuatan beton, semakin jelas pula kerapuhannya. Penambahan serat karbon dapat memperbaiki struktur getas beton dan meningkatkan ketangguhannya. Ketika beton terkena beban luar, cacat awal internalnya perlahan-lahan akan berkembang menjadi retakan. Jika retakannya besar, serat karbon membangun jembatan di antara retakan tersebut dan dapat menyerap sebagian tegangan. Karena serat karbon memiliki sifat fisik dan mekanik yang baik, spesimen terus memperluas retakan di bawah tekanan, pertama-tama mengatasi gaya ikatan dan gesekan antara serat karbon dan matriks beton. Dalam proses ini, serat karbon menyerap banyak energi, memperpanjang waktu pemuaian retak, menghambat pemuaian retak, dan meningkatkan ketangguhan beton.

Kinerja beton serat