Dampak Fiberglass terhadap Ketahanan Erosi Beton Daur Ulang

Pengaruh fiberglass terhadap ketahanan erosi beton daur ulang (terbuat dari agregat beton daur ulang) merupakan topik yang sangat menarik dalam ilmu material dan teknik sipil. Meskipun beton daur ulang menawarkan manfaat lingkungan dan daur ulang sumber daya, sifat mekanis dan daya tahannya (misalnya, ketahanan erosi) seringkali lebih rendah daripada beton konvensional. Fiberglass, sebagaibahan penguat, dapat meningkatkan kinerja beton daur ulang melalui mekanisme fisika dan kimia. Berikut analisis detailnya:

1. Sifat dan FungsiSerat kaca

Fiberglass, bahan non-logam anorganik, menunjukkan karakteristik berikut:
Kekuatan tarik tinggi: Mengimbangi kapasitas tarik beton yang rendah.
Ketahanan korosi: Tahan terhadap serangan kimia (misalnya, ion klorida, sulfat).
Pengerasan dan ketahanan terhadap retak**: Menjembatani retakan mikro untuk menunda perambatan retakan dan mengurangi permeabilitas.

2. Kekurangan Daya Tahan Beton Daur Ulang

Agregat daur ulang dengan pasta semen sisa berpori pada permukaannya menyebabkan:
Zona transisi antarmuka lemah (ITZ): Ikatan yang buruk antara agregat daur ulang dan pasta semen baru, menciptakan jalur permeabel.
Kedap air rendah: Agen erosif (misalnya, Cl⁻, SO₄²⁻) mudah menembus, menyebabkan korosi baja atau kerusakan ekspansif.
Ketahanan terhadap beku-cair yang buruk: Pemuaian es di pori-pori menyebabkan keretakan dan pengelupasan.

3. Mekanisme Fiberglass dalam Meningkatkan Ketahanan Erosi

(1) Efek Penghalang Fisik
Penghambatan retakan: Serat yang tersebar merata menjembatani retakan mikro, menghalangi pertumbuhannya dan mengurangi jalur bagi agen erosif.
Peningkatan kekompakan: Serat mengisi pori-pori, menurunkan porositas dan memperlambat penyebaran zat berbahaya.

(2) Stabilitas Kimia
Fiberglass tahan alkali(misalnya, kaca AR): Serat yang diberi perlakuan permukaan tetap stabil di lingkungan alkali tinggi, sehingga terhindar dari degradasi.
Penguatan antarmuka: Ikatan serat-matriks yang kuat meminimalkan cacat pada ITZ, mengurangi risiko erosi lokal.

(3) Ketahanan terhadap Jenis Erosi Tertentu
Ketahanan ion klorida: Pengurangan pembentukan retak memperlambat penetrasi Cl⁻, menunda korosi baja.
Ketahanan serangan sulfat: Pertumbuhan retak yang ditekan mengurangi kerusakan akibat kristalisasi dan pemuaian sulfat.
Daya tahan beku-cair: Fleksibilitas serat menyerap tekanan dari pembentukan es, meminimalkan pengelupasan permukaan.

4. Faktor-faktor Utama yang Mempengaruhi

Dosis serat: Kisaran optimal adalah 0,5%–2% (berdasarkan volume); serat yang berlebihan menyebabkan pengelompokan dan berkurangnya kekompakan.
Panjang dan dispersi serat: Serat yang lebih panjang (12–24 mm) meningkatkan ketangguhan tetapi memerlukan distribusi yang seragam.
Kualitas agregat daur ulang: Penyerapan air yang tinggi atau kandungan mortar sisa melemahkan ikatan serat-matriks.

5. Temuan Penelitian dan Kesimpulan Praktis

Dampak positif: Sebagian besar penelitian menunjukkan bahwaserat kacaPenambahan fiberglass secara signifikan meningkatkan impermeabilitas, ketahanan terhadap klorida, dan ketahanan terhadap sulfat. Misalnya, 1% fiberglass dapat mengurangi koefisien difusi klorida sebesar 20%–30%.
Performa jangka panjang: Daya tahan serat dalam lingkungan alkali perlu diperhatikan. Pelapis tahan alkali atau serat hibrida (misalnya, dengan polipropilena) meningkatkan daya tahannya.
Keterbatasan: Agregat daur ulang berkualitas buruk (misalnya, porositas tinggi, kotoran) dapat mengurangi manfaat serat.

6. Rekomendasi Aplikasi

Skenario yang cocok: Lingkungan laut, tanah asin, atau struktur yang memerlukan beton daur ulang dengan daya tahan tinggi.
Optimalisasi campuran: Uji dosis serat, rasio penggantian agregat daur ulang, dan sinergi dengan aditif (misalnya, silika fume).
Kontrol kualitas: Pastikan penyebaran serat merata untuk menghindari penggumpalan selama pencampuran.

Ringkasan

Fiberglass meningkatkan ketahanan erosi beton daur ulang melalui penguatan fisik dan stabilisasi kimia. Efektivitasnya bergantung pada jenis serat, dosis, dan kualitas agregat daur ulang. Penelitian di masa mendatang sebaiknya berfokus pada ketahanan jangka panjang dan metode produksi yang hemat biaya untuk memfasilitasi aplikasi rekayasa skala besar.