Apa Arti Tg bagi Epoksi Struktural
Suhu transisi gelas (Tg) dari suatu epoksi adalah rentang suhu di mana resin yang diawetkan berubah dari padatan kaku seperti kaca menjadi keadaan lebih lunak seperti karet. Di bawah Tg, jaringan polimer kaku dan mampu menahan beban; di atas Tg, modulus turun tajam, rayapan meningkat, dan perekat tidak lagi dapat mentransfer gaya secara andal antara serat karbon dan substrat. Untuk sistem CFRP yang direkatkan secara eksternal, Tg perekat oleh karena itu menetapkan batas atas suhu layanan yang dapat ditahan oleh perkuatan. Menentukan epoksi struktural tanpa mengonfirmasi Tg-nya adalah salah satu kelalaian yang paling umum - dan paling berdampak - dalam proyek CFRP.
Mengapa Tg Mengatur Kinerja CFRP
Dalam pembasahan basah (wet lay-up) CFRP, epoksi impregnasi melakukan tiga tugas: menjenuhkan kain, merekatkan komposit ke beton, dan mentransfer geser antara serat dan substrat. Ketiganya bergantung pada resin yang tetap kaku. Ketika suhu resin mendekati Tg, modulus penyimpanannya dapat turun hingga satu orde besaran, kekuatan rekat turun, dan regangan efektif pada serat turun jauh di bawah nilai desain ACI 440.2R. Hasilnya adalah kehilangan kapasitas yang diam-diam sering tidak terdeteksi sampai terjadi peristiwa beban pada hari panas. Tg bukanlah angka pemasaran - ini adalah tebing suhu yang harus dihindari oleh desain.
Persyaratan Kode dan Margin Tg
ACI 440.2R mensyaratkan bahwa suhu layanan maksimum yang berkelanjutan dari elemen yang diperkuat harus tetap di bawah Tg perekat dengan margin yang aman. Konvensi yang banyak diadopsi adalah margin 15C: suhu layanan desain tidak boleh melebihi Tg dikurangi 15C. Kriteria penerimaan ICC-ES dan GB 50367 mengambil posisi serupa, mensyaratkan Tg perekat dilaporkan dengan DMA (ASTM E1640 / ISO 6721) dan melebihi suhu desain dengan jumlah yang ditentukan. Untuk sebagian besar interior bangunan dan elemen eksterior yang terlindung, Tg minimal 60C memenuhi aturan ini terhadap suhu permukaan puncak tipikal 45C.
Perekat Impregnasi FSE 322: Tg Minimal 60C
FidStrong FSE 322 adalah epoksi struktural impregnasi yang digunakan dalam pembasahan basah kain serat karbon FSC. Ini diformulasikan untuk aplikasi basah di lapangan, dengan Tg minimal 60C ketika diawetkan dalam kondisi standar (7 hari pada 23C, atau setara). Ini membuatnya cocok untuk sebagian besar aplikasi perkuatan bangunan dan jembatan di mana suhu permukaan desain tetap di bawah 45C. Untuk jadwal pengawetan yang lebih dingin atau lebih cepat, konfirmasikan Tg yang tercapai dengan DMA pada sampel yang diawetkan di lapangan, karena Tg sensitif terhadap suhu dan waktu pengawetan aktual - resin dengan peringkat Tg minimal 60C pada 23C/7d akan mencapai Tg yang lebih rendah jika diawetkan pada 10C.
Memilih Perekat yang Tepat Berdasarkan Suhu Layanan
| Suhu permukaan desain | Tg yang diperlukan (minimum) | Sistem yang direkomendasikan |
|---|---|---|
| Hingga 40C (interior, teduh) | 55C | FSE 322 + primer epoksi FSE 302 |
| Hingga 45C (eksterior terlindung) | 60C | FSE 322 (pengawetan standar) |
| Hingga 55C (sinar matahari langsung, permukaan gelap) | 70C | FSE 322 dengan pasca-pengawetan, atau varian Tg tinggi |
| Di atas 55C (zona panas industri) | sesuai analisis | Konsultasikan dengan FidStrong; pertimbangkan perlindungan mekanis |
Untuk pengeleman pelat, perekat pelat FSE 362 memiliki peringkat Tg sendiri - konfirmasikan memenuhi aturan margin yang sama sebelum menentukannya untuk lingkungan panas.
Verifikasi Tg di Lapangan
Tg yang dinyatakan pada lembar data teknis mencerminkan jadwal pengawetan tertentu. Kondisi lapangan jarang cocok persis. Untuk proyek kritis atau lingkungan panas, buat sampel balok dari campuran aktual, awetkan bersamaan dengan pekerjaan, dan uji dengan DMA atau DSC. Pasca-pengawetan selama 24-48 jam pada 40-50C akan meningkatkan Tg aktual FSE 322 menuju potensi penuhnya dan merupakan praktik yang baik ketika suhu desain mendekati batas Tg. Selalu catat riwayat pengawetan bersama dengan hasil Tg.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Dapatkah saya menggunakan epoksi di atas Tg-nya?
Tidak untuk transfer beban. Di atas Tg, ikatan dan transfer geser menurun dengan cepat. Jika suhu layanan puncak melebihi Tg dikurangi 15C, pilih perekat dengan Tg lebih tinggi, tambahkan perlindungan termal, atau turunkan peringkat sistem secara substansial.
Apakah pengawetan yang lebih cepat menurunkan Tg?
Ya. Tg tergantung pada derajat pengawetan. Pengawetan cepat pada suhu rendah membuat jaringan kurang matang dan Tg lebih rendah dari nilai TDS. Selalu konfirmasi Tg pada sampel yang diawetkan sesuai jadwal lapangan aktual.
Tg apa yang saya perlukan untuk struktur yang terpapar api?
Tg epoksi saja tidak dapat melindungi CFRP dalam kebakaran. Untuk elemen dengan peringkat tahan api, kombinasikan perekat yang sesuai kode dengan lapisan pelindung api yang diukur untuk peringkat yang diperlukan, dan asumsikan CFRP tidak aktif selama peristiwa kebakaran.