Co to jest beton sprężony?

Beton sprężony to połączenie betonu o wysokiej wytrzymałości i splotów stalowych. To połączenie tworzy bardzo mocny materiał konstrukcyjny, który jest używany do budowy połaci dachowych, dźwigarów mostowych i podkładów kolejowych. Beton sprężony został wynaleziony i opatentowany w 1886 roku przez Henry’ego Jacksona, inżyniera z San Francisco. Ten rodzaj betonu stał się po II wojnie światowej materiałem wybieranym w Europie z powodu braku stali. Most Walnut Lane Memorial Bridge, zbudowany w 1951 roku w Filadelfii w Pensylwanii, stał się pierwszą konstrukcją w Ameryce wykonaną z tego typu materiału.

Zwykła belka betonowa, nawet bez obciążenia, z trudem unosi swój ciężar. Gdy do ciężaru belki doda się obciążenia eksploatacyjne, powstają rysy włoskowate. W miarę upływu czasu pęknięcia te będą się powiększać i ostatecznie beton się rozpadnie. Cienkie podkładki betonowe mają tendencję do wyginania się, gdy dodawany jest dodatkowy ciężar, co powoduje przemieszczenie domu. Te zmiany sprawiły, że wynaleziono beton sprężony.

Beton sprężony można wykonać dwoma różnymi metodami; napięcie wstępne i napięcie końcowe. Metoda wstępnego naprężenia polega na rozciąganiu stalowych cięgien o wysokiej wytrzymałości pomiędzy przyczółkami znajdującymi się na obu końcach betonowego łoża. Po naprężeniu pasm beton wlewa się do łoża, gdzie otacza i przylega do pasm. Gdy beton wyschnie, zwiąże się ze stalą. Po osiągnięciu przez beton pożądanej wytrzymałości splotki są uwalniane, co powoduje, że beton tworzy lekki łuk, który czyni go bardziej odpornym na duże obciążenia.

Jest kilka powodów, aby stosować ten rodzaj betonu w różnych konstrukcjach. Belki są wykonane z betonu sprężonego, dzięki czemu są odporne na naprężenia bez pękania. Stos jest sprężony, dzięki czemu nie kruszy się pod wpływem ciężkiego transportu i jazdy. Słupy wykonane są z betonu sprężonego, dzięki czemu nie uginają się pod ciężarem dużych obciążeń. Cienkie podkładki betonowe są sprężone, aby nie uginały się pod normalnym ciężarem.

Tworzenie betonu sprężonego metodą naprężania polega na zastosowaniu ściskania po wylaniu i utwardzeniu betonu. Beton jest wylewany wokół zakrzywionego kanału, przez który przebiegały stalowe pasma. Po utwardzeniu pasma są naprężane za pomocą podnośników hydraulicznych. Pasma są następnie zaklinowane na miejscu, aby napięcie pozostało po usunięciu podnośników hydraulicznych.

Beton powstały metodą naprężania jest stosowany jako monolityczne płyty do domów położonych na terenach o rozległych glebach, takich jak glina adobowa. Ten rodzaj betonu jest również używany do tworzenia konstrukcji, w których problemem jest sezonowa ekspansja i kurczenie się gruntu. Beton kablobetonowy jest bardzo wydajny przy budowie budynków o bardziej skomplikowanych pracach projektowych.