Τι είναι ένα φράγμα από σκυρόδεμα;

Ένα φράγμα από σκυρόδεμα είναι μια κατασκευή που σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε με σκοπό τη συγκράτηση του νερού, που συνήθως τοποθετείται κατά μήκος της διαδρομής ενός ποταμού. Τα φράγματα κατασκευάζονται για διάφορους λόγους, όπως ο έλεγχος των πλημμυρών, η παραγωγή ενέργειας και η διαχείριση του νερού. Ένα φράγμα από σκυρόδεμα είναι ο ισχυρότερος τύπος φράγματος που κατασκευάστηκε στη σύγχρονη εποχή και μπορεί να πάρει διάφορες μορφές. Το ίδιο το σκυρόδεμα είναι ένα οικοδομικό υλικό που κατασκευάζεται από νερό, τσιμέντο, άμμο και χαλίκι ή αδρανή.

Στη σύγχρονη εποχή, σχεδόν κάθε φράγμα κατασκευάζεται είτε εν μέρει είτε εξ ολοκλήρου από σκυρόδεμα. Το σκυρόδεμα είναι ένα εξαιρετικό υλικό για την κατασκευή φραγμάτων επειδή είναι πολύ ισχυρό όταν βρίσκεται υπό συμπίεση — συμπιεσμένο προς τα κάτω ή ώθηση μεταξύ τους. Πολλά σχέδια για φράγματα από σκυρόδεμα εκμεταλλεύονται αυτή την ιδιότητα για να παράγουν εξαιρετικά μεγάλα φράγματα, ικανά να συγκρατούν πολλά κυβικά μίλια (1 κυβικό μίλι = 4.2 κυβικά χλμ.) νερού.

Τα φράγματα που κατασκευάζονται από σκυρόδεμα έχουν τρία βασικά σχέδια. Ένα τοξοειδές φράγμα είναι ένα καμπύλο, σχετικά λεπτό παραπέτασμα από σκυρόδεμα, με την κοίλη πλευρά της καμπύλης στραμμένη προς τα κάτω. Αυτός ο τύπος φράγματος είναι κατασκευασμένος από συμπαγές σκυρόδεμα που είναι ενισχυμένο με χάλυβα. Βασίζεται στην πίεση του νερού πίσω του για να προσθέσει αντοχή καθώς αυτή η πίεση σπρώχνει τις πλευρές του φράγματος στους τοίχους εκατέρωθεν. Τα αψιδωτά φράγματα είναι ιδιαίτερα κατάλληλα για περιοχές όπου ρέει ποτάμι στον πυθμένα απότομων φαραγγιών ή φαραγγιών με συμπαγείς βραχώδεις τοίχους.

Ένα φράγμα βαρύτητας είναι ένας τύπος φράγματος που βασίζεται στη δική του μάζα για να το κρατήσει στη θέση του και να συγκρατήσει το νερό. Τα φράγματα βαρύτητας είναι συχνά ογκώδεις κατασκευές, μερικές φορές πάχους δεκάδων ποδιών (1 πόδι = 3 μέτρα). Το φράγμα είναι κατασκευασμένο από σκυρόδεμα, αλλά το κύριο τμήμα του εσωτερικού του είναι γεμάτο και όχι συμπαγές σκυρόδεμα. Ένα φράγμα βαρύτητας συνήθως δεν είναι καμπυλωτό και η διατομή θα μοιάζει με ορθογώνιο τρίγωνο, με τη σωστή γωνία στο κάτω μέρος στην πλευρά στραμμένη προς το νερό και την πλευρά που βλέπει μακριά από το νερό να έχει κλίση προς τα κάτω, έτσι ώστε το φράγμα να είναι παχύτερο στο κάτω μέρος . Τα φράγματα βαρύτητας είναι καλύτερα για περιοχές όπου δεν υπάρχει σταθερός βράχος ή τοίχοι φαραγγιών για αγκυροβόλια.

Ο τρίτος κύριος τύπος φράγματος από σκυρόδεμα είναι το τοξοειδές φράγμα βαρύτητας, το οποίο συνδυάζει τα χαρακτηριστικά τόσο του τοξοειδούς φράγματος όσο και του φράγματος βαρύτητας. Τα φράγματα αψίδας βαρύτητας είναι καμπύλα φράγματα που χρησιμοποιούν την αρχή του τόξου για να ενισχύσουν τη δύναμή τους, αλλά είναι πολύ παχύτερα από ένα τυπικό τοξωτό φράγμα και έχουν πυρήνα πλήρωσης. Είναι σχεδιασμένα έτσι ώστε το τεράστιο βάρος τους, σε συνδυασμό με την αυξημένη αντοχή ενός τόξου πάνω από μια δομή ευθείας γραμμής, να κρατά το φράγμα στη θέση του και να συγκρατεί το νερό.

Μερικά φράγματα από σκυρόδεμα μπορεί να έχουν πολλά μικρά τόξα ή στηρίγματα ή ένα ζευγάρι μεγάλες καμάρες ή άλλες παραλλαγές, αλλά τα περισσότερα, αν όχι όλα, είναι παραλλαγές σε ένα από τα τρία βασικά σχέδια. Ένας σχετικά τύπος σκυροδέματος, για την κατασκευή φραγμάτων από σκυρόδεμα, ονομάζεται συμπαγές σκυρόδεμα με κυλίνδρους και χρησιμοποιεί βαρείς κυλίνδρους για να πιέζει το σκυρόδεμα κατά την κατασκευή. Πολλά νεότερα φράγματα κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας αυτή την τεχνική, αλλά τα σχέδια εξακολουθούν να είναι των ίδιων βασικών τύπων. Ένα τυπικό φράγμα από σκυρόδεμα έχει υπερχειλιστές για την απελευθέρωση νερού όταν χρειάζεται, και πολλοί έχουν σχεδιαστεί για να χρησιμοποιούν τη ροή του νερού για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω υδροηλεκτρικών σταθμών. Το τρεχούμενο νερό που γυρίζει τεράστιους στρόβιλους παράγει έως και το 20% της παγκόσμιας ηλεκτρικής ενέργειας.