Wat is voorgespannen beton?
Voorgespannen beton is een combinatie van zeer sterk beton en stalen strengen. Deze combinatie maakt een zeer sterk constructiemateriaal dat wordt gebruikt bij het bouwen van dakplaten, brugliggers en spoorverbindingen. Voorgespannen beton werd in 1886 uitgevonden en gepatenteerd door Henry Jackson, een ingenieur uit San Francisco. Dit type beton werd het materiaal van keuze in Europa na de Tweede Wereldoorlog, vanwege het tekort aan staal. De Walnut Lane Memorial Bridge, gebouwd in 1951 in Philadelphia, Pennsylvania, werd de eerste structuur in Amerika gemaakt van dit soort materiaal.
Een gewone betonnen balk, zelfs zonder lading, worstelt om zijn eigen gewicht te dragen. Wanneer servicebelastingen worden toegevoegd aan het gewicht van de balk, ontwikkelt deze haarscheurtjes. Naarmate de tijd verstrijkt, zullen deze scheuren groter worden en uiteindelijk zal het beton afbrokkelen. Dunne betonnen kussentjes hebben de neiging om te buigen wanneer extra gewicht wordt toegevoegd, wat resulteert in het verschuiven van het huis. Deze veranderingen zijn de reden waarom voorgespannen beton werd uitgevonden.
Voorgespannen beton kan op twee verschillende manieren worden gemaakt; voorspanning en naspanning. De voorspanningsmethode omvat het strekken van staalstrengen met hoge treksterkte tussen aanslagen die zich aan beide uiteinden van het betongietbed bevinden. Nadat de strengen zijn aangeleerd, wordt beton in de bedden gegoten, waar het omgeeft en zich aan de strengen hecht. Als het beton droog is, is het aan het staal gehecht. Nadat het beton de gewenste sterkte heeft bereikt, worden de strengen losgelaten, waardoor het beton een lichte boog ontwikkelt die beter bestand is tegen zware belastingen.
Er zijn verschillende redenen om dit type beton in verschillende structuren te gebruiken. Balken zijn gemaakt van voorgespannen beton zodat ze stress kunnen weerstaan zonder te barsten. Een stapel is voorgespannen zodat deze niet afbrokkelt met de krachten van zwaar transport en rijden. Kolommen zijn gemaakt van voorgespannen beton, zodat ze niet knikken onder het gewicht van zware lasten. Dunne betonblokken zijn voorgespannen om te voorkomen dat ze onder normaal gewicht buigen.
Voorgespannen beton maken met behulp van de naspanningmethode omvat het toepassen van compressie nadat het beton is gegoten en uitgehard. Het beton wordt gegoten rond een gebogen kanaal waar stalen strengen doorheen zijn gegaan. Bij het uitharden wordt de spanning op de strengen aangebracht met behulp van hydraulische vijzels. De strengen worden vervolgens vastgeklemd zodat de spanning blijft bestaan nadat de hydraulische vijzels zijn verwijderd.
Beton gemaakt via de naspanningsmethode wordt gebruikt als monolithische platen voor huizen in gebieden met uitgestrekte bodems zoals adobe-klei. Dit type beton wordt ook gebruikt voor het maken van structuren waar seizoensgebonden expansie en krimp van de bodem een probleem is. Nagespannen beton is zeer efficiënt voor het bouwen van gebouwen met een uitgebreider ontwerp.