Co to jest beton sprężony?
Beton sprężony to połączenie betonu o wysokiej wytrzymałości i stalowych pasm. Ta kombinacja tworzy bardzo mocny materiał konstrukcyjny, który jest stosowany do budowy płyt dachowych, dźwigarów mostowych i więzi kolejowych. Beton sprężony został wynaleziony i opatentowany w 1886 roku przez inżyniera z San Francisco Henry'ego Jacksona. Ten rodzaj betonu stał się materiałem z wyboru w Europie po II wojnie światowej ze względu na niedobór stali. Most Walnut Lane Memorial Bridge, zbudowany w 1951 r. W Filadelfii w Pensylwanii, stał się pierwszą budowlą w Ameryce wykonaną z tego rodzaju materiałów.
Zwykła betonowa belka, nawet bez ładunku, walczy o udźwig. Po dodaniu obciążeń serwisowych do ciężaru belki powstają pęknięcia linii włosów. 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 przesunięcie domu. Zmiany te spowodowały wynalezienie sprężonego betonu.
Beton sprężony można utworzyć za pomocą dwóch różnych metod; napięcie wstępne i dodatkowe. Metoda naprężenia wstępnego polega na rozciąganiu pasm stali o wysokiej wytrzymałości między filarami umieszczonymi na obu końcach betonowego łoża odlewniczego. Po nauczeniu pasm beton wlewa się do łóżek, gdzie otacza i przylega do pasm. Gdy beton wyschnie, połączy się ze stalą. Po osiągnięciu przez beton pożądanej wytrzymałości pasma są uwalniane, co powoduje powstanie lekkiego łuku, który czyni go bardziej odpornym na duże obciążenia.
Istnieje kilka powodów, dla których można użyć tego rodzaju betonu w różnych konstrukcjach. Belki są wykonane ze sprężonego betonu, dzięki czemu są odporne na naprężenia bez pękania. Pala jest wstępnie sprężona, więc nie kruszy się pod wpływem ciężkiego transportu i jazdy. Kolumny są wykonane ze sprężonego betonu, dzięki czemu nie wyginają się pod ciężarem dużych obciążeń. Cienkie podkładki betonowe są wstępnie sprężane, aby zapobiec ich wyginaniu się pod normalnym ciężarem.
Tworzenie betonu sprężonego metodą naprężenia wymaga zastosowania kompresji po wylaniu i stwardnieniu betonu. Beton wylewa się wokół zakrzywionego kanału, przez który przebiegały stalowe pasma. Po utwardzeniu napięcie jest przykładane do pasm za pomocą podnośników hydraulicznych. Następnie pasma zostają zaklinowane na miejscu, aby napięcie zostało usunięte po usunięciu podnośników hydraulicznych.
Beton wytworzony metodą naprężenia jest stosowany jako monolityczne płyty do domów położonych w obszarach o rozległych glebach, takich jak glina Adobe. Ten rodzaj betonu jest również wykorzystywany do tworzenia konstrukcji, w których problemem jest sezonowe rozszerzanie się i kurczenie gleby. Beton po naprężeniu jest bardzo wydajny w budowaniu budynków o bardziej skomplikowanych projektach.