Prednapregnuti beton je tip betona koji je strateški prethodno opterećen tlačnim silama kako bi se poboljšala njegova strukturna čvrstoća i performanse. Prednapregnuti beton je jedan od najinovativnijih građevinskih materijala u posljednjih nekoliko godina, koji je revolucionirao modernu tehnologiju gradnje i dizajna.
Tehnike u izradi prednapregnutog betona uključuju korištenje čeličnih tetiva visoke čvrstoće koji su zategnuti unutar betona. Ova metoda povećava nosivost betona i poboljšava njegovu otpornost na pucanje i progib, što ga čini raznovrsnim i popularnim rješenjem u modernoj gradnji i dizajnu.
Šta je prednapregnuti beton?
Stvaranje prednapregnutog betona uključuje njegovo sabijanje, odnosno „prednaprezanje“ tokom proizvodnje kako bi se bolje suprotstavio vanjskim silama kada se postavi na svoje mjesto. Kompresija betona se dešava sa čeličnim tetivama koje proizvođači postavljaju unutar ili uz beton kako bi poboljšali njegove performanse. Proizvođači koriste dvije glavne vrste čeličnih tetiva: prethodno zategnute tetive i naknadno zategnute tetive.
Sa prethodno zategnutim tetivama, čelične niti ili žice koje se koriste kao tetive se naprežu prije nego što se beton zalije. Proizvođači razvlače tetive između sidrišta, a zatim na njih primjenjuju napetost. Kada primene silu na tetive, izlivaju beton oko njih. Kako se beton suši, prijanja na tetive. Prethodno zategnuti beton je uobičajen za montažne betonske elemente kao što su grede, zidovi i ploče.
Naknadno zategnute tetive se naprežu nakon što se beton očvrsne. Nakon što se beton osuši, tetive se dodaju u kanal unutar betona i zategnu hidrauličnim dizalicama. Tetive su usidrene kako bi se održala napetost. Naknadno zategnute tetive su češći za betonske konstrukcije koje se izlijevaju na mjestu i nude veću fleksibilnost dizajna.
Inovacije u prednapregnutom betonu
Rane tehnike za ojačavanje betona čelikom pojavile su se u kasnom 19. i ranom 20. stoljeću. Neki od najranijih prednapregnutih dizajna proizašli su iz rada francuskog građevinskog inženjera Eugenea Freysinneta koji je učinio mnogo da unaprijedi ideje o prednaprezanju betona. Belgijski inženjer Gustave Magnel i njemački inženjer Eugen Morsch kasnije su samostalno uveli i razvili koncept prednapregnutog betona 1930-ih.
Institut za prednapregnuti beton osnovan je u Sjedinjenim Državama 1954. godine. Ova organizacija je odigrala važnu ulogu u unapređenju znanja i tehnika u industriji prednapregnutog betona. Danas slične organizacije postoje širom svijeta u Kanadi, Velikoj Britaniji, Australiji, Južnoj Africi i Evropi.
Tokom godina, važan napredak u materijalima i proizvodnji stvorio je nove inovacije u tehnologiji prednapregnutog betona. Razvoj čeličnih tetiva visoke čvrstoće i poboljšani sistemi sidrenja povećali su čvrstoću prednapregnutog betona. Kompjuterski potpomognuto projektovanje i poboljšana tehnologija takođe su poboljšali tačnost i optimizaciju prednapregnutih konstrukcija.
Upotreba prednapregnutog betona
Postoje brojne i široke primjene za prednapregnuti beton zbog svojih prednosti.
Mostovi
Prednapregnuti beton je popularan u mostogradnji zbog svoje sposobnosti da se proteže na velike udaljenosti i svoje ogromne čvrstoće. Prednapregnuti mostovi mogu se protezati na velike udaljenosti uz zadržavanje strukturalnog integriteta i minimiziranja broja potrebnih potpornih stubova.
Zgrade
Arhitekte uveliko koriste prednapregnuti beton u dizajnu visokih zgrada, posebno u elementima kao što su podne ploče, stupovi i grede. Povećano nosivo opterećenje prednapregnutog betona znači da omogućava duže raspone i smanjuje potrebu za srednjom podrškom, što također predstavlja značajnu uštedu. Popularan je i za stambene i poslovne zgrade.
Nuklearna i eksplozijska postrojenja
Inženjeri su počeli da se oslanjaju na čvrstoću prednapregnutog betona u strukturama zaštite pod visokim pritiskom kao što su nuklearna postrojenja i petrohemijske strukture rezervoara za eksploziju. Za ove namjene, proizvođači kreiraju specijalizirane prednapregnute komponente kako bi povećali njihovu otpornost na pucanje i curenje.
Parking konstrukcije i trotoari
Parking garaže i trotoari podložni su stalnom opterećenju, tako da inženjeri redovno koriste prednapregnuti beton kako bi se minimiziralo stvaranje pukotina i osigurao dugotrajan učinak. Ova otpornost na pukotine omogućava graditeljima da sipaju veće ploče nego što bi to mogli sa običnim armiranim betonom. Ovo omogućava veći razmak spojeva kako bi se smanjili troškovi spajanja i održavanje spojeva.
Strukture vezane za vodu
Voda vrši ogroman pritisak i trenje, tako da su primjene vode idealne za prednapregnute betone. Prednapregnuti beton je uobičajen za upotrebu u branama i priobalnim građevinama kao što su naftne platforme, vjetroelektrane i infrastruktura na moru. U ovim primjenama je od vitalnog značaja da se zaštita od korozije primjenjuje na sve izložene čelične tetive kako bi se osigurala dugotrajna trajnost.
Stadioni i sportski objekti
Dugi raspon i visoka čvrstoća prednapregnutog betona čine ga idealnim za arene, stadione i druge sportske objekte. Budući da prednapregnuti beton ne zahtijeva toliku potporu, arhitekte mogu omogućiti više otvorenog prostora za nesmetano gledanje i otvorene rasporede za fleksibilan raspored sjedenja.
Kvalitete prednapregnutog betona
Prednapregnuti beton ima mnoge vrijedne kvalitete koje ga čine idealnim građevinskim materijalom za određene dizajne, ali postoje i nedostaci koje graditelji također moraju uzeti u obzir prilikom odlučivanja o optimalnom građevinskom materijalu za korištenje.
Snaga
Prednapregnuti beton nudi veću čvrstoću u odnosu na druge vrste armiranog betona. Prednaprezanje uvodi komprimirane sile koje se suprotstavljaju vanjskim silama, omogućavajući konstrukciju s dužim rasponima i većim nosivostima.
Poboljšana izdržljivost
Prednaprezanje ove vrste betona pomaže da se minimizira pucanje, izvijanje i deformacija zbog velikih opterećenja. To znači povećanu izdržljivost i otpornost na vanjske faktore koji bi narušili integritet njegove strukture, uključujući skupljanje, puzanje i zamor. Pravilno održavan, prednapregnuti beton ima duži vijek trajanja od drugih betona.
Strukturna efikasnost
Čvrstoća prednapregnutog betona znači da graditelji mogu koristiti manje ovog materijala za postizanje istih zadataka kao i drugi betoni. Čvrstoća prednapregnutog betona također omogućava manju strukturnu potporu. Ova kvaliteta štedi graditeljima i vrijeme i novac i omogućava arhitektima veću fleksibilnost u njihovom dizajnu.
Svestranost dizajna
Arhitekte i graditelji koriste prednapregnuti beton u širokom spektru primjena. Dovoljno je svestran da ga projektanti mogu koristiti u izgradnji mostova, zgrada, parking objekata, aplikacija vezanih za vodu i industrijskih objekata. Prilagođava mnoge stilove dizajna i omogućava kreativne i inovativne dizajne.
Održivost
Proizvodnja betona je posredno povezana sa stvaranjem stakleničkih plinova jer je proizvodnja klinkera u cementu energetski intenzivna, ali od svih vrsta betona, prednapregnuti beton je jedan od najodrživijih. Graditelji mogu koristiti manje ovog materijala, a njegova izdržljivost znači da ne moraju obnavljati ove strukture tako često kao kod običnog betona.
Otpornost na vatru
Općenito, beton je materijal otporan na vatru, ali čelične tetive u prednapregnutom betonu mogu biti osjetljive na vatru ako ih beton ne štiti. Vatra ili čak povišene temperature mogu oslabiti prednaprezanje u tetivama ugrožavajući njihovu snagu. Vatrootporni premazi ili kućišta mogu pomoći u poboljšanju performansi otpornosti na vatru.
Projektovanje i izgradnja kompleksa
Projekti koji koriste prednapregnuti beton su složeniji od drugih betonskih konstrukcija. Ova vrsta betona zahtijeva specijalizirano znanje za projektovanje i izgradnju kako bi se osiguralo pravilno postavljanje tetiva, zatezanje i sidrenje.
Tendon Protection
Ključ trajnosti i čvrstoće prednapregnutog betona su čelične tetive. Betonske kompanije konstantno unapređuju načine na koje štite čelične tetive, uključujući fugiranje tetiva, premazivanje tetiva, dvoslojnu kapsulaciju i zaštitu od sidrenja.
Ograničena modifikacija dizajna
Dizajn prednapregnutog betona je složen. Jednom kada su tetive zategnute i usidrene, malo je mogućnosti za promjene. Sve modifikacije moraju biti strukturalno analizirane i izvedene od strane obučenih inženjera i visokokvalifikovanih građevinara.
Ako vam se sviđa naša stranica, podijelite je sa svojim prijateljima & Facebook
