Преднапрегнат бетон е тип на бетон кој е стратешки претходно натоварен со сили на притисок за да се подобри неговата структурна цврстина и перформанси. Преднапрегнат бетон е еден од најиновативните градежни материјали во последниве години и ја револуционизира модерната градежна и дизајнерска технологија.
Техниките вклучени во создавањето на преднапрегнат бетон вклучуваат употреба на челични тетиви со висока цврстина кои се затегнати во бетонот. Овој метод ја зголемува носивоста на бетонот и ја подобрува неговата отпорност на пукање и отклонување, што го прави разноврсно и популарно решение во модерната конструкција и дизајн.
Што е преднапрегнат бетон?
Создавањето на преднапрегнат бетон вклучува негово компресирање или „преднапрегање“ за време на производството, така што подобро ќе се спротивстави на надворешните сили кога ќе се стави на место. Компресијата на бетонот се случува со челични тетиви кои производителите ги поставуваат во или во непосредна близина на бетонот за да ги подобрат неговите перформанси. Производителите користат два главни типа на челични тетиви: претходно затегнати тетиви и пост-затегнати тетиви.
Кај претходно затегнатите тетиви, челичните жици или жици кои се користат како тетиви се напрегаат пред да се фрли бетонот. Производителите ги истегнуваат тетивите помеѓу прицврстувачите и потоа нанесуваат напнатост на нив. Откако ќе нанесат сила на тетивите, тие го истураат бетонот околу нив. Како што се суши бетонот, тој се прилепува на тетивите. Пред-затегнатиот бетон е вообичаен за готови бетонски елементи како греди, ѕидови и плочи.
Пост-затегнатите тетиви се напрегаат откако бетонот ќе се стврдне. Откако бетонот ќе се исуши, тетивите се додаваат во канал во бетонот и се затегнуваат со хидраулични дигалки. Тетивите се закотвени за да се одржи напнатоста. Пост-затегнатите тетиви се почести за леани бетонски конструкции и нудат поголема флексибилност на дизајнот.
Иновации во преднапрегнат бетон
Раните техники за зајакнување на бетонот со челик се појавија во текот на крајот на 19 и почетокот на 20 век. Некои од најраните преднапрегнати дизајни дојдоа преку работата на францускиот градежен инженер Јуџин Фрејсинет, кој направи многу за да ги унапреди идеите за преднапрегање на бетон. Белгискиот инженер Густав Магнел и германскиот инженер Еуген Морш подоцна самостојно го воведоа и развија концептот на преднапрегнат бетон во 1930-тите.
Институтот за преднапрегнат бетон е основан во САД во 1954 година. Оваа организација одигра важна улога во унапредувањето на знаењето и техниките во индустријата за преднапрегнат бетон. Денес, слични организации постојат низ целиот свет во Канада, ОК, Австралија, Јужна Африка и Европа.
Со текот на годините, важните достигнувања во материјалите и производството создадоа нови иновации во технологијата на преднапрегнат бетон. Развојот на челични тетиви со висока цврстина и подобрените системи за прицврстување ја зголемија цврстината на преднапрегнат бетон. Дизајнот со помош на компјутер и подобрената технологија, исто така, ја подобрија точноста и оптимизацијата на преднапрегнатите структури.
Употреба на преднапрегнат бетон
Постојат бројни и широки апликации за преднапрегнат бетон поради неговите предности.
Мостови
Преднапрегнатиот бетон е популарен во изградбата на мостови поради неговата способност да се протега на долги растојанија и неговата огромна сила. Преднапрегнатите мостови можат да се протегаат на долги растојанија додека го одржуваат структурниот интегритет и го минимизираат бројот на потребните столбови за поддршка.
Згради
Архитектите користат преднапрегнат бетон интензивно во дизајнот на високи згради, особено во елементи како што се подни плочи, столбови и греди. Зголемената носивост на преднапрегнат бетон значи дека овозможува подолги распони и ја намалува потребата за средна поддршка што исто така претставува значителна заштеда на трошоците. Популарен е и за станбени и за комерцијални згради.
Нуклеарни и експлозивни објекти
Инженерите почнаа да се потпираат на цврстината на преднапрегнат бетон во структурите за задржување под висок притисок, како што се нуклеарните централи и структурите за петрохемиски резервоари за експлозија. За овие употреби, производителите создаваат специјализирани преднапрегнати компоненти за да ја зголемат нивната отпорност на пукање и истекување.
Паркинг конструкции и тротоар
Паркинг гаражите и тротоарите се предмет на постојан стрес на оптоварување, така што инженерите редовно користат преднапрегнат бетон за да го минимизираат пукањето и да обезбедат долготрајни перформанси. Оваа отпорност на пукнатини им овозможува на градителите да истураат поголеми плочи отколку што би можеле со обичен армиран бетон. Ова овозможува пошироко растојание меѓу зглобовите за да се намалат трошоците за спојување и заедничко одржување.
Структури поврзани со вода
Водата врши огромен притисок и триење, така што примената на вода е идеална за преднапрегнат бетон. Преднапрегнат бетон е вообичаен за употреба во брани и крајбрежни конструкции како нафтени платформи, фарми со ветерници и крајбрежна инфраструктура. Во овие апликации од витално значење е заштитата од корозија да се применува на која било изложена челична тетива за да се обезбеди долготрајна издржливост.
Стадиони и спортски објекти
Долгиот распон и висока цврстина на преднапрегнат бетон значат дека е идеален за арени, стадиони и други спортски објекти. Бидејќи преднапрегнат бетон не бара толку голема поддршка, архитектите можат да дозволат повеќе отворен простор за непречено гледање и отворен распоред за флексибилни распореди на седиштата.
Квалитети на преднапрегнат бетон
Преднапрегнатиот бетон има многу вредни квалитети што го прават идеален градежен материјал за одредени дизајни, но има и недостатоци кои градителите исто така мора да ги земат предвид кога одлучуваат за оптимален градежен материјал за употреба.
Сила
Преднапрегнат бетон нуди зголемена цврстина во споредба со другите видови армиран бетон. Преднапрегањето воведува компримирани сили кои се спротивставуваат на надворешните сили што овозможува изградба со подолги распони и поголема носивост.
Подобрена издржливост
Преднапрегањето на овој тип бетон помага да се минимизираат пукањето, свиткувањето и деформацијата поради големи оптоварувања. Ова значи зголемена издржливост и отпорност на надворешни фактори кои би го влошиле интегритетот на неговата структура, вклучително и собирање, лази и замор. Правилно одржуван, преднапрегнат бетон има подолг животен век од другиот бетон.
Структурна ефикасност
Јачината на преднапрегнат бетон значи дека градежниците можат да користат помалку од овој материјал за да ги постигнат истите задачи како и другиот бетон. Јачината на преднапрегнат бетон овозможува и помала структурна поддршка. Овој квалитет заштедува време и пари на градителите и им овозможува на архитектите поголема флексибилност во нивните дизајни.
Разновидност на дизајнот
Архитектите и градежниците користат преднапрегнат бетон во широк опсег на апликации. Доволно е разновиден за дизајнерите да го користат во изградбата на мостови, згради, паркинг структури, апликации поврзани со вода и индустриски капацитети. Сместува многу стилови на дизајн и овозможува креативни и иновативни дизајни.
Одржливост
Производството на бетон е индиректно поврзано со акумулацијата на стакленички гасови бидејќи производството на клинкер во цемент е енергетски интензивно, но од сите видови бетон, преднапрегнатиот бетон е еден од најодржливите. Градежниците можат да користат помалку од овој материјал и неговата издржливост значи дека не мора да ги обновуваат овие структури толку често како со нормален бетон.
Отпорност на пожар
Општо земено, бетонот е огноотпорен материјал, но челичните тетиви во преднапрегнат бетон може да бидат подложни на пожар доколку бетонот не ги заштити. Пожарот или дури и покачените температури може да го ослабат преднапрегањето во тетивите што ја загрозува нивната сила. Огноотпорни премази или куќишта може да помогнат да се подобрат перформансите на отпорност на пожар.
Комплекс дизајн и конструкција
Дизајните што користат преднапрегнат бетон се посложени од другите бетонски дизајни. Овој тип на бетон бара специјализирано знаење за проектирање и градење за да се обезбеди правилно поставување на тетивата, затегнување и закотвување.
Заштита на тетива
Клучот за издржливоста и цврстината на преднапрегнат бетон се челичните тетиви. Бетонските компании прават постојани подобрувања на начините на кои ги штитат челичните тетиви, вклучително и фугирање на тетивите, обложување на тетивите, двослојна инкапсулација и заштита на котвата.
Ограничена модификација на дизајнот
Дизајните на преднапрегнат бетон се сложени. Откако тетивите ќе бидат затегнати и закотвени, има мала можност за промени. Сите модификации мора да бидат структурно анализирани и извршени од обучени инженери и висококвалификувани градежници.
Доколку ви се допаѓа нашата страница, споделете ја со вашите пријатели & Фејсбук
