Betonul precomprimat este un tip de beton care a fost preîncărcat strategic cu forțe de compresiune pentru a-și îmbunătăți rezistența structurală și performanța. Betonul precomprimat este unul dintre cele mai inovatoare materiale de construcție din ultimii ani și a revoluționat tehnologia modernă de construcție și proiectare.
Tehnicile implicate în crearea betonului precomprimat implică utilizarea tendoanelor din oțel de înaltă rezistență care sunt tensionate în interiorul betonului. Această metodă mărește capacitatea portantă a betonului și îmbunătățește rezistența acestuia la fisurare și deformare, făcându-l o soluție versatilă și populară în construcția și designul modern.
Ce este betonul precomprimat?
Crearea betonului precomprimat implică comprimarea acestuia sau „precomprimarea” în timpul producției, astfel încât să contracareze mai bine forțele externe atunci când este pus în funcțiune. Comprimarea betonului are loc cu tendoane de oțel pe care producătorii le plasează în interiorul sau adiacent betonului pentru a-i îmbunătăți performanța. Producătorii folosesc două tipuri principale de tendoane din oțel: tendoane pretensionate și tendoane posttensionate.
În cazul tendoanelor pretensionate, firele de oțel sau firele folosite ca tendoane sunt solicitate înainte de turnarea betonului. Producătorii întind tendoanele între ancoraje și apoi le aplică tensiune. Odată ce aplică forță tendoanelor, toarnă betonul în jurul lor. Pe măsură ce betonul se usucă, acesta aderă la tendoane. Betonul pretensionat este comun pentru elementele prefabricate din beton precum grinzile, pereții și plăcile.
Tendoanele posttensionate sunt solicitate după ce betonul s-a întărit. Odată ce betonul s-a uscat, tendoanele sunt adăugate într-o conductă în interiorul betonului și sunt tensionate cu cricuri hidraulice. Tendoanele sunt ancorate pentru a menține tensiunea. Tendoanele posttensionate sunt mai frecvente pentru structurile din beton turnate in loc și oferă mai multă flexibilitate de proiectare.
Inovații în beton precomprimat
Tehnicile timpurii de consolidare a betonului cu oțel au apărut la sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea. Unele dintre cele mai vechi modele precomprimate au venit prin munca inginerului civil francez Eugene Freysinnet, care a făcut mult pentru a promova ideile de precomprimare a betonului. Inginerul belgian Gustave Magnel și inginerul german Eugen Morsch au introdus și dezvoltat ulterior în mod independent conceptul de beton precomprimat în anii 1930.
Institutul de beton precomprimat a fost fondat în Statele Unite în 1954. Această organizație a jucat un rol important în dezvoltarea cunoștințelor și tehnicilor în industria betonului precomprimat. Astăzi, organizații similare există în toată lumea în Canada, Marea Britanie, Australia, Africa de Sud și Europa.
De-a lungul anilor, progrese importante în materiale și producție au creat noi inovații în tehnologia betonului precomprimat. Dezvoltarea tendoanelor din oțel de înaltă rezistență și a sistemelor de ancorare îmbunătățite au crescut rezistența betonului precomprimat. Proiectarea asistată de computer și tehnologia îmbunătățită au îmbunătățit, de asemenea, precizia și optimizarea structurilor precomprimate.
Utilizări ale betonului precomprimat
Există numeroase și ample aplicații pentru betonul precomprimat datorită avantajelor sale.
Poduri
Betonul precomprimat este popular în construcția de poduri datorită capacității sale de a se întinde pe distanțe lungi și rezistenței sale imense. Podurile precomprimate se pot întinde pe distanțe lungi, menținând în același timp integritatea structurală și reducând la minimum numărul de piloni de sprijin necesar.
Clădiri
Arhitecții folosesc în mod extensiv betonul precomprimat în proiectarea clădirilor înalte, în special în elemente precum plăcile de podea, stâlpii și grinzile. Sarcina de transport sporită a betonului precomprimat înseamnă că permite deschideri mai lungi și reduce nevoia de sprijin intermediar, ceea ce reprezintă, de asemenea, o economie semnificativă de costuri. Este popular atât pentru clădirile rezidențiale, cât și pentru cele comerciale.
Instalații nucleare și de explozie
Inginerii au ajuns să se bazeze pe rezistența betonului precomprimat în structurile de reținere de înaltă presiune, cum ar fi centralele nucleare și structurile rezervoarelor petrochimice. Pentru aceste utilizări, producătorii creează componente precomprimate specializate pentru a le crește rezistența la fisurare și scurgere.
Structuri de parcare și pavaj
Garajele de parcare și trotuarele sunt supuse unei solicitări constante de încărcare, astfel încât inginerii folosesc în mod regulat beton precomprimat pentru a minimiza fisurarea și pentru a asigura performanța pe termen lung. Această rezistență la fisuri permite constructorilor să toarne plăci mai mari decât ar putea face cu betonul armat obișnuit. Acest lucru permite o distanță mai mare a îmbinărilor pentru a reduce costurile de îmbinare și întreținerea îmbinărilor.
Structuri legate de apă
Apa exercită o presiune și frecare enormă, astfel încât aplicațiile cu apă sunt ideale pentru betonul precomprimat. Betonul precomprimat este obișnuit pentru utilizarea în baraje și structuri offshore, cum ar fi platformele petroliere, parcurile eoliene și infrastructura offshore. Este vital în aceste aplicații ca protecția împotriva coroziunii să fie aplicată oricăror tendoane din oțel expuse pentru a asigura durabilitatea pe termen lung.
Stadioane și facilități sportive
Întinderea mare și capacitatea de înaltă rezistență a betonului precomprimat înseamnă că este ideal pentru arene, stadioane și alte facilități sportive. Deoarece betonul precomprimat nu necesită atât de mult sprijin, arhitecții pot permite mai mult spațiu deschis pentru vizualizare neobstrucționată și dispoziții deschise pentru aranjamente flexibile ale scaunelor.
Calitatile betonului precomprimat
Betonul precomprimat are multe calități valoroase care îl fac un material de construcție ideal pentru anumite proiecte, dar există și dezavantaje pe care constructorii trebuie să le ia în considerare atunci când decid materialul de construcție optim pe care să-l folosească.
Putere
Betonul precomprimat oferă o rezistență sporită în comparație cu alte tipuri de beton armat. Precomprimarea introduce forțe comprimate care contracarează forțele externe, permițând construcția cu deschideri mai mari și capacități de încărcare mai mari.
Durabilitate îmbunătățită
Precomprimarea acestui tip de beton ajută la minimizarea fisurilor, flambajului și deformării din cauza sarcinilor grele. Aceasta înseamnă durabilitate sporită și rezistență la factorii externi care i-ar deteriora integritatea structurii, inclusiv contracția, fluajul și oboseala. Întreținut corespunzător, betonul precomprimat are o durată de viață mai lungă decât alte beton.
Eficiență structurală
Rezistența betonului precomprimat înseamnă că constructorii pot folosi mai puțin din acest material pentru a îndeplini aceleași sarcini ca și alt beton. Rezistența betonului precomprimat permite, de asemenea, un suport structural mai mic. Această calitate economisește constructorilor atât timp, cât și bani și permite arhitecților mai multă flexibilitate în proiectele lor.
Versatilitatea designului
Arhitecții și constructorii folosesc betonul precomprimat într-o gamă largă de aplicații. Este suficient de versatil pentru ca proiectanții să-l folosească în construcția de poduri, clădiri, structuri de parcare, aplicații legate de apă și instalații industriale. Se potrivește mai multor stiluri de design și permite modele creative și inovatoare.
Durabilitate
Producția de beton este indirect legată de acumularea de gaze cu efect de seră, deoarece producția de clincher din ciment este consumatoare de energie, dar dintre toate tipurile de beton, betonul precomprimat este unul dintre cele mai durabile. Constructorii pot folosi mai puțin acest material, iar durabilitatea acestuia înseamnă că nu trebuie să reconstruiască aceste structuri la fel de des ca în cazul betonului normal.
Rezistent la foc
În general, betonul este un material rezistent la foc, dar tendoanele de oțel din betonul precomprimat pot fi susceptibile la incendiu dacă betonul nu le protejează. Focul sau chiar temperaturile ridicate pot slăbi pre-stresul din tendoane compromițându-le rezistența. Acoperirile sau carcasele rezistente la foc pot ajuta la îmbunătățirea performanței rezistenței la foc.
Proiectare și construcție complexă
Proiectele care utilizează beton precomprimat sunt mai complexe decât alte modele din beton. Acest tip de beton necesită cunoștințe de specialitate pentru proiectare și construcție pentru a asigura plasarea, tensionarea și ancorarea corespunzătoare a tendonului.
Protecția tendonului
Cheia durabilității și rezistenței betonului precomprimat sunt tendoanele din oțel. Companiile de beton fac îmbunătățiri constante în modurile în care protejează tendoanele de oțel, inclusiv chituirea tendonului, acoperirea tendonului, încapsularea cu două straturi și protecția ancorajului.
Modificare limitată a designului
Proiectele din beton precomprimat sunt complexe. Odată ce tendoanele au fost tensionate și ancorate, există puține opțiuni pentru modificări. Orice modificare trebuie analizată structural și efectuată de ingineri instruiți și constructori cu înaltă calificare.
Dacă vă place pagina noastră, vă rugăm să distribuiți prietenilor tăi & Facebook
