Предварительно напряженный бетон – это самый долговечный, надежный и прочный бетон, который широко используется для строительства мега-зданий и мостов. Это тип бетона, в котором высокопрочные сухожилия, размещенные в напряженных областях поперечного сечения, напрягаются во время строительства элемента, чтобы противостоять растягивающим напряжениям, возникающим из-за приложенных нагрузок.
Предварительно напряженный бетон очень полезен для создания структурных элементов без трещин и борьбы с усадкой и температурными эффектами. В результате предотвращается проникновение вредных агентов, что помогает избежать коррозии арматуры.
Предварительно напряженный бетон позволяет строить балки и ригели большей длины, а также увеличивает предельную несущую способность при том же сечении элемента.
Однако процесс строительства из предварительно напряженного бетона требует тщательного контроля и применения сложных устройств и оборудования
на всех этапах.
Преимущества преднапряженного бетона
В отличие от обычных бетонных элементов, все сечение предварительно напряженного бетона выдерживает приложенную нагрузку. Это происходит потому, что бетон в зоне растяжения не подвергается растрескиванию и, следовательно, принимает участие в переносе нагрузки.
Пролеты предварительно напряженных балок и ригелей длиннее, чем у железобетонных.
Большая длина пролета увеличивает свободную площадь пола и парковки.
Большая длина пролетов приводит к уменьшению количества стыков, в результате чего требуется меньше технического обслуживания.
Снижается вероятность коррозии стали и последующего разрушения бетона, поскольку бетон не имеет трещин.
Он обладает долговременной прочностью.
Благодаря отсутствию трещин предварительно напряженные бетонные конструкции способны выдерживать обратные напряжения, удары, вибрацию и толчки.
Практически, мертвые нагрузки нейтральны в предварительно напряженной бетонной балке. Следовательно, вес мертвой нагрузки конструкции уменьшается, что приводит к снижению расхода материалов.
Более тонкие перекрытия, что важно для высотного строительства, так как при одинаковых затратах можно построить больше перекрытий, чем традиционные толстые перекрытия.
Использование изогнутых сухожилий и предварительное сжатие бетона помогает противостоять сдвигу.
Количество требуемой стали в предварительно напряженном бетоне составляет 1/3 от того, что требуется для железобетона, но сталь для первого должна обладать высокой прочностью на растяжение.
Развитие преднапряженного бетона приводит к строительству значительных по размерам жидкостно-поддерживающих конструкций, которые в противном случае были бы невозможны.
Крупные конструкции для удержания жидкости, построенные из предварительно напряженного бетона, имеют низкую стоимость и предпочтительно защищены от растрескивания и последующей утечки.
Предварительно напряженный бетон может быть выгодно использован во всех тех конструкциях, где развивается напряжение, таких как стяжка и подвеска балки тетивы, железнодорожные шпалы, электрические столбы, верхний бьеф гравитационной плотины и т.д.
Балки из преднапряженного бетона обычно имеют малый прогиб.
Тонкий бетонный пол, построенный с использованием предварительно напряженного бетона
Мост из преднапряженного бетона
Недостатки
преднапряженного бетона
Для изготовления предварительно напряженного бетона требуется высококачественный плотный бетон высокой прочности. Требуется идеальное качество бетона при производстве, укладке и уплотнении.
Для его изготовления требуется высокопрочная сталь, которая в 2,5-3,5 раза дороже низкоуглеродистой стали.
Процесс преднапряжения требует сложного натяжного оборудования и анкерных устройств.
Строительство требует безупречного контроля на всех этапах строительства.
Для работы с преднапряженным бетоном требуются квалифицированные рабочие.