Технологии создания преднапряженного бетона
Преимущества и недостатки преднапряженного железобетона
Преднапряженный бетон относится к категории строительных материалов, которые предназначаются для преодоления неспособности обычных бетонов к сопротивлению усилиям растягивающего напряжения. Конструкции из него, по сравнению с ненапряженными, обладают значительно меньшими прогибами и повышенной устойчивостью к образованию трещин. При этом железобетон обладает одинаковой прочностью, за счет чего можно перекрывать большие пролеты при аналогичном сечении элементов.
При натяжении на бетон используется стальная арматура, обладающая высокой прочностью на растяжение. Она натягивается при помощи специальных устройств, а затем происходит укладка бетонной смеси. После схватывания усилия преднатяжения освобожденных арматурных элементов или канатов передаются окружающему бетону, который оказывается сжатым. Это дает возможность полностью или частично устранить растягивающие напряжения от различных эксплуатационных нагрузок.
Предварительно напряженный бетон изготавливается с натяжением арматуры следующими способами: механическим, электротермическим и электротермомеханическим (комбинированным).
Первый метод предполагает применение домкратов, как правило, гидравлического или винтового типа. Электротермический способ заключается в натяжении на бетон с использованием нагрева при помощи электрического тока, после чего арматура удлиняется до необходимых значений. Укорачиваясь, она обжимает бетон, армируя конструкцию. Комбинированный способ предполагает объединение первых двух методик.
Технологии создания преднапряженного бетона
Выделяют следующие технологии:
- натяжение на упоры (до укладки в опалубочную систему);
- натяжение на бетон (после укладки и набора марочной прочности).
Чаще всего второй вариант используется во время возведения большепролетных мостов, где один пролет изготавливается за несколько этапов (захваток). При натяжении на бетон материалы из стали (тросы или арматура) укладываются в форму для бетонирования в канатообразователи, которые представляют собой гофрированные тонкостенные трубы из пластика или металла.
После изготовления монолитной конструкции из железобетона трос при помощи специальных механизмов (домкратов) натягивается до достижения определенных значений. Затем в канатообразователи с тросами закачивают жидкий цементный раствор. Таким образом, создается высокопрочное соединение сегментов пролетов.
В то время как натяжение на упоры предполагает применение натянутой арматуры исключительно прямолинейной формы, натяжение на бетон позволяет работать с арматурами сложных форм. За счет этого существенно увеличивается технико-экономическая эффективность армирования. К примеру, в мостах такие элементы поднимаются внутри несущих балок из железобетона на участках, расположенных над опорами-«быками». Это дает возможность более эффективно предотвращать риски прогибов.
Преимущества и недостатки преднапряженного железобетона
Преднапряженный железобетон устанавливается в строительные конструкции уже в напряженном на сжатие состоянии. Он обладает рядом преимуществ:
- Более экономичен. Натяжение на бетон позволяет сокращать расход стали в среднем на 40-60 %. Используется меньше цемента, уменьшаются также сечение и масса.
- Имеет высокую стойкость к образованию трещин и их дальнейшему расширению, что позволяет предотвращать распространение коррозионных процессов.
- Может использоваться для специальных сооружений, в которых нельзя или нежелательно применять обычные ЖБИ.
- Натяжение на бетон позволяет задействовать материал для стыков сборных частей конструкций: подкрановых и кровельных балок, плит перекрытий и других.
- Со временем существенно увеличивается сейсмоустойчивость конструкций, что достигается за счет низкой массы материалов.
Среди недостатков натяжения на бетон можно выделить высокую трудоемкость и сложность работ, что обусловлено необходимостью особо тщательных расчетов. Также конструкции из преднапряженного железобетона обладают низкой огнестойкостью.
Наши объекты
